Всего лишь кинематика - Копылов Г.И.
Скачать (прямая ссылка):
в формулу (4), мы узнаем среднее время жизни частицы X.
*) Время жизни возбужденного состояния атома т=; 10_а с. После этого он
излучает квант видимого света с энергией Е=ftv. Соотношение
неопределенностей тогда записывается в виде
Av-T=l/2n,
где Av - неопределенность в частоте. Выходит, она равна примерно 10*с-1.
Сама частота видимого света vas5-1014 с"1, так чтоотносн-тельная
неопределенность частоты Av/v=s 10~а. Значит, и спектральные линии не
бесконечно узкие.
84
Можно ли по таким часам измерить время жизни А°-гиперона? Судите сами.
Л°-гиперон живет 10-10 с, значит, отличия в массе различных Л "-гиперонов
будут порядка
fi . 1 П - 2Е
Г = =6,6-10-" ГэВ.
Такие отличия в энергии никакой прибор заметить не в силах.
Можно ли по этим часам измерить время жизни л"-мезона? Тоже нельзя.
Г=6,6-10"м : (1,8* 10-1в)= =4-10-" ГэВ. Это тоже за пределами
возможностей современного эксперимента. Время жизни л°-мезона измерено,
но другим способом.
Тогда какие же времена могут эти часы измерять? Примерно 10-м с и меньше.
Наш ""-мезон лежнт как раз на гр&кнце экспериментальных возможностей.
Разброс в энергиях порядка 0,001 ГэВ мы еще не умеем мерить, особенно
если учесть, что пик никогда не получается, как на рис. 19, но всегда на
фоне других явлений {как на рис. 18).
Существуют ли, кроме ""-мезона, другие частицы, живущие так недолго? Да.
Еще до открытия ""-мезона был известен, скажем, ро-мезон (обозначается
р). Он распадался на два я-мезона. Его средняя масса 0,763, а средний
разброс в массах Г равен 0,106 ГэВ. Значит, он живет (подставьте в
формулу (4)) примерно в десять раз меньше, чем ""-мезон (6-10"24 с). Были
известны и другие частицы - игрек-нуль, изобара и т. д., жившие столь же
мало.
Но их слишком малое время жизни привело к тому, что их и за частицы не
считали. Считалось, например, что р-мезон - это пара л-мезонов, которые в
момент своего рождения не сразу разлетаются врозь, а некоторое время
(около 6-10-24 с) кружатся друг возле друга и только потом разлетаются.
Их и назвали иначе - не частицами, а резонансами: резонанс ро, резонанс
игрек, подчеркивая этим словом эфемерный, неустойчивый характер таких
образований. (Я вынужден говорить здесь слова, не имеющие точного смысла:
эфемерный характер, кружатся друг возле друга и т. д. На самом деле
существует более или менее точная теория этих явлений, в которой все
понятия имеют определенный смысл, а все неточности оговариваются. Но
85
это математическая теория. Если попытаться перевести язык математики на
язык наглядных представлений, то ничего не получается, кроме туманных
слов. Из этих слов постепенно выкристаллизовываются такие термины, как
"резонапсы>.)
Потоп открытий
Открытие о)°-мезона наметило определенный перелом в настроении ученых.
ы°-мезон был. бесспорно, "резонансом" - он жил слишком недолго. И в то же
время он уже во всем походил на частицу: его масса колебалась от случая к
случаю всего на 1-1,5%. Стало ясно, что между резонансами и частицами нет
непроходимой пропасти, что образования, живущие 10~и-10~=* с - это такие
же кандидаты в элементарные частицы, как и Л"-гиперон или я*-мезон.
Огромное впечатление произвела точность и доказательность самого опыта.
Физики бросились открывать резонансы. Делалось это в общем так же, как и
раньше: отбирали определенную реакцию, вычисляли инвариантную массу всех
встречающихся в ней комбинаций частиц и смотрели, не будет ли какое-либо
значение этой массы попадаться чаще, чем соседние значения.
Не обошлось и без увлечений, без дутых открытий: если фотографий сделано
мало, то одни значения массы встречаются (просто так, случайно) почаще,
другие пореже, и очень легко было, желая во что бы то ни стало сделать
открытие, выдать случайно скопившиеся в одном месте массы за открытие
новой частицы. Но постепенно утвердились жесткие правила приема новых
пиков в семью резонансов. Сейчас их открыто уже несколько десятков, а
конца им не видно. Каждый новый резонанс (их ло-прежнему называют
резонансами, хотя понимают, что нет какой-либо разницы между ними и
частицами) встречают с большим интересом, так как надеются, что когда нх
накопится очень много, можно будет понять и связь между ними и их место в
картине мира.
Напоследок хочу еще раз подчеркнуть то различие между частицей-резонансом
и частицей-частицей, которое сильнее всего действует на наше воображение.
Резонанс от частицы отличается тем, что снимок, на ко-
86
тором распалась частица, как правило, можно показать; снимок же, на
котором зафиксирован распад ре-
зонанса, вам никто не покажет.
Если вы попросите физика: "Дайте мне
снимок, на котором зафиксирован распад п°-мезона на два фотона", он
поищет и найдет таком снимок (рнс. 20). Правда, л°-мезон вы там не
увидите, но физик знает, что он там был, потому что инвариантная масса
двух фотонов дала число, близкое к массе я^-мезона. А теперь попросите
его показать снимок процесса, где родился и распался w°-мезон. И фнзик
