Всего лишь кинематика - Копылов Г.И.
Скачать (прямая ссылка):
фотона, он просто делит свою энергию пополам: 0,0675 ГэВ одному, столько
же другому. Зато от масс потомков всегда зависит нх импульс (он у обоих
одинаков и равен VЕ\ - ml или YЕ\ - т\). Чем тяжелее они, тем с меньшим
импульсом разлетаются. При mi- ms=m./2 частицы, на которые распалась
частица О, останутся на месте. Впрочем, так бывает не только при равных
массах, но и при любых, лишь бы пь-\-тг-т. Представьте себе, какой будет
высота треугольника на рис. 22 при mi+m2=m, и вы поймете,, отчего это
так. При Ш1+тг=т получается не столько распад на частицы, сколько развал
на части.
Итак, мы умеем вычислять заранее, с какой энергией будут рождаться
частицы в том или ином типе распада. Это позволяет узнавать частицы,
обладающие характерным для них типом распада.
Известно, например, что /С+-мезоны (масса 0,494 ГэВ) и л+-мезоны (масса
0,140 ГэВ) живут примерно одно и то же время и распадаются на одни и те
же частицы р+ (мю-мезон, масса 0,1057 ГэВ) и нейтрино (масса 0) *).
Практические выводы
Этот распад на нзлете выглядит так (рис. 23): след /С+- или я+-мезона,
все более извилистый (от потери скорости частица петляет между атомами;
чем меньше скорость частицы, тем на больший угол может завернуть ее
оказавшийся рядом атом, а от этого она еще больше потеряет скорость),
внезапно прерывается (частица остановилась) и заканчивается этаким
крючком - следом вылетевшего р-мезона. Нейтрино следа не оставляет.
Можно ли из нашего снимка узнать, что распалось: /С+- или л+-мезоиы? Один
из приемов учитывает тот факт, что степень извилистости следа на излете у
/С+-ча-
•) Ул+-мезона это практически единственный способ распада, у К+-мезона -
один из многих, но довольно частый,
92
Рис. 23. Случай распада К+-
След, идущиП справа наперерез другим следам,- это след К +; от точки
излома вниз полетел р+; перед взломом след Л' + изменил направление: это
доказывает. что распад произошел и покое.
Рис. 24. Распад Ji+^.p+-|-v.
СамЯ4!-, по видимому, родился в реакции л- + р-ел--|-я+-Ьл;ц + -ыеэ011
рас-пален на ?+ и лиру v,
стицы и у л+-мезона разная. Но есть и другой, уже ююе матический:
измерить пробег р.-мезон а. Пробег тер больше, чем больше импульс, а
импульс р-мезона в рас педе
/C+->-p++v совсем не такой, как в распаде
n+->-p++v.
В первом случае он равен (проверьте по формуле (8), а затем по формуле
(3)) 0,236 ГэВ, во втором всего лишь 0,0298 ГэВ. Значит, все р+-мезоны от
распада остановив' шегося /С+-мезона в данном веществе будут иметь один
пробег, а р+-мезоны от распада л+-мезона - совсем другой (рис. 24).
Обычно применяют и тот и другой
Рис. 25. Случай распада 7(+-"-я++я0.
В конце пробега я + останавливается и распадается на и V. От распада л°
возникают два фотона, один из которых породил близ какого-то ядра
пару видимую на снимке.
прием, чтобы не было уж никаких сомнений, что распалось, /С+-частица или
я+*мезон.
Точно так же по пробегу можно отличить распад
/C+*->p++v
от распада
/С+->я+ + Я(r),
если только распад произошел в покое (т. е. если появлению крючка
предшествовал сильно извилистый след).
94
V я+-мезона импульс должен быть равен 0,205 ГэВ, а не 0,236, как у |х+-
мезона (рис. 25),
Но, кроме этого, выведенные формулы (8) и (9) очень нужны при изучении
другого типа распада - распада на лету. Им мы займемся в гл. 11, а сейчас
я расскажу о том, что было обещано в заглавии,- о ежике импульсов.
Ежик импульсов
Решая систему уравнений (1) - (4), мы узнали, каковы энергии частиц I и
2. Но вы, вероятно, заметили, что об их направлениях не было сказано ни
слова. Дело в том, что направления могут быть любыми. Векторы Pi и Р*
одинаковы по длине (и длина их определяется только массами т, mi, тг),
противоположны по направлению, но каково это направление - безразлично:
все равно их сумма будет нуль. Значит, на направление движения потомков
частицы О нет запретов. А мы знаем, что все, что не запрещен о,-
разрешено. И действительно, от случая к случаю, от снимка к снимку,
направление крючка р+-мезона (распад /f+-"-p++v) оказывается различным.
Каждый новый распад частицы О на частицы 1 и 2 может произойти в каком-то
новом направлении. Эго н позволяет нам создать распадный ежик импульсов.
Представьте, что мы накопили бесчисленное множество фотографий распада
K+->-p++v. Что будет, если мы совместим на них точки распадов и начертим
все векторы импульса р+ -мезона? Точ- р"с. 26. Ежик рас-ка распада тогда
ощетинится ты- падре покоящейся сячами стрелок. Длина всех стре- частицы-
лок будет одинакова, а направления практически встретятся любые. Эго и
есть наш ежик импульсов (рис. 26). Все иголки у него одинаковые, и нет на
нем места, где нельзя уколоться. Этот ежик надо представлять себе каждый
раз, когда вы думаете о распаде частицы на две и интересуетесь, куда
могут направиться дочерние частицы. Ежнк вам подскажет: куда угодно.
95
Тем читателям, которым в книге по физике образы живой природы не нужны,
скажу просто: геометрическое место концов вектора импульса частицы I есть
