Экспериментальная ядерная физика - Мухин К.Н.
ISBN 5-283-04076-3
Скачать (прямая ссылка):
Первый зарегистрированный случай рождения и распада гиперядра трудно обработать количественно из-за отсутствия баланса по заряду (по-видимому, среди частиц распада Л-ядра есть очень медленные протоны, не оставившие следов в эмульсии). Неизвестна также доля энергии, которую могли унести нейтроны распада. Позднее было обнаружено Л-ядро трития, распадающееся по схеме
^Н-^Не + я" (П7.1)
с выделением энергии Q = 41,5 МэВ. Схема зарегистрированного события показана на рис. 445, б. След дН имеет достаточно
292
Глава XX. Странные частицы
большую длину (13 мм), для того чтобы можно было определить заряд (Z=l) и массу (M«5500we) оставившей его частицы. Картина распада ЛН тоже очень характерна. я-Мезон надежно идентифицируется по звезде взаимодействия, а 3Не — по характеру следа (Z = 2). В другом удобном для анализа случае (рис. 445, в) было зарегистрировано Л-ядро лНе, которое распадается на протон, ос-частицу и я "-мезон*. В настоящее время известно много различных гиперядер, для которых определены заряды Z,
Рис. 445
время жизни т и подсчитаны значения энергии распада Q, массы М и энергии отделения Л-частицы от Л-ядра ел.
Заряд Z гиперядра определяется по ионизации, время жизни т — сравнением с временем ионизационного торможения ядер, распадающихся на лету. Оказалось, что т для разных гиперядер заключено в интервале Ю-11 <т< Ю-10 с. Энергия распада Q определяется по кинетической энергии частиц распада, которая подсчитывается по формулам пробег — энергия (см. § 110, п. 1). Среднее значение энергии Q для распадов, с вылетом я "-мезона, равно примерно 40 МэВ.
Кроме мезонных распадов гиперядер было зарегистрировано также много случаев безмезонного распада, который наблюдается в основном для тяжелых ядер. В этих случаях энергия распада гиперядра примерно на тпс2=\40 МэВ больше, чем при мезонных распадах.
* Обращаем внимание читателя, что в случае гиперядра лНе запрет, накладываемый принципом Паули на образование обычного ядра Не с тремя нейтронами, не имеет места из-за отличия Л-частицы от нейтрона.
§ 117. Взаимодействие странных частиц с ядрами, нуклонами и мезонами 293
По значению Q можно определить массу Л-ядра, сравнивая которую с массой Л-гиперона и массами ядер обычного типа, можно вычислить энергию связи Л-гиперона в Л-ядре. Оказалось, что для легких ядер eA<6jv и линейно растет с ростом массового числа, а затем стремится к постоянному значению, около 30 МэВ. Обращает на себя внимание примерное равенство
е(*Не)*е(*Н),
из которого следует зарядовая независимость (Л —^-взаимодействия
ЛрхЛп. (117.2)
Ход зависимости еЛ(Л) можно получить теоретически, рассмотрев задачу о гипероне в самосогласованном поле нуклонов ядра (сравните с задачей о дейтроне в § 82). Из рассмотрения этой задачи получены оценки радиуса R и глубины V0 потенциальной ямы, описывающей (Л—/^-взаимодействие:
Л = (1,1Л1/3 + 0,5)-10"13 см; К0 = 18,5МэВ. (117.3)
Таким образом, (Л — N)-взаимодействие несколько слабее, чем (N—N), причем, как показывает дополнительный анализ, син-
глетное (Л^-взаимодействие, по-видимому, сильнее триплет-
т т
ного (AN). В частности, спин Л-ядра \Н должен быть равен
1/2, а Л-ядер лНе и дН — нулю (рис.446).
Опираясь на нулевое значение спина Л-ядра дНе, можно показать, что внутренняя четность К~ -мезона по отношению к гиперону отрицательна. Четность^ К+-, К0- и К°-мезонов также отрицательна потому, что К°-мезон является членом того же изодублета, что и К "-мезон, а К0- и К+-мезоны являются их античастицами бозонного типа.
В 1963 г. при облучении фотоэмульсии пучком К "-мезонов был зарегистрирован первый случай образования двойного гиперядра i°Be, содержащего в своем составе два Л-гиперона. Процесс образования АлВе, по-видимому, шел через промежуточную стадию рождения Е"-гиперона с последующим захватом его ядерным протоном и образованием двух Л:
К~+р^Е~+К+, Z~+p^\° + A°. (П7.4)
Второй случай образования двойного гиперядра был зарегистрирован в реакции
S-+?2C->XAHe + 5Li. (Н7.5)
294
Глава XX. Странные частицы
п р Л
п n р Л
V Р
Л
Рис. 446
В 1979 г. на протонном синхротроне ЦЕРНа были открыты гиперядра, содержащие Е-гипероны *.
§ 118. Свойства нейтральных /Г-мезонов
1. К\ И ЛГ?-МЕ30НЫ. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ КОМБИНИРОВАННОЙ СР-ЧЕТНОСТИ
Нейтральные А"-мезоны проявляют столь необычные свойства даже на фоне удивительных свойств странных частиц, что о них полезно рассказать особо.
Выше было показано, что из схемы Гелл-Мана и Нишид-жимы следует существование двух нейтральных зарядово-сопряженных АГ-мезонов: К0 и К0. Это — различные частицы, так как они имеют разную странность (SK«= + l, a S^«= — 1) и, следовательно, должны различаться способом образования и характером взаимодействия с веществом. Так, в соответствии с законом сохранения странности АГ°-мезон может образоваться в процессе
я- +р-*А + К°, AS=0, (118.1)
в то время как для А~!0-мезона аналогичный процесс запрещен:
К-+Р++А + К0, AS= -2. (118.2)
