Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Мухин К.Н. -> "Экспериментальная ядерная физика" -> 55

Экспериментальная ядерная физика - Мухин К.Н.

Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика: Учеб. для вузов — М.: Энергоатом-издат, 1993. — 408 c.
ISBN 5-283-04076-3
Скачать (прямая ссылка): muhin-2.djvu
Предыдущая << 1 .. 49 50 51 52 53 54 < 55 > 56 57 58 59 60 61 .. 152 >> Следующая


В дальнейшем в связи с аналогией между электромагнитным и слабым взаимодействиями было введено представление о кванте слабого взаимодействия, роль которого выполняет гипотетическая частица — заряженный W-бозон (рис. 382). Ж-бозон должен обладать следующими свойствами: Z= + l, s=l, m^>mN. Схема с lf-бозоном пригодна для рассмотрения слабого взаимодействия, обусловленного слабыми заряженными токами (в то время слабые нейтральные токи еще не были обнаружены). Позднее была построена перенормируемая теория электрослабых взаимодействий, которая описывает электромагнитные и слабые взаимодействия (с заряженными и нейтральными токами). В этой теории кроме фотона естественным образом появляются два заряженных тяжелых бозона W+ и W и один нейтральный тяжелый бозон Z0 (квант слабого взаимодействия, обусловленного нейтральными токами). Масса тяжелых бозонов — около 80— 90 ГэВ, что обеспечивает малый радиус слабого взаимодействия. В 1982—1983 гг. W± и Z0-6o3OHbi были открыты (подробнее см. § 130).

2. ДВОЙНОЙ р-РАСПАД

В первые годы после появления гипотезы Паули о существовании нейтрино, когда еще не были сделаны прямые опыты по наблюдению взаимодействия v и v с нуклонами, вопрос об их различии стоял очень остро. Теоретическое рассмотрение этого вопроса (проведенное до обнаружения несохранения

Рис. 382

§ 103. Электронные нейтрино и антинейтрино

149

четности в слабом взаимодействии) привело к двум альтернативным точкам зрения. Согласно одной из них (теория Дирака) нейтрино изображается четырехкомпонентной волновой функцией и имеет четыре состояния: левое и правое нейтрино (vn и vn) и левое и правое антинейтрино (v„ и vn).

В этой теории v^v. После открытия нарушения Р-четности в слабом взаимодействии стало ясно, что из четырех дираковс-ких нейтринных состояний в природе реализуются только два — левое нейтрино v„ и правое антинейтрино vn, а остальные два либо не реализуются совсем (если mv = 0), либо «стерильны» относительно всех известных взаимодействий, включая слабое (если mv#0).

Согласно другой теории, развитой Майораной, нейтрино тождественно антинейтрино (v=v) и встречается в двух состояниях— левое (ул = ул) и правое (vn = vn). В этом случае в принципе также возможны оба значения массы (mv = 0 И mv=?Q).

Выбор между этими теориями и, следовательно, решение вопроса о тождественности или различии v и v, а также о значении массы нейтрино (mv = 0 или mv^0) можно сделать, проанализировав результаты опытов по поиску двойного р-распада (подробнее об этом анализе см. § 108).

Сущность двойного Р-распада заключается в следующем. Известно (см. § 10, п. 2), что ядра с четным массовым числом А могут иметь два-три стабильных четно-четных изобара, различающихся по заряду на две единицы. Их стабильность обусловлена тем, что все соседние с ним по заряду ядра-изобары имеют большую массу, вследствие чего р-переходы на них запрещены энергетически. Такой случай изображен на рис. 383, на котором два стабильных ядра отмечены цифрами 2 и 4. Из рисунка видно, что оба ядра не могут перейти в соседние по заряду ядра-изобары ни за счет Р+-распадов, ни за счет р~-распадов. Однако между стабильностью ядер 2 и 4 есть некоторое различие. Дело в том, что ядро 4 имеет наименьшую массу из всех ядер-изобар и, следовательно, принципи- Mi ально не может перейти в какое-либо другое ядро из-за энергетического запрета. Что касается ядра 2, то его масса больше массы ядра 4, благодаря чему существует принципиальная возможность непосре-дственного превращения 2^4. Это ' т12 z0-l Z0 Z0+1Z0+Z z превращение характеризуется изме- о и и и в

нением заряда ядра на две единицы Рис. 383

150

Глава XVIII. Пептоны

и должно сопровождаться одновременным испусканием двух электронов (или позитронов, если M2<M4). Такой процесс и называется двойным р-распадом.

Аналогичная ситуация может возникнуть также и в том случае, когда М2>М3>М4, но существует сильный запрет на однократный р-переход 2->3, связанный с малой разностью масс и большим различием в моментах у ядер 2 и 3. Здесь, так же как и в предыдущем случае, ядра 2 и 4 являются практически стабильными в отношении обычного р-распада, но для ядра 2 имеется принципиальная возможность перехода в ядро 4 с помощью двойного Р-распада.

Примером первого типа является тройка ядер UfCd, 1Ц1п, ^oSn, массы которых удовлетворяют соотношениям MCd — MSn = 2,7 МэВ и Mln — MCd = 0,6 МэВ. Примером второго типа являются ядра |§Са, *?Sc и ffTi, первая пара из которых имеет Очень небольшую разность масс (MCa — MSe = 0,3 МэВ) и сильно различается по моментам.

В соответствии с двумя ятериями нейтрино в принципе могут существовать два вида двойного р-распада.

1. Если v^v, то согласно предыдущему двойной р-распад должен идти по схеме

согласующейся с законом сохранения электронного лептонного заряда [двухнейтринный 2р(2у)-распад, рис. 384].

2. Если же ve = ve, то ve, образовавшееся при распаде одного нейтрона по схеме п->р + е~ +ve, может поглотиться (в качестве ve) другим нейтроном по схеме ve+n-+p+e~. Суммарный результат для обоих нейтронов в этом случае будет соответствовать схеме
Предыдущая << 1 .. 49 50 51 52 53 54 < 55 > 56 57 58 59 60 61 .. 152 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed