Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Мухин К.Н. -> "Экспериментальная ядерная физика" -> 79

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 .. 73 74 75 76 77 78 < 79 > 80 81 82 83 84 85 .. 152 >> Следующая


Сравнивая кривые g(R) для двух заряженных частиц, можно найти отношение их масс. Легко показать, что

где Ri и R2 — длины остаточных пробегов частиц 1 и 2 с одинаковыми скоростями и зарядами, a Ni и N2 — полное число зерен на этих остаточных пробегах.

Как уже отмечалось в § 23, формула (110.1) легко обобщается на частицы любой массы и любого заряда:

Тр от Rp (см. § 23):

Tp = aRp.

(110.1)

dN dT 2 . . z2 8=dR~dR-Zf(°)~?-

(110.2)

ml/m2 = {Ri/R2=Nl jN2) v = const,

z — const

(110.3)

(110.4)

* Значения коэффициентов а и n несколько изменяются при переходе от фотографической эмульсии одного типа к другому.

§ НО. Свойства заряженных к-мезонов

211

где Тх измеряется в мегаэлектрон-вольтах, Rx—в микронах, а а и я имеют прежние значения.

Из формулы (110.4) следует, что при равной энергии двух частиц (с одинаковыми зарядами) частица с меньшей массой имеет большую длину пробега. Совершенно очевидно, что это связано с большей начальной скоростью легкой частицы и, следовательно, с меньшей ионизирующей способностью.

Таким образом, измерение остаточного пробега частицы и подсчет числа зерен на ее следе позволяют определить пройденный путь, направление движения (по направлению градиента плотности зерен), массу и энергию частицы. Различие в следах частиц с разными зарядами z столь существенно (большая величина g при той же скорости), что по виду следа в большинстве случаев может быть оценен и заряд частицы.

Однако описанный метод пригоден только в тех случаях, когда можно измерить остаточный пробег частицы, т. е. когда частица останавливается в эмульсии. Для частиц, не останавливающихся в эмульсии, понятие остаточного пробега теряет смысл. В подобных случаях для анализа свойств частицы наряду с плотностью зерен используется третья характеристика следа — степень его прямолинейности.

Сравнение следов различных частиц показывает, что некоторые из них остаются прямолинейными практически до конца пути, другие же к концу пути становятся извилистыми. Особенно это заметно для следов самых легких заряженных частиц—электронов, которые к концу пути в эмульсии начинают описывать причудливые траекторий. Для более тяжелых частиц эффект искривления пути также имеет место, однако в гораздо меньшей степени, так что для его обнаружения требуются специальные измерения.

Описанное явление объясняется многократным кулоновским рассеянием, испытываемым заряженной частицей при ее прохождении через вещество. При каждом акте рассеяния заряженная частица несколько изменяет направление своего движения, так что для достаточно большого пробега суммарное отклонение от первоначального направления может оказаться довольно значительным. В § 24 было показано, что средний угол отклонения а (в градусах) при многократном рассеянии в эмульсии равен

где х—длина (в мкм) отрезка траектории, на котором измеряется угол; р—импульс (р$с измеряется в мегаэлектронвольтах).

(110.5)

212

Глава XIX. п-Мезоны

Из формулы (110.5) следует, что из двух заряженных частиц с разными массами и одинаковыми скоростями тяжелая будет испытывать меньшее рассеяние, чем легкая.

Сопоставление среднего угла многократного рассеяния а, зависящего от массы и скорости, с плотностью зерен g, являющейся функцией только скорости, дает второй способ определения массы и энергии частицы. Этот способ сравнения масс частиц с одинаковым зарядом особенно ценен тем, что он, как уже указывалось выше, применим и в таких случаях, когда исследуемая частица не остановилась в эмульсии и, следовательно, ее остаточный пробег не известен.

Мы не будем останавливаться на методах определения заряда частицы. Напомним только, что одним из возможных способов его измерения (кроме очевидного способа—оценки z по ионизации) является подсчет 8-электронов, возникающих на пути заряженной частицы (см. § 24, п. 4).

2. ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ тс±-МЕЗОНОВ

В 1947 г. английский физик Пауэлл с сотрудниками облучил на высокой горе космическими лучами ядерные фотопластинки и после проявления обнаружил на них кроме следов протонов также следы частиц с массой 200—300те, которые естественно было считать уже известными в то время мюонами. Однако более подробное изучение зарегистрированных следов, проведенное описанными выше методами, показало, что на самом деле эти следы вызваны новыми, неизвестными до сих пор частицами.

На рис. 410 приведена схема одного из явлений, зарегистрированных в фотоэмульсиях. Характер изменения плотности зерен g в следе, обозначенном тс, показывает, что он принадлежит частице с зарядом z= 1 и массой около 300те, которая двигалась в направлении, указанном стрелкой, и остановилась в точке А. После остановки частица тс испустила вторичную частицу ц с z=l и массой около 200те, которая в свою очередь остановилась в точке Б.

Частицу ц естественно отождествить с мюоном. открытым еще в 1936—1938 гг. в опытах по изучению мягкой и жесткой компонент космических лучей. Частица я, при распаде которой образуется мюон, была названа я-мезоном (пионом), а сам процесс распада—(тс — ц)-распадом.
Предыдущая << 1 .. 73 74 75 76 77 78 < 79 > 80 81 82 83 84 85 .. 152 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed