Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Мухин К.Н. -> "Экспериментальная ядерная физика" -> 94

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 .. 88 89 90 91 92 93 < 94 > 95 96 97 98 99 100 .. 152 >> Следующая


8. ПИОН-ЯДЕРНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

Кроме рассмотренных выше (см. § 112, пп. 1, 5, 6) элементарных процессов взаимодействия пионов [рождение и рассеяние тс-мезонов на нуклонах, образование пионных резонансов, (я —тс)-рассеяние] ядерная активность тс-мезонов должна также проявляться и в более сложных процессах взаимодействия пионов с атомными ядрами, т. е. в виде пион-ядерных реакций.

До настоящего времени в основном изучались реакции рассеяния и поглощения тс-мезонов ядрами. Сейчас в связи с вводом в строй сильноточных ускорителей (так называемых мезонных фабрик), позволяющих получать весьма интенсивные пучки тс-мезонов, диапазон исследуемых пион-ядерных реакций существенно расширяется. Повышенный интерес к пион-ядерным реакциям вызван тем, что пион имеет нестандартные квантовые числа (Ir = Q~, Т=1, /я = 140 МэВ), благодаря которым в ядре возникают специфические возбужденные состояния, которые трудно получить при помощи других частиц. Ниже будут кратко охарактеризованы различные виды ядерных реакций под действием тс-мезонов.

* Подробнее о пион-тшонном взаимодействии можно прочесть в обзоре: Мухин К. Н., Патаракии О. 0.//Успехи физ. наук. 1981. Т. 133. Вып. 3. С. 377 — 426 и в монографии: Бельков А. А., Бунятов С. А., Мухин К. Н., Патара-кнн О. О. Пион-пионное взаимодействие. М.: Энергоатомиздат, 1985.

§ 112. Взаимодействие п-мезонов

255

а. Пион-ядерное рассеяние

Теоретическое рассмотрение рассеяния пионов на ядре (и вообще пион-ядерного взаимодействия) — сложная задача ядерной физики, которая из-за многочастичного состава ядра не имеет точного решения, однако при Тп<тпс2 она может быть решена приближенно. Одну из возможных схем приближенного рассмотрения этой задачи можно себе представить следующим образом.

Исходным уравнением является уравнение Шредйнгера

tfi|/ = ?i|/,

где H=H0+V, #о — гамильтониан ядра и rt-мезона в отсутствие взаимодействия, V—оператор многочастичного взаимодействия. Их конкретные выражения могут быть получены из дополнительных предположений.

Так, в пренебрежении возбуждением ядра в промежуточном состоянии многочастичное взаимодействие можно описать как движение одной частицы в поле с эффективным комплексным оптическим потенциалом V^.

Другим вариантом описания пион-ядерного взаимодействия является модель многократного рассеяния Ватсона. Согласно этой модели потенциал пион-ядерного взаимодействия

VA можно представить в виде суммы УА—^ уь гДе Щ — взаимо-

действие налетающей частицы с i-м нуклоном ядра, А — массовое число. Из модели следует, что пион-ядерное рассеяние выражается в виде ряда, состоящего из суммы однократных рассеяний пиона на каждом нуклоне ядра, суммы двукратных последовательных рассеяний пиона на двух различных нуклонах ядра (для всех суммы трехкратных рассеяний и т. п.

Для описания рассеяния пиона на внутриядерном нуклоне используется так называемое импульсное приближение, согласно которому нуклоны ядра считаются свободными, т. е. предполагается, что амплитуду рассеяния пиона на внутриядерном нуклоне можно заменить амплитудой рассеяния пиона на свободном нуклоне, которая известна (см. § 112, п. 2). Разумеется, как и всякое приближенное рассмотрение, импульсное приближение имеет ограниченную область применения. Оно справедливо в том случае, когда размер области взаимодействия меньше расстояния между нуклонами ядра.

В 1982 г. справедливость импульсного приближения была подтверждена в очень интересном эксперименте, выполненном

256

Глава XIX. п-Мезоны

на Лосаламосской мезонной фабрике*. Было показано, что отношение сечений неупругого рассеяния л-- и л+-мезонов на ядрах 13С с возбуждением уровня 9,5 МэВ равно ст(л"13С)/ ст(я 3С) = 9, т. е. такое же, как и для рассеяния л±-мезонов на свободных нуклонах в области Д-резонанса (см. § 112, п. 2). Этот результат можно интерпретировать как резонансное взаимодействие л "-мезонов только с одной нейтронной фазой ядра 13 С.

Возможность раздельного изучения возбужденной протонной и нейтронной фаз ядер является очень ценной особенностью пион-ядерных взаимодействий.

6. Поглощение пионов ядрами

Известно, что подобно отрицательному мюону (см. § 104, п. 3) затормозившийся л "-мезон образует л-мезоатом, а затем после серии радиационных переходов захватывается ядром. Однако в отличие от слабого ц-захвата л-захват происходит по сильному взаимодействию. В связи с этим характеристики л-мезоатома отличны от чисто электромагнитных характеристик ц-атома. Это отличие выражается в сдвиге и уширении уровней, а также в искажении пионной волновой функции.

Захват ядром л "-мезона сопровождается выделением энергии покоя л-мезона тяс2 = 140 МэВ. Из законов сохранения энергии и импульса следует, что захват л "-мезона одним нуклоном ядра невозможен, точнее говоря (если учесть фер-миевское движение), маловероятен. С наибольшей вероятностью захват л "-мезона осуществляется парой нуклонов. После захвата л-мезона нуклоны разлетаются в противоположные стороны с примерно равными по абсолютной величине скоростями. Очевидно, что энергия каждого нуклона равна 70 МэВ, импульс /7 = 350 МэВ/с (т.е. относительный импульс р' =700 МэВ/с), а расстояние между ними bxh/p' =0,3 • 10 см (корреляция нуклонов).
Предыдущая << 1 .. 88 89 90 91 92 93 < 94 > 95 96 97 98 99 100 .. 152 >> Следующая

Реклама

Фестул

Фрезер Фестул: Официальный офис продаж! Кредит! Гарантия! Доставка! Жмите

ftrussia.ru

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed