Теоретическая физика 20 века - Смородинский Я.А.
Скачать (прямая ссылка):
§ 1. ДО ПОЯВЛЕНИЯ ГИПОТЕЗЫ О НЕЙТРИНО
Когда микрокалориметрические измерения [9, 10] средней энергии (3-частиц,
испускаемых RaE, с несомненностью доказали, что непрерывное распределение
[11] является внутренним свойством электронов распада, физикам стало
ясно, что они столкнулись с чем-то весьма загадочным. В частности, Паули,
с большим интересом следивший за полемикой экспериментаторов, придавал
большое значение калориметрическим данным.
Примерно в тот же период волновая механика окончательна завоевывала себе
место в физике. Постепенно вырисовывались наши представления о спине и
статистике ядер. Однако основными компонентами- ядер еще считались
протоны и электроны. Поэтому в соответствии с теоремой Эренфеста и Оппен-
геймера [12] ядро N14 должно было подчиняться статистике Ферми - Дирака.
К всеобщему разочарованию экспериментально было показано [13, 14], что
ядро N14, вопреки ожи-
х) На возможность построения релятивистской теории двухкомпонентной
частицы со спином Уг впервые указал Вейль [3]. Эта теория была
отвергнута, поскольку она не удовлетворяла закону сохранения четности
(см. [?]).
19*
292
By Цзянъ-сюн
даниям, подчиняется статистике Бозе - Эйнштейна. Это было сильным ударом
по протонно-электронной гипотезе. Изучение спинов ядер привело к тому же
заключению. Поэтому электроны приходилось исключать из ядра. Но заменить
протонно-электронную гипотезу было нечем - других идей о строении ядра в
то время еще не существовало.
Основываясь в своих выводах только на соображениях спина и статистики,
Паули указывал в открытом письме1) Гейгеру и Мейтнер, зачитанном на
семинаре, состоявшемся в декабре 1930 г. в Тюбингене, что в (3-распаде не
только проявляется нарушение закона сохранения энергии, но не сохраняются
также спин и статистика. Ядерный момент количества движения при (3-
распаде либо не должен меняться, либо должен меняться на целое число (А
1=п%, п=0, 1, 2,...). С другой стороны, внутренний момент количества
движения электрона равен й/2. Орбитальный момент всегда является целым
кратным Д. Таким образом, момент количества движения в (3"-рас-паде,
очевидно, не сохраняется, если испускается только §'-частица. Чтобы
спасти положение, Паули предложил необычную идею существования неуловимой
новой частицы с исчезающе малой массой.
Однако Паули был очень скромен и ненавязчив. Он допускал, что его
предложение может показаться неправдоподобным и продолжает: "...не
рискнув, не выиграешь; серьезность
положения с непрерывным (3-спектром хорошо проиллюстрировал мой уважаемый
предшественник господин Дебай, который недавно заявил мне в Брюсселе:
"О... об этом лучше не думать вовсе... как о новых налогах44. Необходимо
поэтому серьезно обсудить любой путь к спасению. Итак, мои дорогие
радиоактивные дамы и господа, проверяйте и судите". Посетить семинар в
Тюбингене ему помешал бал в Цюрихе. Он был все-таки очень молод тогда.
Свою идею о новой странной частице Паули предал гласности на собрании
Американского физического общества в июне 1931 г. в Пасадене. Однако
гипотеза оказалась слишком смелой для большинства физиков и встретила
скептиче-
г) Письмо цитировалось Паули на собрании Цюрихского общества
естествоиспытателей, состоявшемся 21 января 1957 г. (непосредственно
после предания гласности результатов первых опытов по несохранепию
четности). Письмо было переведено Робертом Шлаппом, которому автор
приносит благодарность за копию перевода.
Нейтрино
29$
ское отношение. В октябре того же года на семинаре по ядерной физике в
Риме Паули встретился с Ферми. Вопросы (3-распада вновь подверглись
подробному обсуждению, и Ферми сразу увлекся гипотезой о нейтрино.
Затем последовал переворот в ядерной физике, начавшийся с открытия
Чедвиком нейтрона в 1932 г. [15]. Все данные прекрасно укладывались в
протои-нейтронную гипотезу о строении ядра. Ободренный таким оборотом
событий, Паули выступил с гипотезой о нейтрино на Сольвеевском конгрессе
в Брюсселе в 1933 г. [1], отбросив все делавшиеся им ранее оговорки.
§ 2. ГИПОТЕЗА О НЕЙТРИНО
Ниже приводится выдержка из выступления Паули [Ц на Сольвеевском
конгрессе:
"В июне 1931 г. на конференции в Пасадене я предложил следующий выход:
законы сохранения выполняются, но испускание (3-частиц сопровождается
вылетом весьма проникающих нейтральных частиц, которые до сих пор не были
обнаружены. Сумма энергий (3-частицы и нейтральной частицы (или
нейтральных частиц, лак как неизвестно, испускается ли одна такая частица
или несколько), испущенных ядром в одном процессе, должна быть равна
энергии, соответствующей верхней границе (3-спектра. Мы, естественно,
предполагаем, сохранение во всех элементарных процессах не только
энергии, но и импульса и момента количества движения; сохраняются также
характерные черты статистики.
Что касается свойств этих нейтральных частиц, то, сопоставляя атомные
веса, мы можем прежде всего заключить, что их масса не может намного
превышать массу электрона. Чтобы отличать их от тяжелых нейтронов, Ферми
