Теоретическая физика 20 века - Смородинский Я.А.
Скачать (прямая ссылка):
предсказываются теорией. Последовательное открытие
Нейтрино
299
уникальных спектров 1, 2 и 3 запрещения в Y91, Be10 и К40, форма которых
в точности соответствовала теоретическим предсказаниям, явилось блестящим
подтверждением теории |3-рас-пада.
В. Фирцевский интерференционный член ± Ь/Е$
Фирц [28] первый указал на существенную роль, которую играет этот член.
Он должен был бы более или менее заметно искажать форму (3-спектра в
зависимости от Ь/Е$, чего на опыте, однако, никогда не наблюдалось.
Верхний предел для Ъ равен ¦О±0,10 во взаимодействии Ферми и 0^0,04 во
взаимодействии Гамова - Теллера. Это указывает на то, что варианты S и V
во взаимодействиях типа Ферми и варианты Т и А во взаимодействиях типа
Гамова - Теллера не могут играть одинаковой роли. Когда один из них
доминирует, величина другого мала. Однако в теории двухкомпонентного
нейтрино отсутствие интерференционного члена Фирца не приводит к столь
четким выводам (см. § И).
Г. Фактор ft Среднее время распада т дается выражением
^макс.
1= J p{E)dE=^f^ (G*F | Mr |2 + Cbr | Мст I2) X
^макс.
5 F (Z, Efi) m - 1 )>/. Ер (?макс. - Etf} dE
x
1
или
где
/т(Cjr\Mf\2+ СЬтIMgtI2) = ,
т0 = -2 = 1,3-10~21 сек,
0 m0c2 '
a / - безразмерная величина, обозначающая интеграл по энергетическому
спектру.
' Классификация (3-распадов по значениям ft не только позволяет приписать
спин и четность ядерным уровням, но и помо-
300
By Цзянь-сюн
гает разобраться в строении ядра и ядерных силах. К наиболее ярким
успехам относятся классификация сверхразрешенных и разрешенных переходов
и установление связи между группой (3-переходов 0+-> 0+ и изотопическими
мультиплетами.
Д. Отношение | Cqt |2/| CF |2
Систематическое изучение ряда простых зеркальных ядер (замкнутая оболочка
+ нуклон) показало, что постоянные взаимодействии Ферми и Гамова -
Теллера близки друг к другу. Это можно увидеть, если отложить величину В
как функцию X в следующем соотношении:
ft = (i-X)\ MF |*+2Г| MGT I* ' (10)
где X- относительная величина взаимодействия Гамова-Теллера
х= , 'gf'; (н>
\^F \ +\^GT\
Последние измерения отношения Cqt/Cf привели к результату 1,16 ± 0,05
[25]. Это значение существенно зависит от ядерното матричного элемента,
который точно не известен. С другой стороны, ядерные матричные элементы
нейтрона и О14 (переход 0+ -> 0+) можно вычислить точно: для О14 M2f~2vl
для нейтрона Мр -1 и Mqt= 3, Отсюда
(/*Ьо __ 21CF |2
(/0oi4 I^I2+3|6gt|3 *
Результаты последних измерений ft для О14 [26] и нейтрона [27] таковы:
(/Оп0 = (И87 ± 35) сек из (ti/^щ = 11,7 ± 0,3 мин,
(/)0U = (3103 ± 62) сек, <13>
откуда
± 0.08.
Этот результат находится в согласии с величиной 1:55" полученной по
асимметрии вылета Р' из поляризованного нейтрона (см. § 12). Зная (ft)Qu,
можно найти также постоянную
Нейтрино
.301
•связи gF для взаимодействия Ферми
2 2я3 (| п |2) / П У Ь
| MF |2 \mQc) (/0ou 0 '
где \MF\2 = 2 для Р-переходов 0+->0+; поэтому
I gF I = (1,41 ± 0,01) • 10'49 эрг. CM*.
E. Измерения отдачи
В отличие от заряженных частиц,,нейтрино ускользает от попыток прямого
наблюдения, однако, покидая ядро в процессе распада, оно сообщает ему
некоторый импульс. Измерение энергетического спектра и углового
распределения ядер отдачи является чувствительным методом исследования
процесса вылета нейтрино.
Эксперименты по измерению отдачи можно разбить на несколько групп:
1) Эксперименты первой группы посвящены в основном измерениям отдачи ядер
при if-захвате. Если в каждом акте if-захвата испускается только одно
нейтрино, то импульс отдачи однозначно определяется соотношением
р = - М%С*)Х!* или Ег= 140,2^-2^-^ ; (14)
значение Ег измерено в электрон-вольтах; Е - энергия, высвобождаемая в
процессе if-захвата в единицах тс2; MVC2 - энергия покоя нейтрино в
единицах тс2; атомная масса атома отдачи в а.е.м. (атомных единицах
массы). Этот острый пик в распределении был четко выделен в ряде красивых
и убедительных экспериментов, результаты которых приведены в табл. 1.
2) Поскольку при ^-распаде испускаются одновременно две легкие частицы ф
и v), энергетический спектр ядер отдачи в этом случае более сложен, чем
при if-захвате. Спектр оказывается непрерывным и его форма существенно
зависит от угловых корреляций между электроном и нейтрино. Согласно
уравнению (9), угловые корреляции в различных вариантах р-взаимодействия
определяются величиной X
S V Т А
% -1 +1 +Х/з -1/3
302
By Цзянъ-сюн
В векторном и тензорном взаимодействиях электрон и нейтрино испускаются
преимущественно в одном направлении; максимум распределения по энергии
ядер отдачи сдвигается в сторону больших энергий. В скалярном и
псевдовекторном
Таблица 1
ОТДАЧА ЯДРА ПРИ ЗАХВАТЕ ОРБИТАЛЬНОГО ЭЛЕКТРОНА
Материн- ское ядро Энергия распада, Мэе О^теор. ^г^эксп.
Литера- тура
Be7 0,864±0,003 57,3^0,5 эв 56,6^1,0 эв [133]
Be7 0,864±0,003 57,3^0,5 эв 55,9^1,0 эв [134]
Аг37 0,816±0,004 0,711±0,004 0,71±0,06 [135]
см/мксек см/мксек
0,816±0,004 9,67±0,08 9,6^0,2 эв [31]
