Теоретическая физика 20 века - Смородинский Я.А.
Скачать (прямая ссылка):
(ttoXMv) и (HmIv) OMv)-
Для нас представляют особый интерес измерения следующих величин,
относящихся к р-распаду: А) параметра Мишеля q; Б) зависимость параметра
асимметрии от энергии; В) поляризации мюонов и электронов.
336
By Цзянъ-сюн
А. Параметр Мишеля q1)
Закон сохранения лептонов требует, чтобы два нейтрино, испускаемые в
процессе ц-распада, являлись частицей и античастицей:
\i±->e± +v + v. (61)
Если такого рода требование не налагается, то допустимо также испускание
двух нейтрино или двух антинейтрино:
[i±->6±+v + v (62)
или _
\i±~->e± + v + v. (63)
Согласно теории двухкомпонентного нейтрино, форма энергетического спектра
электронов зависит от того, одинаковы или противоположны спиральности
испускаемых нейтрино. Спектр электронов имеет вид
N (х) dx = 4г2 |~ 3 (1 - х) + Q (4х - 3) J dx, (64)
где х - отношение энергии электрона к его максимальной энергии. Форма
спектра зависит от единственного параметра Q, введенного Мишелем (q -
комбинация постоянных связи всех взаимодействий, определяющих распад).
Если вылет электрона сопровождается испусканием двух нейтрино или двух
антинейтрино, то q должно быть равно нулю, при испускании одного нейтрино
и одного антинейтрино е=3/4. Экспериментальные данные варьируют в
пределах от 0,68 до 0,792), т. е. лежат вблизи от 0,75, что соответствует
испусканию одного нейтрино и одного антинейтрино и позволяет с
уверенностью отказаться от схем распада мюона с испусканием двух нейтрино
или двух антинейтрино. Это оправдывает также распределение лептонов на
частицы и античастицы, произведенное в § 8. Очень важно получить как
можно более точно величину q, ввиду ее большого теоретического значения.
Б. Зависимость параметра асимметрии от энергии
Распределение электронов, образовавшихся при распаде покоящегося
поляризованного ц-мезона по импульсам, имеет
М См. [104].
2) 0,68 ± 0,02 [105]; 0,68 ± 0,09 [106]; 0,72 ± 0,05 [107]; 0,67 ±
0,05 [108]; 0,79 ± 0,03 [109]; см. также [110].
Нейтрино
337
вид [35-48]
dN = -jлх1 [(3 - 2х) Т |(1 - 2#)cos0] dxdQ (65)
(минус для распада рГ и плюс для распада р+); здесь р -
импульс электрона; х=р/рмакс.', 0 - угол между импульсом
электрона и спином распадающегося мюона. Для двухкомпонентного нейтрино
е Uvfi + fAfP]
' w+ai ¦ <б6)
Угловое распределение электронов таково:
/(0)d0oo(l + ylcos0)sm0d0 "sj
~ [* gig cose] sin0dQ, (67)
где А - параметр асимметрии, равный
t nizm
H (3-2*) Г
Величина А зависит от энергии электрона (х) и велика при | ? | ^ 1. В рГ-
распаде параметр А равен +? при х=1 (максимальная энергия), нулю при х=У2
(в этой точке меняется знак асимметрии) и -*/о? при х=0 (электрон
покоится). В распределении, проинтегрированном по энергии, А= +1/3|.
Знак cos 0, однако, остается неизвестным, поскольку у нас нет прямого
метода измерения средней поляризации ((a)) мюонов; мы знаем лишь, что она
параллельна скорости мюона. Результаты первого эксперимента Гарвина,
Ледермана и Вайн-риха [111] йо несохранению четности в распаде мюона, а
также полученные независимо Фридманом и Телегди [112] данные показывают,
что большая часть электронов вылетает в направлении, противоположном
направлению движения мюона. Последние измерения абсолютной величины ?
привели к следующему результату: | ?1 = 0,97^0,05 [ИЗ, 114]. В области
энергий, примыкающей к верхнему пределу, данные по асимметрии находятся в
хорошем согласии с теорией. В области малых энергий измерения трудны и
достигнутая точность пока невелика. Однако в целом данные по зависимости
углового распределения в р-распаде от энергии хорошо согласуются с
предсказаниями теории двухкомпонентного нейтрино [110, ИЗ, 114].
22 Заказ № 214
338
By Цзянъ-сюн
В. Поляризация мюонов и электронов
Хотя знак cos 0 в угловом распределении неизвестен (поскольку неизвестно
направление спина мюона), спиральность электронов распада можно найти
аналогично тому, как она была найдена в ядерных распадах:
Ht
(68)
(плюс для \i~- распада, минус для ц+-распада).
Если поляризация электрона левовинтовая, а позитрона - правовинтовая, то
|= - 1. Преимущественный вылет электронов назад тогда означает, что
спиральность отрицательного мюона положительна, а положительного мюона
отрицательна.
Спиральность в распаде л--
~*~е
e*+v + v
Спиральность а распаде К-
К+-
+V
К+
Н (спиральность)-
Фиг. 8.
Это становится очевидным, если рассмотреть предельный случай,
представленный па фиг. 8, а. Если нейтрино и антинейтрино вылетают в одну
и ту же сторону, то электрон, испускаемый в обратном направлении, должен
уносить момент количества движении мюона. Если спиральность ц+
отрицательна, то образующийся позитрон должен обладать положительной
спиральностью. Экспериментальные данные по поляризации позитронов и
электронов, полученные путем измерений поляризации тормозного и
аннигиляционного излучения [115, 116] или методом мёллеровского рассеяния
[117], позволяют с определенностью заключить, что спиральность позитрона
