Теоретическая физика 20 века - Смородинский Я.А.
Скачать (прямая ссылка):
частицы будут фермионами или бозонами в зависимости от того, четно или
нечетно число содержащихся в них фермионов. Соответственное правило
выполняется и для спина: фермионы имеют всегда полуцелый спин, а бозоны -
всегда целочисленный спин. Так как вскоре было установлено, что электроны
и протоны суть фермионы, то представление о том, что они одни служат
строительным материалом всех ядер, привело к заключению, что четность
зарядового числа должна определять и характер симметрии ядер. Однако это
заключение не подтверждалось на опыте. Первым противоречащим примером
была "азотная аномалия", как мы ее тогда называли, заключавшаяся в том,
что, как было показано из полосатых спектров Кронигом [10], Гайтлером и
Герцбергом [И], азот с зарядовым числом 7 и массовым числом 14 обладает
спином 1 и подчиняется статистике Бозе. Позднее последовали другие
аналогичные случаи, как Li6 (заряд 3, масса 6) и дейтрон (заряд 1, масса
2), которые также имеют спин 1 и подчиняются статистике Бозе.
Окончательный результат состоял в том, что характер симметрии ядер
определяется четностью массового числа, а не зарядовым числом.
Тогда я сделал попытку применить идею о новой нейтральной частице, чтобы
связать эту проблему спина и статистики ядер с проблемой непрерывного p-
спектра, не отказываясь от закона сохранения энергии. В декабре 1930 г.,
когда тяжелый нейтрон еще не был обнаружен экспериментально, я послал
письмо об этой попытке собранию физиков в Тюбингене, на котором
присутствовали, в частности, Гейгер и Мейтнер2).
х) См., например, [9].
2) За предоставление копии этого письма я должен выразить искреннюю
благодарность JT. Мейтнер, сохранившей его.
390
Вольфганг Паули
Открытое письмо группе радиоактивных, собравшихся в Тюбингене:
Физический институт Цюрих, 4 декабря 1930 г.
технической высшей школы Глориаштрассе
в Цюрихе
Дорогие радиоактивные дамы и господа, как расскажет Вам во всех
подробностях предъявитель этих строк (и я прошу выслушать его
благосклонно), имея в виду "неправильную" статистику ядер N и Li6, а
также непрерывный ^-спектр, я предпринял отчаянную попытку спасти
"обменную теорему" Ц статистики и закон сохранения энергии. Именно
имеется возможность того, что в ядрах существуют электрически нейтральные
частицы, которые я буду называть нейтронами и которые обладают спином
1/2; они подчиняются принципу запрета и отличаются от световых квантов,
помимо этого, еще и тем, что движутся не со скоростью света. Масса
нейтрона по порядку величины должна быть сравнимой с массой электрона и
во всяком случае не более 0,01 массы протона. Непрерывный p-снектр тогда
стал бы понятным, если предположить, что при |3-раЬпаде вместе с
электроном испускается еще нейтрон таким образом, что сумма энергий
нейтрона и электрона остается постоянной. Далее возникает вопрос: какие
силы действуют на нейтрон? Наивероятнейшая модель для нейтрона, как мне
кажется на основе волновой механики (подробности знает предъявитель этих
строк), будет следующей: покоящийся нейтрон - это магнитный диполь с
некоторым моментом (л. Эксперименты требуют, чтобы ионизирующая
способность для такого нейтрона была не больше, чем для у-кванта, и тогда
р, должен быть не больше с-10~13.
Однако пока я не решаюсь публиковать что-нибудь по поводу этой идеи, и с
доверием обращаюсь только к Вам, дорогие радиоактивные дамы и господа, с
вопросом, можно ли экспериментально доказать существование такого
нейтрона, если он будет обладать проникающей способностью примерно такой
же или в 10 раз большей, чем у-квант.
Я признаюсь, что мой выход может показаться на первый взгляд
маловероятным, потому что нейтроны, если они существуют, пожалуй, давно
бы уже были обнаружены. Однако не рискнув, не выиграешь; серьезность
положения с непрерывным (3-спектром хорошо проиллюстрировал мой уважаемый
предшественник г-н Дебай, который недавно заявил мне в Брюсселе: "О... об
этом лучше не думать вовсе, как о новых налогах". Поэтому необходимо
серьезно обсудить всякий путь к спасению. Итак, дорогие радиоактивные
дамы и господа, проверяйте и судите. К сожалению, я сам не могу появиться
в Тюбингене, так как предстоящий в Цюрихе бал в ночь с 6 на 7 декабря
лишит меня этой возможности. С большим приветом Вам, а также г-ну Баку,
Ваш верноподданнейший слуга.
В. Паули
Ц Эта теорема гласит: принцип запрета (статистика Ферми) и полуце-лый
спин при нечетном общем числе частиц; статистика Бозе и целочисленный
спин при четном общем числе частиц.
К старой и новой истории нейтрино
391
Вы видите, насколько скромными были числа, которые я тогда имел в виду. В
действительности, проникающая способность частицы, называемой теперь
нейтрино, составляет примерно 100 световых лет свинца вместо 10 см,
множитель по отношению к у-излученню от 1016 до 1017 вместо 10,
покоящаяся масса и магнитный момент теоретически равны 0,
экспериментальные верхние границы - 0,002 электронной массы и 10-9
магнетона Бора [12].
