Физика 20 века: ключевые эксперименты - Тригг Дж.
Скачать (прямая ссылка):
пересекаются на расстоянии 1 мм, а проекции на плоскость XZ - на
расстоянии 3 мм". Следовательно, весьма вероятно, что А0 и оба у-кванта
рождаются, по существу, в одной точке. Путь, который мог бы реально
пройти я°-мезон до распада (его среднее время жизни всего лишь около 1(И5
с), пренебрежимо мал. "Вычисленный вектор импульса 3°-гиперона указывает
на точку распада трека 3 в пределах 1 мм, он не доходит до вершины всего
события на 5 мм в плоскости ХТ". Следовательно, Е°-гиперон, по всей
вероятности, появился при распаде частицы 3 и не мог быть рожденным при
первоначальном взаимодействии. "Поперечные моменты [то есть компоненты,
перпендикулярные направлению движения исходной частицы] 3°-гиперона и
трека 4 компенсируют друг друга в пределах ошибки, указывая на
343
отсутствие какой-либо третьей частицы в схеме распада частицы 3
Теперь рассмотрим распад частицы 3. Из измерений импульса и расстояния
между пузырьками вдоль трека 4 мы заключаем, что масса этой частицы
меньше массы /(-мезона. Используя значение импульса Е°-гипе-рона и
предполагая, что частица 4 - это я_-мезон, мы получили, что масса частицы
3 равна 1686 ± 12 МэВ/с2 и ее импульс 2015 ± 20 МэВ/с. Заметим, что
измеренный поперечный импульс частицы 4, равный 248 ±5 МэВ/c, превосходит
максимальную величину импульса для возможных схем распадов известных
частиц... за исключением Е~ -> е~ + п + v. Этот случай мы исключаем не
только потому, что он соответствует изменению странности AS = 2 [до сих
пор не наблюдалось ни одного процесса с |AS| > 1], но и потому, что он не
соответствует установленной ранее связи с событием появления Л-гиперона и
двух у-квантов". Именно эта большая величина поперечного импульса частицы
4 и послужила вторым ключевым фактором, позволяющим определить природу
данного события.
"Время жизни частицы 3 было вычислено и оказалось равным 0,7 • 10"10 с.
Отсюда мы предполагаем, что эта частица распадается из-за слабого
взаимодействия с AS = 1, образуя систему со странностью S - -2. Так как
частица с S = -1 должна была бы очень быстро распадаться на Y -{- я [где
У может означать Л, 2 или какой-либо из резонансов, мы заключаем, что
частица 3 имеет странность -3. Было вычислено, что недостающая масса в
исходной вершине события равна 500 ± 25 МэВ/с, что хорошо согласуется с
массой /(°-ме-зона, участвующего в предполагаемой схеме распада
[15.1]...
Принимая во внимание установленные характеристики частицы 3- заряд Q = -
1, странность S == -3 и масса М = 1686 ± 12 МэВ/с2, мы полагаем
обоснованным ее отождествление с искомым П--гипероном".
Вскоре после этого в Брукхейвенской лаборатории был обнаружен й~-гиперон,
распадающийся иным способом, и в течение последующих десяти лет
наблюдалось еще 39 различных видов распада П--гиперона. Существование
частицы было твердо установлено. Кроме того, анализ, проведенный Луисом
Альваресом в 1973 г., по-
344
казал, что три события, наблюдавшиеся в космических лучах в 1954 и 1955
гг., которые ранее не удалось удовлетворительно интерпретировать,
являются в действительности примерами ^"-частиц. Весьма интересно, что в
каждом из этих трех событий были замечены аномалии в поведении ?2"-
частицы:' в одном она, прежде чем распадаться, взаимодействует с атомом
серебра; в другом она захватывается в псевдоатомное состояние, и в
третьем Л-гиперон, образующийся при распаде Q~-v К~ -f- Л, захватывается
ядром азота в соответствии
с реакцией Л + 14Ы-> лС + р + п, после чего полученный гиперфрагмент
распадается по схеме лС->12С + "f- я^ -f- п..
История, однако, на этом не кончается. Во-первых, схема Гелл-Манна и
Неемана требует, чтобы в супермультиплете все состояния имели одинаковый
спин. Спины частиц N* (1238), Г* (1385) и Е* (1535) были установлены и
оказались равными 3/г, тогда как спин частицы Q~ остался неизвестным.
Определение спина частицы основывается на анализе углового распределение
продуктов ее распада; чтобы осуществить такой анализ, требуется несколько
зарегистрированных случаев распада по одной и той же схеме. Возможно, что
спин гиперона окажется отличным от 3/г, хотя пока никто не принимает
такую возможность всерьез.
Во-вторых, сама ценность схемы Гелл-Манна и Неемана в качестве метода
классификации частиц не совсем бесспорна. К середине 1974 г. были вполне
убедительно сгруппированы три октета с синглетами из мезонов и пять
октетов и два декуплета - из барионов. При этом принималось в расчет не
только соотношение масс, но и относительные времена полураспада частиц
одной группы с превращением их в частицы другой группы, которые также
вычисляются теоретически. Однако вне этой классификации остается большое
количество резонансов, как мезонных, таки барионных.Больше того, по-
прежнему совершенно непонятно, почему из всего разнообразия мультиплетов,
допускаемых теорией, в действительности наблюдаются только синглеты,
октеты и декуплеты.
Третьей проблемой, которая неразрывно связана со второй, является
