Физика 20 века: ключевые эксперименты - Тригг Дж.
Скачать (прямая ссылка):
к средней скорости для нагретого образца (в последнем случае скорости
счета обоих счетчиков совпадают). Результирующий коэффициент анизотропии,
т. е. отношение разности скоростей счета экваториального (а) и полярного
(б) счетчиков к скорости экваториального счетчика (в центре). (Заметим,
что по мере нагревания образца анизотропия исчезает, что указывает на
исчезновение поляризации.) Скорости счета бета-счетчиков для двух
направлений поля, обнаруживающие явную асимметрию (внизу) [Phys. Rev.,
105 (1957), стр. 1414, рис. 2].
?04
зующему полю, возникает небольшое магнитное поле в перпендикулярном
направлении. Чтобы проверить, не вызовет ли такое искажение магнитного
поля бета-асимметрию, мы подсушили каплю раствора СоС12 на тонком
пластиковом диске и прикрепили этот диск ко дну блока с солью. При этом
ядра кобальта уже не могли охлаждаться в достаточной степени, чтобы
поляризация ядер стала заметна, тогда как вся остальная установка вела
себя по-прежнему. Однако большой анизотропии бета-излучения не
наблюдалось". Исследовалось также "возможное влияние магнитного поля на
траектории электронов на пути их к поверхности кристалла", и ученые
убедились в том, что оно несущественно. Таким образом, хотя
предполагалось провести "более строгую экспериментальную проверку"
(результаты которой, однако, не были опубликованы), достаточно серьезное
подтверждение несохраненпя четности уже было получено '.
В то время в Колумбийском университете существовала традиция собираться
по пятницам на "китайский завтрак", проходивший под руководством Ли,
бывшего, кстати, большим гурманом. На одном из таких завтраков Ли сообщил
только что полученную им новость, что объединенный эксперимент
Колумбийского университета и Национального бюро стандартов дал
положительные результаты. Среди присутствующих находился Леон Ле-дерман;
во вновь созданной Невишской лаборатории Колумбийского университета он
вместе с аспирантом Марселем Вейнрихом изучал на циклотроне некоторые
аспекты поведения мюонов. Поняв, что может независимо проверить гипотезу
Ли и Янга, Ледермаи быстро приспособил свою установку для этой цели.
Кроме него и Вейнриха, в работе принимал участие Ричард Л. Гарвин-
талантливый экспериментатор, значительно способствовавший успеху данного
эксперимента.
Подход этих исследователей, как отмечалось в опубликованном ими письме в
журнал, основывался на предположении Ли и Янга о том, что "подтверждение
1 По существу, этот эксперимент указывает также на то, что нарушается и
инвариантность по отношению к зарядовому сопряжению (мы не приводим здесь
соответствующих аргументов). Однако, насколько сейчас известно,
комбинация обращения,координат и за* рядового сопряжения является одной
из операций, соответствующих истинной симметрии природы.
203
гипотезы о несохраненни четности следует искать в изучении цепочки
распадов
л
+ -ni+ + v, + -*е+ + 2v.
([Ю.]1) ( [Ю.]2;
Как указывали Ли и Янг, несохранение четности приводит к поляризации
спина мюона, возникшего из пиона в соответствии с (10.1), в направлении
движения1 п, кроме того, по угловому распределению электронов, родившихся
в соответствии с (10.2), можно установить поляризацию мюонов...
Останавливая в графите пучок р+, полученный при распаде на лету (вперед)
пучка л+ в циклотроне, мы поставили эксперимент на мезонах и установили
следующее:
1. Наличие большой асимметрии для электронов в (10.2), что подтверждает
сильную поляризацию р4-пучка.
2. Угловое распределение электронов дается формулой 1 + a cos 0, где 0
измеряется от направления вектора скорости падающих мюонов; мы определили
что а = - - 7з с ошибкой, оцененной в 10%.
3. В реакциях (10.1) и (10.2) четность не сохраняется...
Экспериментальная установка показана на рис. [10.4]. Мезонный пучок
выводится из циклотрона обычным способом... Этот пучок содержит ~10%
мюонов, возникших вблизи мишени циклотрона из-за распада пионов на лету.
Для выделения мюонов во входном телескопе помещается слой графита
толщиной 8 дюймов; средний пробег пионов в графите порядка 5 дюймов. Это
устройство позволяет остановить в мишени из графита максимальное число
мюонов".
Следующая стадия эксперимента более подробно описывалась в диссертации
Вейнриха. "Для изучения углового распределения позитронов распада можно
было поворачивать телескоп счетчиков относительно мишени, останавливающей
пучок, и таким образом определять
1 Заметим, что это в некотором смысле предполагает спиральное движение
мюонов, а спираль, разумеется, явтчет собой один из наиболее очевидных в
обычной жизни примеров движения, не обладающего симметрией относительно
отражения.
206
значения функции распределения при различных углах. Однако был
использован более простой и результативный метод: "развернуть" функцию
распределения через
Пучок пионов с энергией 85 МэВ
Блок из графита для остановки пионов
Счетчик схемы управления (У"*4")
Намагничивающий
Мишень из гра/рита
Магнитный экран
