Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Тригг Дж. -> "Физика 20 века: ключевые эксперименты" -> 82

Физика 20 века: ключевые эксперименты - Тригг Дж.

Тригг Дж. Физика 20 века: ключевые эксперименты — М.: Мир, 1978. — 376 c.
Скачать (прямая ссылка): fizika20vekakluchevieeksperimenti1978.djvu
Предыдущая << 1 .. 76 77 78 79 80 81 < 82 > 83 84 85 86 87 88 .. 129 >> Следующая

характеризуется фундаментальной единицей заряда е, а соответствующая
безразмерная постоянная е2/Ьс - 1/137; для (3-распада аналогичная
безразмерная постоянная составляет около2 10~10. Отсюда следует, что
нейтрино должно пройти сквозь слои твердого вещества толщиной во много
световых лет, прежде чем вероятность того, что произойдет реакция типа
(12.2), достигнет 1/2.
Число актов взаимодействия можно сделать большим путем увеличения либо
числа мишеней (в интересующем нас случае это должно быть твердое тело
длиной в несколько световых лет), либо числа частиц, используя вместо
нескольких нейтрино огромное количество их. Осуществить второй вариант
оказалось возможным лишь после второй мировой войны. Хотя Солнце и
представляет собой мощный источник нейтрино3, но его интенсивность
постоянна, а для эксперимента необходим источник, который можно было бы
включать и выключать- если не по желанию, то хотя бы в известные
1 По словам Рейнеса, применимость этого принципа., известного как принцип
микроскопической обратимости, также была одним из объектов, намеченных
для экспериментальной проверки
2 Гравитационное взаимодействие еще слабее; его безразмерная постоянная
составляет около 10-39. Напротив, ядерные силы весьма велики - для них
соответствующая постоянная порядка единицы.
3 Для протекания процесса (12.2) требуется именно антиней-
трино, однако нейтрино могло бы вызвать другой процесс, обратный
1(12.1), а именно v + zXA z+\X'A + е~.
240
моменты времени, - и наблюдать разностный эффект1 (только в таком случае
результат внушал бы доверие). Создание крупномасштабных устройств, где
протекали бы процессы ядерного деления, дало то, что было необходимо, так
как каждый акт деления приводит в среднем к шести процессам (5-распада, в
каждом из которых рождается по одному антинейтрино.
Для изучения была выбрана реакция индуцированною испускания позитрона
протоном
v + р-> е+ + п. (12.3)
Эта реакция обладает многими достоинствами. Первое и наиболее очевидное
из них--это исключительная легкость получения протонных мишеней в воде.
Второе состоит в простоте наблюдения обоих частиц - продуктов реакции -
при помощи весьма характерных процессов: для нейтрона это захват его
ядром с последующим испусканием у-излучения, а для позитрона -
аннигиляция. Наконец, третье достоинство заключается в том, что энергия,
которую должно иметь антинейтрино, не слишком велика, так что
значительная доля антинейтрино, рожденных в других реакциях, может
вызвать реакцию (12.3).
Сначала предполагалось регистрировать только позитроны. Чтобы получить
достаточно большой сигнал на весьма заметном фоне других процессов,
которые могут имитировать интересующую нас реакцию, необходим такой поток
нейтрино, который существует лишь на расстоянии нескольких сотен метров
от места ядерного взрыва. Хотя это и звучит несколько фантастически, были
разработаны конкретные планы и началось контрольное бурение скважины для
эксперимента, схему которой несколько лет спустя описывал Коуэн.
"Мы должны были вблизи эпицентра взрыва вырыть шахту около 10 футов [1
фут0,3 м] диаметром и 150 футов глубиной. Далее следовало поместить на
дно шахты контейнер диаметром 10 футов и длиной 75 футов. В верхней его
части нужно было подвесить
1 Именно здесь становится необходимым наличие слоя толщиной во много
световых лет. Толщи Земли или Луны достаточно для того, чтобы полностью
перекрыть не только свет, идущий от Солнца, ио и весь спектр
электромагнитного излучения и практически поток всех дтомных или
субатомных частиц, но не нейтрино!
241
детектор вместе с записывающим устройством и все пространство над
контейнером вновь засыпать грунтом Пеоед взрывом необходимо было включить
вак\>м-ные насосы и откачать из контейнера воздхх, насколько
в
Рис 12 2 Схема предполагаемого эксперимента по обнаружению антинейтрино
ро/кдающегося при ядерном взрыве [Считсониевский отчет за 1964 г,
Смитсониевский институт, Вашингтон, 1935, стр 419,
рис 4]
1 - ядерный заряд 2 - ожи таемая гра шца светящейся облети пр л взрыве
3 - кабеть пя полачи сигнала па разрыв подвеса проложен 1ыи пол землей,
4 -вакуумный насос 5 -вакуумная линия о -мягкая полстилка 7 - в жуумиро-
ванный объем 8 - подвешенный делектор 9 - засыпка грунтом
это возможно Затем при отсчете "нуль" подвес детектора должен был
обрываться при помощи небольшого взрыва, что позволило бы детектору
свободно падать в вакууме В течение примерно двух секунд в падающий
детектор должны были попадать антинейтрино, и детектор регистрировал бы
создаваемые ими импульсы, тогда как взрывная волна, идущая в земле, лишь
сильно встряхнула бы контейнер, но никак не повлияла бы на падающий
детектор Когда все относительно утихло бы,
242
детектор должен был достигнуть дна контейнера, опустившись на толстое
покрытие из губчатой резины и перьев [рис 12 2]
Мы должны были вернуться к шахте через несколько дней (когда
поверхностная радиоактивность достаточно упадет), вырыть контейнер,-
Предыдущая << 1 .. 76 77 78 79 80 81 < 82 > 83 84 85 86 87 88 .. 129 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed