Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Яворский Б.М. -> "Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования" -> 175

Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования - Яворский Б.М.

Яворский Б.М., Селезнев Ю.А. Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования — М.: Наука, 1989. — 596 c.
Скачать (прямая ссылка): spravochdelo1989.pdf
Предыдущая << 1 .. 169 170 171 172 173 174 < 175 > 176 177 178 179 180 181 .. 196 >> Следующая

10°. Спин J измеряется в единицах % и может иметь целые и полуцелые значения. У частиц составляющих вещество (протон, нейтрон, электрон), У = 1/2, у фотона спин равен 1 ***). Для известных в настоящее время элементарных час-
*) Когда говорят о массе частицы, имеют в виду ее массу покоя (V.4.10.40).
**) В последнее время абсолютная стабильность протона подвергается серьезным сомнениям (VI.5.6.7°).
***) Однако проекция его спина на какое-либо направление (VI.2.8.4°) может принимать лишь значения +1 и —1 (но не 0). Это связано с тем, что масса фотона равна нулю, и соответствует в классической физике свойству поперечности электромагнитных волн (IV.4.2.40),
508 отдел vi. гл. 5. элементарные частицы
тиц значения спина лежат в интервале от 0 (например, пионы) до 9/2 (некоторые резонансы). Все частицы с полуцелыми спинами подчиняются принципу Паули (VI .2.8.4°). Что же касается одинаковых частиц с целым спином, то в одном квантовом состоянии их может находиться сколь угодно много.
11°. Электрический заряд q любой частицы, которую можно реально детектировать, кратен элементарному заряду е (111.1.1.3°); в единицах е он и измеряется (например, у электрона q=—1). Имеются нейтральные частицы (q=0), частицы с зарядом +1 и частицы с зарядом —1. Открыто несколько частиц (из группы резонансов), заряды которых равны +2 и —2. Особого обсуждения требуют кварки — частицы с дробными электрическими зарядами +2/3 и —1/3 (VI.5.6.4°).
5.3. Античастицы
1°. Из теории электрона, построенной в конце 20-х годов английским физиком П. Дираком, вытекало существование «антиэлектрона» — частицы с массой электрона, но с положительным зарядом. Ее назвали позитроном е+ (111.1.1.3°, VI.4.10.3°, VI.4.15.5°). Позитрон, предсказанный теоретически, в 1932 г. был зарегистрирован экспериментально в космическом излучении с помощью камеры Вильсона, помещенной в сильное магнитное поле (VI.4.6.4°). Знак его заряда был установлен по направлению искривления траектории, а значение массы — по радиусу кривизны и толщине трека.
2°. Позитрон, как и электрон, сам по себе абсолютно стабилен. Но, встречаясь друг с другом, медленные электрон и позитрон аннигилируют («уничтожаются»), порождая два фотона:
е++е-->-2у.
Разумеется, никакого уничтожения материи здесь не происходит: один вид материи — заряженные массивные частицы — переходит в другой вид материи — в нейтральные безмассовые частицы. Соответственно, энергия покоя электрона и позитрона превращается в энергию движущихся со скоростью света фотонов. Если аннигиляция происходит из состояния покоя, то фотоны разлетаются в противоположные стороны с одинаковыми импульсами и одинаковыми энергиями /iv=meca=0,511 МэВ.
5.3. АНТИЧАСТИЦЫ
509
3°. Часто (но не всегда) позитрон образуется совместно с электроном. Рождение пары (е+е~) происходит при столкновении жесткого гамма-кванта с заряженной частицей *), в качестве которой обычно выступает атомное ядро X:
у + Х-+ Х + е++е-.
Этот процесс возможен только при достаточно большой энергии фотона: /iv>2/nec2= 1.022 МэВ.
4°i Не следует думать, что электрон и позитрон, встречаясь друг с другом, всегда аннигилируют в два фотона (VI. 5.3.2°). Так происходит лишь втом случае, когда в системе отсчета, связанной с их центром масс (1.2.3.4е), кинетическая энергия не слишком велика. Если же электрон и позитрон движутся навстречу друг другу, обладая очень большими энергиями, то при их столкновении могут порождаться самые разнообразные частицы (вплоть до наиболее тяжелой — ипсилон-мезона). Использование встречных пучков электронов и позитронов — один из самых эффективных методов генерации новых частиц, и он широко применяется в современной физике высоких энергий (VI,5.4.8°).
5е. Вскоре после предсказания, открытия и изучения свойств позитрона было высказано предположение о существовании в природе зарядовой симметрии: а) у каждой частицы должна быть своя античастица (иногда совпадающая с ней); б) законы природы не изменяются при замене всех частиц соответствующими античастицами и наоборот**). Массы частицы и античастицы строго одинаковы, равны и их средние времена жизни. Если частица несет электрический заряд, то античастица имеет электрический заряд противоположного знака. Если частица электрически нейтральна, то античастица может отличаться от нее знаками других зарядов (VI.5.2.6°). Существует несколько частиц, называемых истинно нейтральными, которые совпадают со своими античастицами.
*) Вторая частица необходима для того, чтобы удовлетворить законам сохранения энергии и импульса.
**) В 1956 г. установлено, что это утверждение несправедливо для процессов, обусловленных слабым взаимодействием. Рассмотрение этой интересной проблемы выходит за рамки элементарного курса физики.
510 ОТДЕЛ VI. ГЛ. 5. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ
6°. Античастица обозначается тем же символом, что и частица, но он снабжается тильдой (имеются исключения из этого правила: например, всегда пишут е+, а не е-).
7°. Рассмотрим основные частицы (VI.5.1.2°). Наряду с протоном р и нейтроном п существуют антипротон р и антинейтрон п, открытые в середине 50-х гг. Одним из основных различий между п и п является следующее: несмотря на то, что электрический заряд нейтрона равен нулю, он ведет себя подобно маленькому магнитику, т. е. обладает собственным магнитным моментом. У нейтрона вектор магнитного момента рт и вектор спина J антипа-раллельны, и в этом смысле говорят, что магнитный момент нейтрона отрицателен. Антинейтрон также обладает магнитным моментом, но он положителен (векторы рд, и J параллельны).
Предыдущая << 1 .. 169 170 171 172 173 174 < 175 > 176 177 178 179 180 181 .. 196 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed