Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Яворский Б.М. -> "Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования" -> 177

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 .. 171 172 173 174 175 176 < 177 > 178 179 180 181 182 183 .. 196 >> Следующая

5.4. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ 613
даются новые частицы. Затем регистрируются все рассеянные частицы и измеряются их характеристики. По полученным экспериментальным данным судят о характере взаимодействия между частицами и об их внутренней структуре.
4°. Взаимодействия между частицами обусловливают необозримое количество самых разнообразных процессов и взаимопревращений. Они делятся на три большие группы: упругое рассеяние, неупругие процессы и распады.
При упругом рассеянии частицы не претерпевают превращений, а просто изменяют состояние своего движения. Примером может служить рассеяние а-частиц атомными ядрами в опытах Резерфорда (VI.2.1). С середины 50-х гг. проводятся, эксперименты по изучению упругого рассеяния быстрых электронов (с энергиями до 22 ООО МэВ) на нуклонах — протонах и нейтронах. Они позволили установить, что нуклоны имеют размеры #=0,8 •1O-1^ м, и выявили внутреннюю структуру этих частиц. Так, плотность электрического заряда имеет максимум в центре протона и спадает к его периферии по экспоненциальному закону.
В неупругих процессах (реакциях) происходит столкновение двух частиц, сопровождающееся превращением их в частицы другого сорта. Соответствующий пример дает аннигиляция электрон-позитронной пары в два фотона (VI.5.3.2°).. Изучение неупругого рассеяния быстрых электронов на нуклонах, начатое в конце 60-х гг., позволило установить, что протон и нейтрон состоят из огромного количества точечных объектов — партонов (от английского part — «часть»).
Частицы, рождающиеся в процессах рассеяния, за редкими исключениями являются нестабильными и претерпевают распады. Они живут после рождения очень малые промежутки времени (vi.5.2.8°), превращаясь затем в другие частицы. Самая устойчивая из нестабильных частиц — нейтрон, обладающий средним временем жизни т=898± ±16" с (VI.4.7.70).
5°. Взаимопревращаемость элементарных частиц — одно из наиболее фундаментальных их свойств. При этом образующиеся частицы не входят в состав исходных частиц, а рождаются непосредственно в процессах их соударений или распадов. Для пояснения заметим, что фотон также не входит в состав атома, а рождается непосредственно в процессе перехода электрона с одного энергетического уровня на другой (vi.2.4.3°).
514
ОТДЕЛ VI. ГЛ. 5. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ
6°. Именно в процессах взаимопревращений и открывают ранее неизвестные частицы. Для этого сталкивают друр с другом известные частицы с как можно большими энергиями, а затем исследуют продукты соответствующей реакции и те фрагменты, на которые распались образовавшиеся частицы. В качестве примеров приведем две реакции, в ко-чорых были открыты странные частицы (VI.5.2.2°):
р + р-*К+ + Л° + р.
7°. Необходимыми элементами всякой экспериментальной установки, на которой изучается рассеяние, являются источники частиц, формирующие их пучки, и детекторы, с помощью которых регистрируются рассеянные частицы и измеряются их характеристики. Некоторые типы детекторов описаны в VI.4.6. От хороших источников требуется, чтобы они формировали достаточно интенсивные пучки исследуемых частиц с достаточно высокими энергиями. Повышать интенсивность нужно для того, чтобы увеличить число интересующих нас событий и облегчить,•TeM самым, их регистрацию. Высокие энергии необходимы по двум причинам. Во-первых, чем больше энергия зондирующих частиц, тем меньше длина их дебройлевской волны (VI. 1.1.3е) и тем более мелкие детали структуры исследуемых частиц удается выявить. Во-вторых, чем выше энергия сталкивающихся частиц, тем больше массы и общее количество новых частиц, которые они могут породить.
8°. Перечень принципиально различных источников частиц краток: радиоактивные препараты, космическое излучение, ядерные реакторы, ускорители. Исторически первыми источниками частиц были естественные радиоактивные препараты (VI.4.4). Энергии соответствующих частиц по современным масштабам малы, и в настоящее время радиоактивные источники применяются только для исследования и в прикладных целях.
До начала 50-х г. основным источником частиц с высокими энергиями служило космическое излучение. Первичное космическое излучение представляет собой стабильные ядра (в основном протоны), обладающие высокими энергиями и заполняющие космическое пространство. На поверхность Земли падает вторичное космическое излучение, возникающее в результате превращений первичных космических частиц, которые они претерпевают в атмосфере. Средняя энергия космических частиц равна примерно 1010 эВ.
5.4. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
515
Зарегистрировано несколько космических частиц с энергиями около 1020 эВ. При попадании космического протона в верхние слои атмосферы иногда порождается в общей сложности до миллиарда различного рода частиц, образующих космический ливень. Достоинство космического излучения как источника частиц — чрезвычайная широта энергетического диапазона; существенные недостатки — неконтролируемость опытов, редкость событий со сверхвысокими энергиями, огромные экспериментальные трудности (прецизионную аппаратуру приходится поднимать на большую высоту).
Предыдущая << 1 .. 171 172 173 174 175 176 < 177 > 178 179 180 181 182 183 .. 196 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed