Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зельдович Я.Б. -> "Теория тяготения и эволюция звезд" -> 89

Теория тяготения и эволюция звезд - Зельдович Я.Б.

Зельдович Я.Б., Новиков И.Д. Теория тяготения и эволюция звезд — М.: Наука , 1971. — 486 c.
Скачать (прямая ссылка): teoriyatyagoteniya1971.djvu
Предыдущая << 1 .. 83 84 85 86 87 88 < 89 > 90 91 92 93 94 95 .. 200 >> Следующая


Из первого свойства следует, что по мере роста р0 отдельные типы частиц включаются при определенных пороговых плотностях. Из второго свойства следует, что в равновесной системе совершенно отсутствуют нейтральные мезоны; при ger = О, qbr = 0 видим JJtr = 0, а значит, и г = O.

Далее ясно, что существование делает невозможным существование К"" и любых других более тяжелых отрицательных мезонов. Тем более запрещено существование положительных мезонов, а также позитронов и антиба-рионов.

Отметим, что закон сохранения странности (или так называемого гиперзаряда) не должен учитываться в расчетах; действительно, этот закон относится к сильным взаимодействиям, происходящим за время столкновения частиц IO"20 сек и меньшее.

Плотность (г/см3)

Рис. ЗОа.ГКонцентрации нейтронов, электронов , протонов и ядер в равновесных условиях в зависимости от плотности (по Камерону, 1970).

Однако за время ~ IO""8 сек (малое даже по масштабу нестационарных явлений в звездах) процессы с изменением странности вполне успевают пройти. Равновесный состав в зависимости от р0, см., например, в работе Амбарцумяна и Саакяна (1963).

Были проделаны аналогичные расчеты с другими наборами частиц (Камерон, 1959а). Общие свойства решения мало отличаются от упрощенных систем (п; пре"), рассмотренных выше. Обзор см. Саакян (1971).

Недавно были выполнены вычисления, более точно учитывающие вклад ядерных сил [Немез, Шпрунг (1968)]. Основной результат состоит в том, что вследствие нейтрон-протонного притяжения концентрация протонов при данной плотности выше, чем предполагалось до этого; например, протонная концентрация составляет 218

ХОЛОДНОЕ ВЕЩЕСТВО

![ГЛ. 6

приблизительно 4 % от нейтронной концентрации при р~3 • 10иг/смг. Отрицательные мюоны начинают появляться раньше, при р— 1,5'IO14 г/см3. При низких плотностях цитированные выше вычисления не корректны; очевидно, что при плотностях, много

меньших ядерной, материя не представляет собой однородный раствор протонов (или даже пар протонов) в нейтронной жидкости, скорее, это обогащенная нейтронами смесь сложных ядер и свободных нейтронов. Зависимость плотности частиц от р, взятая из обзора Камерона (1970) приведена на рис. 306.

При рассмотрении определенного конечного числа сортов невзаимодействующих частиц асимптотически P =

= const ро/з, агв-> у=.

Давление и плотность энергии только меньше, чем для нейтронного газа, в отношении где N — число сортов барионов. Предположим, что взаимодействие, в частности, отталкивание зависит на малых расстояниях только от барионного заряда. В этом случае число частиц не изменяется, но общее давление увеличивается на величину, зависящую4от взаимодействия. Упомянутые выше результаты (P= const ро8 и величина постоянной) справедливы в этом случае только для кинетической части давления. О свойствах вещества, важных для теории пульсаров, см. раздел III.

§ 10. Все ли «элементарные» частицы элементарны?

Рассмотрение 8,18 или даже большего числа барионов и резо-нансов [см., например, обзоры Розенфельда и др. (1965); Зельдовича (1965)] как независимых сортов элементарных частиц представляется неестественным любому здравомыслящему физику. До недавнего времени резонансы рассматривались как возбужденные «состояния» обычных барионов. Более радикальная точка зрения заключается в том, что все барионы (как обычные, так и резонансы) представляют собой сложные системы, состоящие из трех более фундаментальных частиц—кварков.

]Q14 2,0 4,0 8,0jQf5 2,0 JiS

Плотность (г/см 3)

Рис. 306. Концентрации лептонов и барионов в зависимости от плотности (по Камерону, 1970). § 10]

ВСЕ ЛИ «ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ» ЧАСТИЦЫ ЭЛЕМЕНТАРНЫ?

219

В обоих случаях при сверхвысокой плотности, когда объем, приходящийся на частицу, становится меньше собственного объема частицы (которая является составной и имеет свою пространственную структуру), заведомо нельзя рассматривать частицы как элементарные.

Можно предположить, например, что в пределе, когда полная кинетическая (ферми) энергия вырожденных барионов на один кварк станет много больше энергии связи кварков *), можно будет рассматривать сжатое вещество как кварковый газ.

В этом случае асимптотически получим равное число кварков всех трех типов, Ti1 == щ = тг3 **). При этом каждое число равно тг-барионной плотности, поскольку один барион состоит из трех кварков. Значит, асимптотически давление в этой модели при данной плотности массы покоя втрое больше давления идеального нейтронного База (и, конечно, оно больше, чем давление, вычисленное для смеси различных резонансов).

На первый взгляд, этот результат противоречит общему принципу Ле-Шателье — Брауна; в предыдущем разделе подчеркивалось, что с учетом превращения частиц давление обязательно ниже давления идеального нейтронного газа Pn. Нет ли внутреннего противоречия или ошибки в кварковой модели с Pq = 3Pn? !Вопрос об асимптотике давления составных частиц был рассмотрен в работе одного из авторов [Зельдович (1965)].

Оказалось, что если частицы (в данном случае нейтроны) являются составными (из кварков), то нельзя рассматривать их как невзаимодействующие, — они отталкиваются; это отталкивание является следствием принципа Паули для кварков.
Предыдущая << 1 .. 83 84 85 86 87 88 < 89 > 90 91 92 93 94 95 .. 200 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed