Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика
жүктеу/скачать 6,71 Mb. Pdf көрінісі
|
| § 231. Нейтрино. Нейтрино называется незаряженная элемен-
тарная частица, которая испускается одновременно с электроном или позитроном при β-распаде атомного ядра. Подобно нейтрону, также лишенному электрического заряда, нейтрино практически не взаимодействует с электронами и не производит заметной ионизации среды. Нейтрон, однако, легко обнаруживается по своему действию на атомные ядра (ядерные реакции, передача энергии при столкновении, см. § 221). Ней- трино же и с ядрами взаимодействует крайне слабо; до недавнего времени ядерных реакций под действием нейтрино на опыте установить не удавалось. Как же стало известно о существовании нейтрино, если они так неуловимы? Если бы при β-распаде испускались только лишь электроны, то для данного радиоактивного изотопа энергия всех β-электро- нов была бы о д н а и т а ж е. Действительно, она равнялась бы разности внутренних энергий исходного атомного ядра и конеч- ного ядра + электрон 1 ). Разность же эта постоянна, ибо опыт по- казывает, что все ядра данного изотопа имеют одну и ту же мас- су и, значит, одну и ту же внутреннюю энергию. На деле, однако, оказывается, что э н е р г и я β - э л е к т р о н а п р и н и м а е т в с е в о з м о ж н ы е з н а ч е н и я о т н у л я д о н е к о т о р о- г о м а к с и м а л ь н о г о з н а ч е н и я W 0 . Важно, что это мак- симальное значение как раз равно выделению внутренней энер- гии при распаде, о котором говорилось выше. Чтобы не войти в противоречие с законом сохранения энергии, приходится пред- положить, что при β-распаде в паре с электроном образуется еще одна частица — н е й т р и н о, которая уносит энергию, дополняющую энергию электрона до W 0 . Если нейтрино уносит энергию, близкую к W 0 , то энергия электрона близка к нулю; если энергия нейтрино мала, то, наоборот, энергия электрона близка к W 0 , и т. д. Детальное изучение процесса β-распада дало и другие столь же убедительные доказательства испускания нейтрино в этом процессе, а также позволило оценить массу покоя нейтри- но. Она оказалась меньше одной десятитысячной доли массы покоя электрона. В 1956 г. после многолетних усилий удалось обнаружить на опыте ядерную реакцию поглощения нейтрино (ν) протоном 1 ) Кинетическая энергия, сообщаемая при β-распаде тяжелому конечному ядру, ничтожно мала по сравнению с энергией электрона. 588 Гл. XXV. Элементарные частицы с превращением последнего в нейтрон и позитрон: p + ν → n + e
+ . (231.1) Источником нейтрино в этих экспериментах служил мощный ядерный реактор, в котором нейтрино образуются при β-распаде осколков деления урана. В дальнейшем на ускорителях наблю- дались и другие реакции, вызываемые нейтрино (см. § 233). Большой интерес представляют эксперименты по обнаруже- нию так называемых солнечных нейтрино. Они позволяют про- верить справедливость существующих представлений о строении Солнца и о ядерных процессах, идущих в его недрах. Реакция слияния четырех протонов, являющаяся, как считают, источни- ком солнечной энергии (см. § 226), сопровождается испусканием двух нейтрино на каждое образующееся ядро гелия. Нейтрино столь слабо взаимодействует с веществом, что подавляющая их часть пронизывает всю толщу Солнца и выходит в космическое пространство. Некоторая доля нейтрино, доходящих до Земли, проявит се- бя, вызвав ядерные реакции в специальном детекторе. Из-за слабости взаимодействия эта доля крайне мала и опыты по обнаружению солнечных нейтрино трудны и дороги. Однако их удалось выполнить и зарегистрировать нейтрино, испускаемые из недр Солнца. жүктеу/скачать 6,71 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|