Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика



Pdf көрінісі
бет323/346
Дата19.01.2022
өлшемі6,71 Mb.
#24105
түріУчебник
1   ...   319   320   321   322   323   324   325   326   ...   346
Байланысты:
Ð Ð Ð½Ð Ñ Ð ÐµÑ Ð³ Ð Ð ÐÐ ÐµÐ¼ÐµÐ½Ñ Ð Ñ Ð½Ñ Ð¹ Ñ Ñ ÐµÐ

§ 239. Адроны и кварки. Исследования на больших ускори-

телях сильно расширили наши представления об элементарных

частицах. Прежде всего это касается самого многочисленного

семейства частиц — адронов, т. е. частиц, участвующих в силь-

ных взаимодействиях. В настоящее время известно несколько

сотен таких адронов — барионов (частиц с барионным зарядом

B = +1), антибарионов (B =

−1) и мезонов, у которых барион-

ный заряд равен нулю. Большинство этих частиц распадается на

другие адроны из-за сильных взаимодействий. Они имеют малые

времена жизни, характерные для ядерных процессов (

∼ 10


23

с,



см. § 234). Столь короткие временные интервалы не могут быть

измерены непосредственно и определяются из косвенных дан-

ных. Однако есть адроны и с временами жизни 10

8



–10

13



с.

Распады этих долгоживущих (по ядерным масштабам) частиц

обусловлены слабыми взаимодействиями.



Гл. XXVI. Новые достижения в физике элементарных частиц

617


Рис. 423. Снимок с дисплея ЭВМ, работающей вместе с установкой

UA-1 (рис. 422). На снимке зарегистрировано одно из

pp

-соударений



при энергии 270 ГэВ (

p

)



+

270 ГэВ (

p

). Информация со всех детекторов



установки, обработанная на ЭВМ, позволяет определить траектории

частиц и получить полную картину взаимодействия, несколько напоми-

нающую снимки с пузырьковых камер. Импульсы частиц измерялись

по кривизне их треков в магнитном поле. Как видно из снимка, взаимо-

действия при таких высоких энергиях носят очень сложный характер:

в них образуется большое число вторичных частиц

Пока элементарных частиц было известно немного, они счи-

тались «кирпичиками» мироздания: из них строилось все много-

образие атомов. Теперь же число элементарных частиц превыша-

ет число химических элементов, и само понятие «элементарная

частица» для адронов явно утратило свое первоначальное значе-

ние.


В физике элементарных частиц нет сейчас законченной тео-

рии, которая позволила бы объяснить все основные явления, вы-

явить главнейшие закономерности и достигнуть той же степени

понимания, которая существует в классической механике или

электродинамике. В подобной ситуации особое значение приоб-



618

Гл. XXVI. Новые достижения в физике элементарных частиц

ретают попытки феноменологического анализа и классификации

физических явлений, основанные на определенных законах со-

хранения. Эти законы позволяют ориентироваться в том, какие

процессы могут, а какие не могут происходить в природе.

Вспомним, например, закон сохранения барионного заряда,

о котором говорилось в предыдущей главе. Согласно этому за-

кону в любых процессах разность между числом барионов и

антибарионов не изменяется. Для математического выражения

этого закона мы приписали барионам значение барионного за-

ряда B = +1, антибарионам — значение B =

−1, а для всех

других частиц положили барионный заряд равный нулю. Тогда

сохранение числа барионов и означает сохранение барионного

заряда.

Для суждения о возможности той или иной реакции необхо-

димо прежде всего проверить, сохраняются ли в этой реакции

электрический и барионный заряды. Рассмотрим, например, про-

цесс

p + p


→ p + p + p +  p.

(239.1)


Исходные

частицы


имеют

суммарный

барионный

заряд




начальн


B = +1 + 1 = 2. Для частиц в конечном состоянии



конечн



B = 1 + 1 + 1

− 1 = 2. Другими словами, барионный

заряд в начальном и конечном состоянии один и тот же

(





начальн

B =




конечн


B), и реакция может идти. Легко проверить,

что эта реакция разрешена и законом сохранения электрического

заряда (электрический заряд протона +1, а антипротона

−1).


Однако реакция

p + n


→ p + p +  p,

(239.2)


хотя в ней также сохраняется электрический заряд, оказывается

запрещенной из-за несохранения барионного заряда (



начальн


B =

= 2


=



конечн



B = 1). Одругих законах сохранения мы будем

говорить ниже.

Установление закономерностей внутреннего строения элемен-

тарных частиц является одной из важнейших проблем современ-

ной физики. Для решения этой проблемы имеет большое зна-

чение создание четкой систематики частиц, в известном смысле

напоминающей периодическую таблицу.

Первый шаг в этом направлении был сделан, когда удалось

выяснить, что адроны группируются в очень близкие но своим





Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   319   320   321   322   323   324   325   326   ...   346




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет