Научный взгляд на устройство вселенной
жүктеу/скачать 8,11 Mb. Pdf көрінісі
|
knocking on
| Прим. авт.
308 АППАРАТУРА, ИЗМЕРЕНИЯ И ВЕРОЯТНОСТИ зом мы и по сей день узнаем о присутствии этих слабо взаимодей- ствующих и почти невидимых частиц*. В адронных коллайдерах экспериментаторы измеряют все им- пульсы в поперечных к пучку направлениях, суммируют и смотрят, весь ли импульс на месте. Они рассматривают только поперечные направления, потому что в продольных направлениях полный импульс зарегистрировать намного труднее — ведь немалая его часть уносится частицами, продолжающими движение по труб- ке пучка. Импульс, перпендикулярный направлению движения первоначального протонного пучка, измерить и учесть проще. Суммарный поперечный импульс сталкивающихся в коллай- дере частиц практически равен нулю; нулю, соответственно, должен равняться и суммарный поперечный импульс возникших в результате столкновения частиц. Поэтому, если измерения идут вразрез с ожиданиями, экспериментаторы могут смело заключить, что чего-то не хватает. Остается только разобраться, какая это была из множества потенциально возможных невзаимодейству- ющих частиц. Для обычных процессов Стандартной модели ответ известен заранее: незарегистрированными останутся нейтрино. Исходя из известных характеристик слабого взаимодействия (мы поговорим о нем чуть позже), в котором участвуют нейтрино, физики проводят расчет и прогнозируют частоту их появления. Кроме того, физики уже знают, как должен выглядеть распад W-бозона, — к примеру, одиночный электрон или мюон с попе- речным импульсом, соответствующим по энергии примерно по- ловине массы W-бозона, представляет собой чрезвычайно редкое явление и свидетельствует именно об этом. Поэтому, исходя из за- кона сохранения импульса и теоретически рассчитанной входной величины, нейтрино можно «вычислить». Естественно, у этих ча- стиц меньше идентифицирующих «ярлычков», чем у тех, что мы наблюдаем непосредственно. Об их присутствии можно судить лишь по комбинации теоретических соображений и измеренной величине недостающей энергии. * В специальных экспериментах по исследованию свойств нейтрино они реги- стрируются через рождение заряженных лептонов того же поколения при рассеянии на ядрах. — Прим. науч. консульт. КАК РАСПОЗНАТЬ ЧАСТИЦЫ 309 Очень важно помнить об этом, рассматривая новые открытия. Примерно такие же рассуждения позволяют судить о присутствии и других новых частиц, не несущих заряда или несущих заряд на- столько слабый, что их невозможно обнаружить непосредственно. Только недостаток суммарной энергии вкупе с теоретическим расчетом входных параметров позволяет судить, что происходи- ло на самом деле и какие «действующие лица» сумели ускользнуть незамеченными. Вот почему так важна герметичность детектора для регистрации как можно большей доли поперечного импульса. В ПОИСКАХ АДРОНОВ Мы рассмотрели лептоны (электроны, мюоны, тау-частицы и ас- социированные с ними нейтрино). Оставшаяся категория частиц Стандартной модели носит название адроны — это частицы, уча- ствующие в сильном взаимодействии. В эту категорию входят все частицы, состоящие из кварков и глюонов, такие как протоны, нейтроны и частицы под названием пионы . Адроны имеют вну- треннюю структуру — это связанные состояния кварков и глюо- нов, удерживаемых вместе посредством сильного взаимо действия. Однако в Стандартной модели вы не найдете всех возможных связанных состояний. В нее вошли наиболее фундаментальные частицы, которые, объединяясь, собственно и образуют адронные состояния: а именно кварки и глюоны. Помимо жүктеу/скачать 8,11 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|