Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Таранина И.В. "Гражданский процесс в схемах " (Юриспруденция)

Смоленский М.Б. "Адвокатская деятельность и адвокатура российской федерации" (Юриспруденция)
Реклама

Структура материи - Сарычева Л.И.

Структура материи

Автор: Сарычева Л.И.
Издательство: М.: Московский государственный университет
Год издания: 2000
Страницы: 8
Читать: 1 2 3 4 5 6
Скачать: strukturamaterii2000.pdf

© Сарычева Л.И., 2000
ИЗИК
СТРУКТУРА МАТЕРИИ
Л. И. САРЫЧЕВА
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
STRUCTURE OF MATTER
L. I. SARYCHEVA
A short description of the main working particle accelerators used in experimental studies of the structure of elementary particles is given. The main characteristics of the fundamental particles and four types of interactions are described. The data on proton structure from experiments of electron-proton scattering are also presented.
Кратко описаны основные действующие ускорители высоких энергий, на которых были выполнены эксперименты по изучению структуры элементарных частиц. Приведены данные о структуре протонов, полученные в экспериментах по рассеянию на них электронов, а также основные характеристики фундаментальных частиц и четырех типов взаимодействий.
www.issep.rssi.ru
ВВЕДЕНИЕ
В основе современных представлений о строении материи лежит глубокий теоретический анализ экспериментальных данных, накапливаемых в течение последних десятилетий в различных лабораториях мира с использованием сложнейшей экспериментальной техники.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ТЕХНИКА
Главным инструментом, позволяющим изучить структуру вещества, является ускоритель частиц, создающий частицы столь высокой энергии, что они способны проникнуть в глубинные области изучаемого микрообъекта.
Из классической оптики известно, что для изучения структуры объекта, имеющего размер d, его надо облучить светом, длина волны которого X существенно меньше этого размера, то есть X < d. В основе квантовой (волновой) физики, оперирующей с представлением о частице как о волновом пакете, лежит полученное де Бройлем соотношение между длиной волны X и импульсом P, который имеет частица: X = h/ P, где h = = h/(2л), h — постоянная Планка, h = 6,6 • 10~27 эрг • с. Отсюда следует, что частица имеет тем меньшую длину волны, чем больше ее импульс. Понятно поэтому стремление экспериментаторов построить ускорители, способные ускорять частицы до все более высоких энергий.
В настоящее время в мире работают несколько таких машин, ускоряющих заряженные частицы — электроны, протоны и антипротоны до очень высоких энергий. Многие ускорители действуют как в режиме выведенных пучков (когда ускоренные частицы направляются на неподвижную мишень), так и в режиме коллайдеров (когда две частицы, ускоренные до высоких энергий, сталкиваются друг с другом).
Энергетически более выгодным оказывается режим коллайдера, когда сталкиваются два протона, ускоренные до энергии Е* и Е*. В этом случае суммарная энергия столкновения в системе центра масс Е* + Е* связана с энергией E одного из протонов,
САРЫЧЕВА Л.И. СТРУКТУРА МАТЕРИИ
113
ФИЗИКА
когда другой неподвижен (то есть в лабораторной системе), соотношением E = (Е* + Е* )2/(2шр) , где mp » « 1 ГэВ/с2 — масса протона (1 ГэВ = 109 эВ, 1 эВ = 1,6 х х 10“19 Дж). Энергия 900 ГэВ каждого из соударяющихся протонов в настоящее время является максимальной, достигнутой на ускорителе в Национальной лаборатории им. Э. Ферми (США).
Впервые коллайдер, в котором сталкивались электроны и позитроны, был построен в Новосибирске (ВЭП-2М). Энергия каждого из пучков была 0,7 ГэВ. С 1994 года энергия электронов и позитронов в коллайдере равна 6 ГэВ (ВЭП-4М). В Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН, Швейцария) существует комплекс ускорителей. Сначала был построен протонный синхротрон PS, ускоряющий протоны до энергии ~ 30 ГэВ. В настоящее время ускоритель PS используется как инжектор для ускорителя SpS, в котором протоны или антипротоны ускоряются до энергии 315 ГэВ. Этот ускоритель может также работать в коллайдерном режиме. Тогда он называется SppS-коллайдером. Энергия каждого из соударяющихся нуклонов (протона p и антипротона p) на этом ускорителе равна 315 ГэВ. SpS-ускоритель, кроме того, используют как инжектор для ускорителя LEP — большого электрон-позитронного коллайдера. В каскаде ускорителей (PS, SpS, LEP) в настоящее время ускоряются электроны и позитроны до энергии 100 ГэВ. На рис. 1 изображена схема этого комплекса.
В США в Стэнфордской национальной лаборатории на SLC-коллайдере сталкиваются электроны и позитроны, каждый с энергией до 50 ГэВ. Кроме коллайдера здесь до недавнего времени работал линейный ускоритель электронов, протяженность ускоряющих элементов которого составляла 3 км. На линейном ускорителе в Стэнфорде были выполнены первые экспе-
Рис. 1. Схематическое изображение комплекса ускорителей в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН)
рименты по изучению структуры атомных ядер в опытах по рассеянию электронов на ядрах. Эта серия экспериментов закончилась в 50-е годы. Затем в 60-х годах были осуществлены первые измерения структуры протона при рассеянии электронов с энергией ~ 20 ГэВ на неподвижной мишени, состоящей из протонов. В этих опытах было обнаружено, что внутри протона содержится много точечных образований — партонов.
В Германии, в крупной лаборатории вблизи Гамбурга, сооружен комплекс электронных ускорителей, которые могут работать как в режиме выведенных пучков, так и в коллайдерном режиме. С 1991 года в этой лаборатории начал работать первый в мире электрон-протонный коллайдер HERA (Hadron Electron Ring Accelerator). На этом ускорителе создана уникальная возможность изучать рассеяние электронов с энергией 30 ГэВ на протонах с энергией 820 ГэВ. В ближайшее десятилетие на этом ускорителе можно будет получать наиболее интересные данные как о структуре микрочастиц, так и о других особенностях процессов взаимодействия.
< 1 > 2 3 4 5 .. 6 >> Следующая