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.

Сарычева Л.И. Структура материи — М.: Московский государственный университет, 2000. — 8 c.
Скачать (прямая ссылка): strukturamaterii2000.pdf
Предыдущая << 1 < 2 > 3 4 5 .. 6 >> Следующая

Очевидно, что для изучения структуры микрообъектов помимо высоких энергий облучающих частиц желательно, чтобы эти частицы-снаряды были как можно более простыми — бесструктурными образованиями. На современном уровне наших знаний такими частицами являются лептоны: электрон, мюон, t-лептон и соответствующие им нейтрино. Среди лептонов наиболее доступен для экспериментов электрон. По всем современным экспериментальным данным он не имеет структуры, по крайней мере до расстояний ~ 10~16 см.
Опыт по изучению структуры микрообъектов выглядит очень просто. Пробная частица-снаряд (например, электрон) налетает на частицу-мишень (например, атомное ядро) и после взаимодействия с частицей-мишенью регистрируют ее кинематические параметры: энергию, импульс, угол вылета, а также вероятность вылета электрона в элемент телесного угла dQ = = 2к sin 0 d0. Эта вероятность da / dQ называется эффективным сечением процесса. По этим экспериментально измеряемым величинам можно определить, какой импульс q был передан частицей-снарядом при взаимодействии частице-мишени. При упругом рассеянии эту величину легко определить по углу рассеяния 0 * в
0 *
системе центра масс столкновения q = 2 Рsin—, где P — импульс частицы-снаряда.
ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
Огромное многообразие физических явлений, происходящих при столкновениях элементарных частиц,
114
СОРОСОВСКИЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ЖУРНАЛ, ТОМ 6, № 2, 2 00 0
ФИЗИКА
определяется всего лишь четырьмя типами взаимодействий: электромагнитным, слабым, сильным и гравитационным (см. [4]).
В квантовой теории взаимодействие описывают в терминах обмена специфическими квантами (бозонами), ассоциированными с данным типом взаимодействия. Для наглядного представления взаимодействия частиц американский физик Ричард Филлипс Фейнман (1918—1988) предложил использовать диаграммы, которые получили его имя (рис. 2). Каждая частица, участвующая в процессе, на диаграмме Фейнмана изображается линией. Свободный левый или правый конец линии обозначает нахождение частицы в начальном или конечном состоянии соответственно. Внутренние линии на диаграммах (то есть линии, не имеющие свободных концов) соответствуют так называемым виртуальным частицам. Это частицы, рождающиеся и поглощающиеся в процессе взаимодействия. Их нельзя зарегистрировать в отличие от реальных частиц. Взаимодействие частиц на диаграмме изображается узлами (или вершинами). Тип взаимодействия характеризуется константой связи а, а = g2/(hc), где g — заряд источника взаимодействия. а является основной
б
V, V

Рис. 2. Диаграммы Фейнмана: а - для любого типа взаимодействий, здесь a и b - частицы, вступающие во взаимодействие, с и d - образующиеся частицы, волнистой линией изображается виртуальная частица R, которой обмениваются реальные частицы а и b при взаимодействии, буквой а обозначена константа взаимодействия, которая определяется типом сил, действующих между частицами а и b; б - для взаимодействия антинейтрино с протоном путем обмена W-бозоном; в - для рождения кварковых и глюонных струй в процессе e+e~-аннигиляции
структуры а = — п С
количественной характеристикой силы, действующей между частицами.
В табл. 1 представлены типы взаимодействий, соответствующие им силы взаимодействия и полевые кванты.
Электромагнитные взаимодействия. Наиболее полно и последовательно изучены электромагнитные взаимодействия, которым подвержены все заряженные частицы и фотоны. Переносчиком взаимодействия является фотон. Для электромагнитных сил константа взаимодействия численно равна постоянной тонкой
1
137.
Примерами простейших электромагнитных процессов являются фотоэффект, комптон-эффект, образование электрон-позитронных пар, а для заряженных частиц — ионизационное рассеяние и тормозное излучение. Теория этих взаимодействий — квантовая хромодинамика — является наиболее точной физической теорией.
Слабые взаимодействия. Впервые слабые взаимодействия наблюдались при р -распаде атомных ядер. И как оказалось, эти распады связаны с превращениями протона в нейтрон в ядре и обратно: p —«- n + e+ + ve, n —> p + e_ + ve. Возможны и обратные реакции: захват электрона e_ + p —*¦ n + v e или антинейтрино v e + p —> e+ + n. Слабое взаимодействие было описано Энрико Ферми в 1934 году в терминах четырех-фермионного контактного взаимодействия, определяемого константой Ферми GF = 1,4 • 10~49 эрг • см3.
При очень высоких энергиях вместо фермиевского контактного взаимодействия слабое взаимодействие описывается как обменное, при котором осуществляется обмен квантом, наделенным слабым зарядом gw (по аналогии с электрическим зарядом) и действующим между фермионами. Такие кванты были впервые обнаружены в 1983 году на SppS-коллайдере в ЦЕРНе. Это заряженные бозоны W и нейтральный бозон Z0, их массы соответственно равны = 80 ГэВ/с2 и m 0 =
= 90 ГэВ/с2. Константа взаимодействия а в этом случае выражается через константу Ферми:
= 1,02 • 10-5.
/ -ь \
пС
m
На диаграмме Фейнмана (рис. 2, б) показана реакция взаимодействия антинейтрино с протоном, осуществляемая путем обмена 'W-бозоном. Такая реакция называется реакцией с заряженным током. Обмен нейтральным Z'’-бозоном называется реакцией с нейтральным током.
Предыдущая << 1 < 2 > 3 4 5 .. 6 >> Следующая