Cтраница 2
Однако этим сходство и ограничивается. Большая относительная разница масс покоя протонов и электронов приводит к существенному различию процессов их ускорения и применяемых ускоряющих систем. Общий вид протонных линейных ускорителей мало напоминает электронные ускорители. [16]
Из соотношения между массой и энергией ( V.4.11.1) вытекает возможность рождения новых частиц при взаимодействии протонов с ядрами. При энергии протона 10 ГэВ, приблизительно в Ю4 раз превышающей его энергию покоя трса ( тр - масса покоя протона, с - скорость света в вакууме), столкновение протона с ядром приводит к расщеплению ядра, сообщению продуктам расщепления большой кинетической энергии и к рождению новых частиц, обладающих массой покоя и не имеющих ее. [17]
Из (6.2) видно, что характерный пространственный масштаб изменения потенциала протон-нейтронного взаимодействия определяется величиной классического радиуса протона UQ 1 53 10 - 16 см, т.е. ядерные взаимодействия являются короткодействующими. Казалось бы, такой малый радиус взаимодействия приведет к неоправданно глубокой потенциальной яме, поскольку характерная глубина ямы составляет UQ ti2 / 2mpaQ, что значительно превышает массу покоя протона. [18]
Наименьшей по массе покоя частицей, имеющей отрицательный элементарный заряд, является электрон. Масса покоя электрона приближенно равна 9 1 - 10 кг. Наименьшая по массе покоя устойчивая частица с положительным элементарным зарядом - - протон, представляющий собой ядро атома наиболее распространенного в природе изотопа водорода. Масса покоя протона приближенно равна 1 67 - 10 - 2 кг. Электроны и протоны входят в состав всех атомов и молекул. [19]
При соединении частицы с античастицей происходит выделение энергии, не меньшей удвоенной энергии покоя каждой из них. Зарождение пары частица - античастица требует затраты энергии, превышающей удвоенную энергию покоя пары. Это связано с необходимостью сообщить рождающейся паре некоторый импульс и кинетическую энергию. Расчеты показывают, что наименьшая энергия, необходимая для рождения протон-антипротонной пары, составляет в системе координат, где один нуклон покоится, 6 / ПрС2 ( тр - масса покоя протона) или 5 6 Гэв. [20]
В стабильных, не р-радиоактивных, ядрах такого превращения не происходит вследствие взаимодействия нейтрона с другими нуклонами ядра. Вылет из ядра Р - ЧЗСТИЦЫ - - электрона сопровождается одновременным вылетом антинейтрино. Этим объясняется возможность различных значений энергии р-частиц. Поэтому при одновременном вылете из ядра электрона и антинейтрино их спины могут быть ориентированы взаимно противоположно и общий спин ядра при р-распаде не изменяется. Масса покоя нейтрона превышает сумму масс покоя протона и электрона на Дт0 837 - Ю 3 а. Этой массе по закону взаимосвязи массы и энергии (V.4.11.10) соответствует энергия А. Опыты показали, что свободный нейтрон является р-радиоактивным. Период полураспада свободных нейтронов равен ( 9 25 0 11) - 10г с. Как правило, у-излучение не является самостоятельным типом радиоактивности. Гамма-излучение сопровождает ос - и р-распады. [21]
Образовавшееся при распаде ядро Не содержит нейтрон и два протона. Ядро Cj содержало 8 нейтронов и 6 протонов, а образовавшееся после распада ядроМ 4 содержит 7 нейтронов и 7 протонов. Следовательно, при р - - распаде в ядре происходит превращение нейтрона в протон и электрон. Протон остается в ядре, а электрон выбрасывается из него. Правильность этого заключения подтверждается наблюдением над свободными нейтронами. Оказалось, что свободные нейтроны - радиоактивны, с периодом полураспада ( 11 4 0 3) мин. Превращение свободного нейтрона возможно потому, что масса покоя нейтрона т0п 1 008982 ае превышает массу покоя протона т0 - 007593 ае на 2 53 массы покоя электрона т г5, 48763 - 10 - 4 ае. [22]
Этот вывод следует не только из наблюдений за макроскопическими телам-и; им руководствуются и при изучении микрофизических явлений, в которых участвуют отдельные сложные молекулы или атомы. Поэтому если элементарную частицу не полагать внутренне неизменяемой и представлять ее в виде физического тела, имеющего какое-то внутреннее устройство, то тогда открывается возможность другой трактовки явлений, в которых поля действуют на частицы. Можно, например, полагать, что изменение кинетической энергии частицы происходит не за счет энергии поля, а вследствие изменений во внутреннем состоянии частицы. Воздействие поля может заключаться только в возбуждении этого процесса и в определении его интенсивности. Следует также заметить, что-внутреннее состояние частицы может зависеть от напряженности поля, действующего на частицу, независимо от того, покоится или движется частица в этом поле. Возможно также, что внутреннее состояние частицы определяет их некоторые наблюдаемые свойства. Тогда изменение массы покоя протона и нейтрона при переходе внутрь атомного ядра можно трактовать как результат воздействия сильного ядерного поля на их внутреннее состояние. [23]
Ядро Н до распада содержало два нейтрона и протон. Образовавшееся при распаде ядро Не содержит нейтрон и два протона. Ядро С 4 содержало 8 нейтронов и 6 протонов, а образовавшееся после распада ядроЫ1 4 содержит 7 нейтронов и 7 протонов. Следовательно, при р - - распаде в ядре происходит превращение нейтрона и протон и электрон. Протон остается в ядре, а электрон выбрасывается из него. Правильность этого заключения подтверждается наблюдением над свободными нейтронами. Оказалось, что свободные нейтроны р - - радиоактивны, с периодом полураспада ( 11 4 0 3) мин. Превращение свободного нейтрона возможно потому, что масса покоя нейтрона т0п 1 008982 ае превышает массу покоя протона т0р 1 007593 ае на 2 53 массы покоя электрона Ш () е5 48763 - 10 - ае. [24]