Cтраница 1
Другие мезоны, которые открыты или на существование которых по крайней мере имеются указания, исчисляются десятками. Они могут оказаться в большей или меньшей степени существенными для выяснения природы ядерных сил. Они пока что относятся не к ядерной физике, а к физике высоких энергий. [1]
Мю-мезоны часто называют мюонами, чтобы отличить их от других мезонов, не входящих в группу лептонов. Из ядерной неактивности ц-мезонов следует, что они не могут быть теми частицами в первичных космических лучах, которые взаимодействуют с ядрами атомов атмосферных газов. К 1946 г. в физике космических лучей было накоплено достаточно данных о том, что в составе первичных космических лучей должны существовать ядерно-активные частицы, сильно взаимодействующие с ядрами и имеющие массы, промежуточные между массой у мезона и протона. [2]
Мю-мезоны часто называют мюонами, чтобы отличить их от других мезонов, не входящих в группу лептонов. Из ядерной неактивности ц - мезонов следует, что они не могут быть теми частицами в первичных космических лучах, которые взаимодействуют с ядрами атомов атмосферных газов. К 1946 г. в физике космических лучей было накоплено достаточно данных о том, что в составе первичных космических лучей должны существовать ядерно-активные частицы, сильно взаимодействующие с ядрами и имеющие массы, промежуточные между массой у, Мезона и протона. [3]
В последние годы на роль фундаментальной длины претендует или может претендовать характеристическая длина барионных масс ( 10 - 14 см), если, конечно, кванты полей, сильно взаимодействующих с барионами, и в особенности я, К и другие мезоны, не окажутся составными частицами. [4]
Каоны, или К-мезоны, представляют собой нейтральные ( К) и заряженные ( К и К -) частицы с массами покоя, близкими к 1000те, где те - масса покоя электрона. Как и другие мезоны, каоны нестабильны, но каналы реакций их распадов ( VI. В результате распадов каонов образуются пионы, мюоны и нейтрино ( или антинейтрино) обоих типов ( VI. Как и пионы, каоны не имеют спина. [5]
Удалось также наблюдать и мюоний - псевдоатом, состоящий из-отрицательного мюона, движущегося вокруг протона. Наблюдались и другие мезонные атомы, по своей структуре аналогичные обычным; атомам, но имеющие мюон или другой мезон вместо одного из электронов. Так, мюонный неон представляет собой атом неона с отрицательным мюоном вместо одного электрона. [6]
В 1947 г. с помощью таких эмульсий было показано, что существуют два типа мезонов. Было обнаружено событие, в котором один мезон вошел в эмульсию, замедлился почти до полной остановки и породил другой мезон с кинетической энергией несколько мегаэлектронвольт. Измеренные пробеги частиц дали основание предположить, что мезон одного типа, тг-мезон, распался на мезон меньшей массы, д-мезон. Последний тип мезонов обычно находят в космическом излучении, а тг-мезоны являются носителями ядерных сил, связывающих ядра. [7]
Можно ожидать, что самыми устойчивыми дикварками будут те, в которых обе частицы занимают ls-op - биталь при своем движении вокруг общего центра массы. Мезоны я, я и я - являются соответственно рп, рр ( или пп) и рп; различные другие мезоны могут быть представлены аналогичным образом. Странный кварк К ( и его античастица Я) обнаружены в мезонах и барионах со странностью, от-личающейся от нуля. [8]
В вакууме происходят нулевые колебания и таких полей. Существуют нулевые колебания всех возможных полей в основном состоянии; колебания, состоящие в появлении и исчезновении электрон-позитронных, нуклон-антинуклон - ных и других пар, пионов и других мезонов, вообще пар всех частиц с произвольным спином. [9]
Применение квантовой механики к другим полям дает аналогичные результаты. Существуют нулевые колебания, то есть флюктуации всех возможных полей в основном состоянии - в состоянии с наинизшей энергией, колебания, состоящие в появлении и исчезновении электрон-позитронных, нуклон-антинуклонных и других пар, пионов и других мезонов. Как и фотон, эти частицы возникают как возбужденные состояния соответствующего поля. Кроме того, существуют поля, которые нельзя считать составленными из частиц, как, например, статическое электрическое или магнитное поле. [10]
Так как обнаруженная частица имеет массу, промежуточную между массой электрона и протона, то она была названа мезоном. Впоследствии для отличия от других мезонов частица с массой около 200те была названа - мезоном. В соответствии с двумя знаками заряда различают ц - мезон и ц - - мезон. В настоящее время ц - мезоны принято называть мюонами. [11]
Проблема построения ядерных сил является, очевидно, одной из важнейших во всей современной физике. Сейчас еще неясно, коренятся ли затруднения теории ядерных сил, не позволяющие придать закону взаимодействия нуклеонов окончательную форму, главным образом в недостаточном еще знании свойств тг-мезонов, переносящих в основном ядерные силы, или других мезонов, возможно участвующих в ядерном поле, или же эти трудности связаны с общими проблемами релятивистской квантовой механики элементарных частиц, в частности с недостаточным еще развитием теории вакуума мезонов и нуклеонов. [12]
Чем точнее работает прибор, тем он лучше. Наш прибор предназначен для поисков тех частиц, которые рас-шдаются на два фотона. Спрашивается, с ка ой точ-тостью он будет работать. Если, напри ер, наряду с г) - мезоном рождается другой мезон с близкой массой, то сможет ли наша установка обнаружить его существование. Из формулы ( 2) видно, что все зав i си от того, с какой точностью определяются в приборе энергии фотонов и угол между ними. С углами дело обстоит неплохо, их удается измерять с большой точностью. Иное дело энергия фотонов: десь ошибки в 10 о, а то и больше вполне возможны. Скажем, ест сам по себе фотон имеет энергию 2 ГэВ, то прибор может показать и 2 2 и 1 8 ГэВ, и любое дпугое близкое чисто. С какой же погрешностью это позвочит определять массу мезона. [13]
Напомним, что Е включает энергию, связанную с массой покоя частиц. Таким образом, при Т0 идеальный газ не содержит тг - и тг - мезонов. По той же причине существование тг - - мезонов препятствует образованию Л - мезонов и всех других мезонов, положительных и отрицательных. Среди всех отрицательно заряженных бозонов тг - - мезон имеет наименьшую массу. Аналогично исключается образование позитронов и антибарионов. Однако, если принять во внимание взаимодействия между частицами, эти выводы не вполне справедливы. [14]
Я ограничусь тем, что приведу один пример такого подтверждения, которым мы обязаны проф. Вместе с тем в этой статье было показано, что никакие известные в то время частицы ( в том числе и только что открытые нейтрино) не могут обусловливать ядерные силы. Примерно через полтора года японский физик X. Юкава в работе, начинавшейся ссылкой на мою статью, высказал гипотезу, что ядерные взаимодействия обусловливаются особыми частицами с массой, промежуточной между массами протона и электрона ( поэтому названными мезонами), и предсказал ряд их характеристик. Частицы такой приблизительно массы были действительно открыты в космических лучах К. Юкавы мезоны очень слабо взаимодействовали с ядерными частицами. Все разъяснилось только в 1947 г., когда С. В. Па-уэлл открыл другие мезоны, в отличие от открытых ранее - мезонов, названные тс-мезонами. Последние действительно обусловливают взаимодействие ядерных частиц, и их свойства соответствуют предсказаниям X. [15]