Cтраница 2
Однако если сталкивающиеся частицы с равными массами летят навстречу друг другу с одинаковыми скоростями, то в результате неупругого удара вся кинетическая энергия налетающих частиц может быть использована для рождения новых частиц: поскольку начальный импульс системы равен нулю, то ничто не запрещает покоиться образовавшимся в результате столкновения частицам. [16]
При изучении взаимодействия частиц жесткой компоненты космических лучей с веществами были обнаружены новые частицы - мезоны. Возможность рождения новых частиц при столкновении быстрой заряженной частицы первичных лучей ( например, протона) с ядром атома азота или кислорода атмосферы вытекает из соотношения (9.35) между массой и энергией. При энергии протона 10 ГэВ, приблизительно в 104 раз превышающей его энергию покоя 1, столкновение протона с ядром приводит не только к расщеплению ядра на его составные части - нуклоны. За счет колоссального избытка энергии и массы первичной частицы над энергией и массой покоя ядра энергии протона хватает не только для сообщения кинетической энергии продуктам расщепления, но и для рождения новых частиц, как обладающих массой покоя, так и имеющих лишь массу, связанную с полями. [17]
При изучении взаимодействия частиц жесткой компоненты космических лучей с веществами были обнаружены новые частицы - мезоны. Возможность рождения новых частиц при столкновении быстрой заряженной частицы первичных лучей ( например; протона) с ядром атома азота или кислорода атмосферы вытекает из соотношения (9.35) между массой и энергией. При энергии протона 101 ГэВ, приблизительно в 104 раз превышающей его энергию покоя столкновение протона с ядром приводит не только к расщеплению ядра на его составные части - нуклоны. За счет колоссального избытка энергии и массы первичной частицы над энергией и массой покоя ядра энергии протона хватает не только для сообщения кинетической энергии продуктам расщепления, но и для рождения новых частиц, как обладающих массой покоя, так и имеющих лишь массу, связанную с полями. [18]
Согласно современным представлениям электрон ( позитрон) и антинейтрино ( нейтрино) не существуют в атомных ядрах, а образуются в момент вылета из ядра в результате особого ( слабого, стр. Поскольку при бета-распаде происходит рождение новых частиц, к нему неприменимы методы нерелятивистской квантовой механики, и задача рассматривается методами квантовой теории поля. [19]
Он теоретически разработал ускоритель на встречных пучках заряженных частиц и руководил его созданием в новосибирском академгородке. В таком ускорителе вся энергия идет на рождение новых частиц, тогда как при столкновении энергичной частицы с неподвижной мишенью на рождение идет только малая доля. [20]
Если в процессе взаимодействия двух частиц не происходит рождения новых частиц, то дефицит массы каждой из них А. [21]
В самом деле, измерить координату частицы можно путем рассеяния на ней пробных частиц, таких, как фотоны или мезоны. Но в этих условиях процесс рассеяния будет обязательно сопровождаться рождением новых частиц, многие из которых к тому же окажутся нестабильными и, распадаясь, в свою очередь, будут порождать новые частицы. Очевидная невозможность различить частицы, участвовавшие в первичном акте рассеяния, и многочисленные вторичные частицы, находящиеся от исходной частицы на некотором конечном расстоянии, не может не наложить предела точности измерения координаты. [22]
Экспериментальные основания для такой уверенности заключаются, главным образом, в данных двух типов. Во-первых - это поведение частиц при их столкновениях друг с другом на различных скоростях: рассеяние, распад и рождение новых частиц. Эти процессы изучаются либо на ускорителях, построенных и размещенных в самых разных уголках Земли, либо с помощью космических лучей, бомбардирующих Землю из открытого космоса. Во-вторых, известно, что параметры, регулирующие взаимодействие частиц, не изменились даже на одну миллионную за 1010 лет ( см. Барроу [1988]), так что, скорее всего, они существенно и не менялись ( если менялись вообще) со времен первичного протошара. [23]
Полезно обратить внимание на то, что во всех приведенных здесь схемах сумма масс покоя конечных частиц больше массы покоя исходных. Эти схемы демонстрируют, в частности, бесплодность попыток расщепить элементарные частицы ( в данном случае нуклоны), обстреливая их другими частицами ( в данном случае фотонами): в действительности происходит не расщепление обстреливаемых частиц, но рождение новых частиц, причем в определенной мере за счет энергии сталкивающихся частиц. [24]
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. [25]
Однако рассеяние заряженных частиц на электронах атомной оболочки часто сопровождается ионизацией атомов, приводит к потерям энергии и торможению частицы. При столкновении нуклонов или я-мезонов с нуклонами, как увидим ниже ( гл. IX), возможно рождение новых частиц, изменение структуры и состояния сталкивающихся частиц. Такие процессы называются неупругим рассеянием или неупругими столкновениями. [26]
Однако вто обстоятельство не следует рассматривать как порок те & рив, так как локальные пространственные характеристики для одной частицы в релятивистской области лишены глубокого физического смысла. Это связано с тем, что локализация час-тйцы в малой области пространства требует сильных внешних полей. Но в таких полях становится возможным рождение новых частиц, я задача автоматически перестает быть одяочас-тнчвой. [27]
Существует и другая теория Вселенной, допускающая непрерывное рождение вещества в каждой ее точке. По этой модели Вселенная не расширяется, она стационарна. Убыль гравитационной энергии за счет расширения все время пополняется рождением новых частиц, и Вселенная все время остается в одном и том же состоянии. Эта теория наиболее живуча и конкурентоспособна, чем теория относительности Эйнштейна. [28]
Особенностью античастиц является их способность к быстрому воссоединению со своими частицами, например, позитронов с электронами, антипротонов с протонами, антинейтронов с нейтронами. Это связано с тем, что вещества, из которых построена окружающая нас природа, состоят из электронов, протонов и нейтронов. Античастицы, искусственно созданные, встречаясь в веществе со своими имеющимися в избытке частицами, соединяются с ними и перестают существовать, вызывая рождение новых частиц. [29]
Особенностью античастиц является их способность к быстрому воссоединению со своими частицами - позитронов с электронами, антипротонов с протонами, антинейтронов с нейтронами. Это связано с тем, что вещество, из которого построена окружающая нас природа, состоит из частиц - электронов, протонов и нейтронов. Античастицы - позитроны, антипротоны и антинейтроны - встречаясь в веществе со своими имеющимися в избытке партнерами по паре, воссоединяются с ними и перестают существовать, вызывая по законам сохранения рождение новых частиц и полей. [30]