Cтраница 4
Есг - критическая энергия вещества, в котором образуется ливень. Далее происходит постепенное поглощение ливня - размножение ливневых частиц постепенно прекращается, а потери на ионизацию понижают их энергию до предела, ниже которого эти частицы уже не регистрируются измерительными приборами. Понятно, что ливень может порождаться и фотонами, а не только электронами или позитронами. Малая проникающая способность фотонов большой энергии обусловливается именно большой вероятностью их материализации в пару. Длина пути в данном веществе, на котором быстрый электрон или позитрон в среднем излучает один фотон большой энергии ( так называемая ливневая единица длины 6), примерно равна ( точнее, на одну треть меньше) средней длине пути, которую проходит в том же веществе фотон большой энергии до того, пока он превращается в пару. [46]
Высказывались различные точки зрения на то, какие частицы должны быть объектом этого ускорителя: электроны или протоны. Утверждалось, что при взаимодействии фотонов большой энергии в кулоновом поле ядра будут рождаться только мезонные пары, так же как рождаются пары электронно-позитронные, хорошо изученные к тому времени, в частности, в работах Франка и Трошева. Но эти факты не приблизят нас к пониманию ядерных сил. [47]
Результаты этих измерений показывают, что частицами, создающими эти следы, являются мезоны. В указанном ряде опытов бетатрон работал при различных энергиях. Следы мезонов обнаруживались в камере Вильсона только в тех случаях, когда бетатрон работал при энергиях, больших 60 MeV. В результате этих исследований сделано интересное заключение, что хотя большинство мезонов обладает массой, примерно в 200 раз превышающей массу электрона, однако некоторые мезоны, созданные фотонами меньшей энергии, обладают массами, превышающими массу электрона лишь в 60 раз. Было обнаружено также, что число отрицательных мезонов примерно равно числу положительных мезонов. Механизм образования мезонов в настоящее время еще не известен. Возможно, что мезоны образуются при распаде ядер под воздействием фотонов большой энергии или могут существовать как ядерные частицы и под действием фотонов выбрасываться из ядра. [48]
Когда мы сообщаем молекуле энергию, достаточную для изменения ее электронной конфигурации, то возможны два процесса. Электрон может перейти в состояние, в котором он менее прочно связан с молекулой. В большинстве случаев ( хотя и не всегда) он переходит при этом на орбиту, более удаленную от ядра. Если же молекула получит достаточное количество энергии, то электрон может покинуть молекулу, которая превращается тогда в положительный ион. Если энергия возбуждения значительно превосходит энергию связи валентных электронов ( например, при облучении вещества быстрыми частицами или рентгеновскими лучами), то происходят оба эти процесса. Относительная роль каждого из них зависит тогда от таких факторов, как диэлектрическая проницаемость среды, время жизни возбужденных состояний, вероятность рекомбинации ионов, а также от того, каким путем может происходить рассеяние избытка энергии. В конденсированных фазах образовавшиеся ионы не отлетают далеко друг от друга, так как они тормозятся при столкновениях с соседними молекулами. Это часто приводит к тому, что ионы рекомбинируют в результате кулонов-ского притяжения. Поэтому при изучении механизмов реакций мы сначала сосредоточим внимание на процессах возбуждения молекул малыми, точно известными порциями энергии, оставив пока в стороне явления, связанные с частицами или фотонами большой энергии. Следует надеяться, что данные, полученные при изучении таких простых процессов, помогут разобраться в механизме более сложных реакций, протекающих под действием частиц с высокой энергией. [49]