КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Лептонные заряды. Типы нейтрино
Третий важный в физике микрочастиц вид взаимодействия - слабый. Его константа aw»10-6 (as»1, ae»10-2). Радиус слабых сил очень мал (»10-16см). Слабое взаимодействие осуществляется обменом промежуточными бозонами W±, Z. В слабых взаимодействиях участвуют лептоны и кварки (адроны). Несмотря на «слабость» слабого взаимодействия его роль в природе весьма велика. Достаточно вспомнить, что водородный цикл, являющийся основным в энергетике нашего Солнца, начинается с реакции , (12.1) идущей за счёт слабого взаимодействия. Одним из признаков проявления слабого взаимодействия является появление нейтрино (антинейтрино). Эти частицы входят в группу лептонов - точечных фундаментальных частиц со спином 1/2, не участвующих в сильных взаимодействиях наряду с W±, Z бозонами и фотоном -квантом электромагнитного поля. Характеристики лептонов даны в таблице 11.1. Лептонный заряд, или лептонное квантовое число, было введено в физику частиц в 1955г., когда появились эксперименты, указывающие на нетождественность n и . Был известен распад нейтрона n®p+e-+Дэвис поставил эксперимент по обнаружению реакции , (12.2) которая соответствовала бы внутриядерному процессу . Необходимые для этой реакции антинейтрино брались из реактора, т.е. от распада нейтронов. Реакция (12.2) не была обнаружена. Наиболее естественный способ объяснения этого явления состоит в приписывании электрону и антинейтрино нового (лептонного) квантового числа Le, равного по величине, но противоположного по знаку. Тогда реакция (12.2) нарушает закон сохранения лептонного заряда и поэтому не должна идти.
Таблица 12.1 Характеристики лептонов (спин ½)
В 1962г. был открыт новый тип нейтрино - мюонное нейтрино nm. Мюон распадается следующим образом: (12.3) В то же время распад m±® e±+g, (12.4) незапрещённый ни одним из известных в то время законов сохранения, не наблюдался. Наиболее простой способ объяснить отсутствие g-распада мюона (также, как и распада на 3 е)состоял в введении нового закона сохранения: закона сохранения мюонного лептонного заряда Lm, отличного от электронного лептонного заряда Lе. Тогда в распаде (12.4) нарушаются законы сохранения Lm и Lе, а распад (12.3) должен быть записан с учётом этого правила. В 1962г. был поставлен специальный эксперимент, доказывающий отличие ne от nm. Выделялся чистый пучок из распада p-®m-+и было показано, что с этим пучком идёт реакция +р®m+ +n, и не идёт реакция +р®е+ +n. В то же время эта реакция идёт с электронным антинейтрино из ядерного реактора. В 1975г. группа физиков под руководством Перла на е+е- -коллайдере открыла t- лептон, и в физике элементарных частиц появилось t -лептонное квантовое число Lt и t -лептонное нейтрино nt. Таким образом, шесть лептонов подразделяются на три обособленные группы по два лептона, один из которых заряженный, а другой нейтральный: e-, ne; m-,.nm; t-, nt. Эти группы входят вместе с кварками в состав трёх поколений фундаментальных фермионов (см. табл. 12.2). Таблица 12.2 Фундаментальные фермионы
Второе и третье поколения являются как бы копиями первого, и причина существования подобных копий пока не ясна. Окружающий нас мир состоит из фундаментальных фермионов 1-го поколения. Остальные поколения обнаружены в экспериментах на ускорителях. Следует подчеркнуть, что лептоны и кварки одинаково взаимодействуют с переносчиками слабого поля W± -бозонами.
Дата добавления: 2014-01-14; Просмотров: 482; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |