Предмет:
Тип роботи:
Інше
К-сть сторінок:
47
Мова:
Українська
немає, то Λ0 і К0, Σ+ і К+, Σ- і К0 повинні мати протилежні дивності (щоб у сумі дати нуль). Якщо покласти, що частинка К0 має дивність S = +1, тоді матимемо: для Λ
° S = -1, для Σ+ S = -1, для Σ S = +1, для К+ S = +1.
Після Λ0- і Σ-гіперонів було відкрито ще т. зв. Ξ-гіперони та Ω-- гіперон. Вони виникають за схемами:
π-+р→Ξ0+К0+К0,
К- + р → Ω- + К° + К+.
Виходячи з цих реакцій, можна обраховувати дивності для Ξ° і Ω-. Це відповідно будуть такі значення: -2, -З,
Нова фізична характеристика частинок S дає можливість систематизувати всі реакції виникнення гіперонів і К-мезонів згідно з принципом збереження дивності. Баріонний заряд В і дивність S, яку теж можна розглядати як специфічний заряд, характеризують тільки важкі частинки. Проте аналогічні характеристики можна ввести і для легких частинок.
Закон збереження лептонного заряду
Помітили, що мюони - ядерно-неактивні частинки. Так, взаємодія мюонів з ядрами свинцю слабенька, вона становить (у часовому вимірі) 10-8с. Це означає, що ці частинки не можуть бути квантами ядерного поля. Так само слабенько взаємодіють з атомними ядрами такі частинки: е-, е+, vе, vе мюонні нейтрино vµ, vµ, таони τ± і їх нейтрино vτ, vτ . Усіх їх разом назвали лептонами. Елементарні частинки лептонної групи характеризують лептонним зарядом L. Вважають (за домовленістю), що електрони, від'ємні мюони і таони та їх нейтрино мають лептонний заряд, що дорівнює +1, а всі антилептони (позитрон, додатні мюони й таони) й усі антинейтрино - лептонний заряд, рівний -1. Решта частинок (мезони й баріони) не мають лептоного заряду (L = 0).
Експериментально встановлено, що процеси з участю лептонів відбуваються так, що сумарна величина відповідного лептонного заряду зберігається. Це закон збереження певного типу лептонного заряду. З нього, зокрема, стає зрозумілою доцільність вибору знаків L для конкретного виду частинок, про що йшла мова вище. Так, у схемі ( IV.1) розпаду нейтрона лептонні заряди електрона (Lе) й антинейтрино ( ) повинні в сумі давати нуль, бо зліва L=0. Ось чому для електрона беруть Lе =+1, а для електронного антинейтрино L=-1. Тоді для позитрона L=-1, для нейтрино L=+1. Аналогічно поступають стосовно інших частинок (античастинок) і відповідних їм нейтрино (антинейтрино).
Необхідність уведення відмінної ознаки L диктується ще неможливістю т. зв. подвійного β-розпаду за схемою:
п + п → р + р + е- + е--.( IV.7)
Вона не заборонена законами збереження електричного і баріонного зарядів, спіну тощо. Але реально цей процес не спостерігається: він заборонений законом збереження лептонного заряду. Справді, ліворуч у схемі ( IV.7) присутні лише важкі частинки (L = 0), а праворуч є однакові легкі частинки (L=2). Нерівність лептонних зарядів виключає можливість реакції ( IV.7).
Запровадження мюонного (µ - мезонного) лептонного заряду випливає також з неможливості розпаду µ - мезона за схемою µ-→ е- + γ. Насправді він розпадається на три частинки
µ- → е- + +vµ.( IV.8)
Тут народжуються антинейтрино і нейтрино vµ, які відрізняються між собою лептонними зарядами. Нехай Lµ-мюонний лептонний заряд, тоді в електронного нейтрино Lе =1, Lµ = 0, а в мюонного Lе = 0 і Lµ= 1. Водночас у µ-мезона Lе = 0 і Lµ= 1
У 1962 році було остаточно доведено ( зокрема, внаслідок відсутності в природі реакції vµ+ п → е-+ р), що vе ≠vµ ( це різні частинки). Після цього запроваджено різні лептонні заряди Lе і Lµ. Подібним чином були введені τ± -лептонні і таонні нейтрино vτ, і відповідні їм лептонні заряди Lτ.
Закон збереження ізотопічного спіну (ізотопічна симетрія)
Ще однією важливою характеристикою елементарних чатинок є ізотопічний спін. Що це за фізична величина?
Схожість протонів і нейтронів в усіх ядерних взаємодіях (сильних) дає підстави розглядати їх як різні квантові стани однієї і тієї самої частинки-нуклона. Це справді так. Якщо абстрагуватися від відмінності, пов'язаної з наявністю у протона електричного заряду й нерівності магнітних моментів (тр ≠ mп), то в усіх інших відношеннях протон і нейтрон зовсім подібні один до одного. Ця відповідність, що набуває дуже важливе значення в теорії елементарних частинок, з особливою виразністю проявляється у властивостях т. зв. "дзеркальних" ядер. Дзеркальними називають два ядра з однаковими масовими числами, кожне з яких отримують з другого заміною всіх протонів нейтронами, а всіх нейтронів протонами. Прикладом таких пар, крім пари р-n, можуть бути 3Н і 3Не; 7Ве і 7Li та ін. Обидва дзеркальні ядра мають майже таку саму енергію зв’язку в ядрі, аналогічну будову спектра збуджених рівнів енергії, однакові спіни. Збіг властивостей цих ядер відбиває певну симетрію ядерних сил, а саме: ядерні сили, що діють між двома протонами, дорівнюють силам, що діють між двома нейтронами і між протоном