Физика ядра и частиц Взаимодействие частиц с веществом
Электромагнитное взаимодействие Кварки Атомное ядро Магнитный дипольный момент ядра Законы радиоактивного распада ядер. Альфа-распад. Бета-распад Естественная радиоактивность

Учебные материалы по ядерной физике, курс физика атомного ядра и частиц

Нейтрино рождают очарованные частицы

    nu1.gif (59 bytes)e,neutrmu, neutrtau- участвуют только в слабых взаимодействиях.

Рис.1
Рис.1. Взаимодействие мюонных нейтрино с протонами

    Анализ реакций с образованием очарованных частиц и последующего их распада представляет собой довольно сложную проблему. Необходимо идентифициаровать большое число частиц, измерив их массы. Поэтому одним из эффективных детекторов для наблюдения таких процессов является пузырьковая камера.
   На рис. 1 показаны реакции взаимодействия мюонного neutrmu нейтрино с протоном, наблюдавшиеся в пузырьковой водородной камере, помещенной в магнитное поле (ЦЕРН).

neutrmu + p D*+ + p + мю-.

(1)

    В результате реакции в первичном акте взаимодействия образуются 3 частицы: мезонный резонанс D*+, протон и отрицательно заряженный мюон. На рис. 1 видны траектории протона и отрицательно мюона, вылетающих из точки взаимодействия, помеченной цифрой 1. Т. к. время жизни  D*+ мало, он распадается в точке рождения на нейтральный D0 - мезон и положительно заряженный + - мезон
D*+ D0 + +.
    Поэтому в точке 1 наблюдается еще один след принадлежащий + , образовавшемуся в результате распада D*+. Второй след + - принадлежит положительно заряженному + - мезону, образующемуся в результате распада

D0 K- + +

(2)

    Распад D0 - также наблюдается в точке 1 из - за его малого времени жизни.
По изменению радиуса кривизны траектории можно наблюдать цепочку последовательных распадов

+мю+ + neutrmu
 мю+ e+ + nu1.gif (59 bytes)e +

(3)

Образовавшийся в точке 1 отрицательно заряженный K--мезон провзаимодействовал с протоном вещества пузырьковой водородной камеры в точке 2 с образованием - гиперона и положительно заряженного +- мезона.

K- + p + +

(4)

- гиперон в точке 2 распался на нейтрон и - - мезон

n + -

(5)

В результате в точке 2 видны следы от двух вылетающих пионов + и -, образовавшихся в реакциях (4) и (5).
    Нейтрон образовавшийся в реакции (5) в точке 3, провзаимодействовал с протоном вещества пузырьковой камеры и в результате в точке 3 наблюдается протон отдачи.
    Нейтральные частицы (n, neutrmu, , nu1.gif (59 bytes)e) образовавшиеся в реакции не оставляют следов в пузырьковой камере.     Очарованные частицы распадаются преимущественно с образованием странных частиц.

Рис. 2
Рис. 2. Рождение и распад очарованного бариона (BNL)

    На рис. 2 показана фотография пузырьковой камеры в Брукхевене, на которой впервые зафиксировано рождение очарованного бариона. В правой части рисунка показана соответствующая фотографии схема, где траектории частиц, не оставляющие треков в пузырьковой камере, показаны штриховыми линиями. Нейтрино, внизу схемы взаимодействует с протоном. В результате взаимодействия возникает 5 заряженных частиц - отрицательный мюон, 3 положительных и 1 отрицательный пиона и одна нейтральная частица ламбда-гиперон. Спирали - это электроны, движущиеся в магнитном поле. ламбда-гиперон образует характерную V-образную картину, когда распадается на протон и отрицательный пион. Анализ треков приводит к выводу, что ламбда-гиперон и четыре пиона образовались в результате распада очарованного бариона с массой около 2.4 ГэВ. Его распад происходит настолько быстро, что заметного трека в пузырьковой камере не видно. Однако  о его образовании можно заключить из анализа образовавшихся частиц.

neutrmu + p + мю-,
 ламбда + pi+ + pi+ + pi+ + pi-.

Античастицы
Связь характеристик частиц и античастиц
Момент количества движения
Пространственная инверсия. Р-четность.
Распады частиц
Взаимные превращения частиц
Кварки, лептоны, калибровочные бозоны
Механизм взаимодействия частиц
Электромагнитное взаимодействие
Лептоны
Электрон
Электронное антинейтрино обнаружено
Тождественны ли нейтрино и антинейтрино?
Мюон. Мюонное нейтрино
Тау-лептон. Тау-нейтрино
Лептонные числа
Кванты слабого взаимодействия (W, Z-бозоны)
Кварки - частицы, из которых состоят адроны
Основные положения модели кварков
Кварковая структура адронов. Барионы. Мезоны
Барионное число B
Изоспин частиц. Изоспиновые мультиплеты
Пи-мезоны
Резонансы. Возбужденные состояния нуклонов
Странные частицы, s-кварк
K-мезоны
Распад лямбда-гиперона
Каскадные гипероны
Омега-минус-гиперон
Очарованные частицы, с-кварк
Нейтрино рождают очарованные частицы
Красивые частицы, b-кварк
Адронные струи
Топ-кварк

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СВОЙСТВ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ Кратко рассмотрим основные свойства радиоактивных излучений, которые помогают зафиксировать определенный вид излучения; ознакомимся с методами радиометрических измерений, с применением этих методов для определения урана, радия, тория и других радиоактивных

Основные вопросы по курсу Физика ядра и частиц