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

 

Сечение

    Сечение - величина, определяющая вероятность перехода системы взаимодействующих частиц в определенное конечное состояние. Величина сечения sigma равна отношению числа таких переходов в единицу времени I к числу частиц, падающих на мишень в единицу времени I0 отнесенное к количеству частиц мишени в единице площади n

 

Сечение имеет размерность площади. Обычно используется единица барн или ее производные - 1 барн = 10-24 см2, 1 миллибарн = 10-3 б, 1 микробарн = 10-6 б.

    Различным процессам соответствуют различные величины сечений. Экспериментально измерения сечений позволило получить информацию о структуре сталкивающихся частиц, понять механизмы их взаимодействия.
    Эксперименты по упругому рассеянию альфа-частиц на ядрах золота позволили Резерфорду обнаружить атомное ядро. Эксперименты по рассеянию электронов на ядрах, нейтронах и протонах позволили определить их размеры и распределение в них электрического заряда и магнитного момента. В результате многочисленных экспериментов по рассеянию различных частиц были исследованы механизмы протекания ядерных реакций.

    Величина сечения реакции зависит от типа и энергии частиц и характера их взаимодействия.

  1. Сечения упругого рассеяния нейтронов с энергией ~10 МэВ на атомных ядрах.
    sigma(n,n) ~=0.1 барн.
    Реакция происходит в результате сильного взаимодействия между нейтроном и ядром.
  2. Сечения радиационного захвата тепловых нейтронов (En ~ 1 эВ) атомными ядрами вблизи резонанса.
    sigma(n,гамма) ~=106 барн.
    Эта реакция также происходит в результате сильного взаимодействия. Из сравнения (1) и (2) видно, как сильно сечение зависит от энергии и характера взаимодействия.
  3. Сечения фотоядерных реакций на атомных ядрах в области гигантского дипольного резонанса (~10 МэВ)
    sigma(гамма,n) ~=10-3 барн.
    Реакция происходит в результате электромагнитного взаимодействия.
  4. Сечение реакции слабого взаимодействия под действием реакторных нейтрино (~ 1МэВ)
    sigma(nu1.gif (59 bytes)narrow.gif (70 bytes)e-p) ~=10-20 барн = 10-44 см2.

    Длина свободного пробега L характеризует среднюю величину пробега частицы между соударениями

L = (nsigma)-1,

где n - число рассеивающих центров в 1 см3 вещества, sigma - величина сечения реакции. Длина свободного пробега в случае реакции под действием нейтрино с энергией ~1МэВ

nu1.gif (59 bytes)narrow.gif (70 bytes)e-p

L = 1044 см-2·10-22 см3 =1022 см.

То есть в веществе с обычной плотностью нейтрино с энергией ~ 1 МэВ имеют длину свободного пробега, превышающую расстояние от Земли до Солнца в 109 раз.

Глюоны
Чармоний, боттоний
Количество поколений фундаментальных фермионов
Слабые взаимодействия. Промежуточные бозоны
Открытие промежуточных бозонов
Слабые распады лептонов и кварков
Распады и реакции в кварковой модели
Слабые взаимодействия нарушают симметрии
Поляризация. Спиральность
Пространственная инверсия. Р-четность.
Примеры процессов с сохранением и без сохранения пространственной четности
Зарядовое сопряжение. Зарядовая четность
Комбинированная инверсия. CP-четность
Нейтральные каоны нарушают CP-симметрию
Осцилляции в пучке нейтральных каонов
Обращение времени
СРТ-теорема
Законы сохранения и симметрии
Атомное ядро
N-Z диаграмма атомных ядер
Масса и энергия связи ядра
Спин ядра
Электрический квадрупольный момент и форма ядра.
Магнитный дипольный момент ядра
Изоспин ядер. Изоспиновые мультиплеты
Дейтрон. Свойства нуклон-нуклонного взаимодействия.
Мезонная теория ядерных сил
Модели атомных ядер
Капельная модель ядра. Формула Вайцзеккера.
Модель ядерных оболочек. Одночастичные состояния.
Коллективные возбуждения ядер.
Законы радиоактивного распада ядер.
Альфа-распад.

Возбуждение люминесценции. Явление впервые изучалось А. Беккерелем, который установил свечение алмаза, сульфида цинка, некоторых солей урана и других веществ вблизи радиоактивных препаратов. Было установлено, что люминесценция возбуждается также во многих веществах органического происхождения. Одним из первых устройств для наблюдения кратковременных вспышек (сцинтилляций) с целью количественных измерений радиоактивности был спинтарископ

Основные вопросы по курсу Физика ядра и частиц