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

 

Глубоконеупругое рассеяние электрона на протоне

    При неупругом рассеянии электрона на протоне возбуждаются внутренние степени свободы протона. Фейнмановские диаграммы для упругого и неупругого рассеяния электрона на протоне показаны на рис.1

Упругое рассеяние

Неупругое рассеяние

Упругое рассеяние

Неупругое рассеяние

Рис.1. Упругое и неупругое рассеяние электрона на протоне Решение. Закон Кулона позволяет вычислить силу взаимодействия точечных зарядов. По условию задачи, один из зарядов не является точечным, а представляет собой заряд, равномерно распределенный по длине стержня. Однако если выделить на стержне дифференциально малый участок длиной dl, то находящийся на нем заряд dQ=tdl можно рассматривать как точечный и тогда по закону Кулона сила взаимодействия между зарядами Q1 и dQ:

При неупругом рассеянии рождаются новые частицы. Регистрируя энергию E' и импульс vecp' рассеянного электрона можно определить энергию переданную электроном R, энергию Eh и импульс vecph образовавшихся продуктов реакции, квадрат переданного нуклону четырехимпульса q2:

R = E - E',
Eh = R + mc2,
vecph = vecp - vecp',
q2 = R2/c2 - (vecp - vecp')2.

Рис.2
Рис.2. Рассеяние электрона на протоне
Рис.2
Рис.3. Зависимость двойного дифференциального эффективного сечения, отнесенного к сечению рассеяния Мотта в зависимости от q2

    На рис.2 схематически показан энергетический спектр электронов, образующийся в результате рассеяния электронов с начальной энергией Е = 10 ГэВ на протонах.
    Спектр имеет характерный вид. Наряду с пиком упругого рассеяния отчетливо наблюдаются резонансы, соответствующие возбужденным состояниям нуклона. Ближайший к упругому пику соответствует возбуждению нуклонного резонанса delta(1232). За ним видны еще два более высокораспрложенных нуклонных резонанса. При меньших энергиях наблюдается непрерывный спектр.
   На рис.3 показана зависимость двойного дифференциального эффективного сечения, отнесенного к сечению рассеяния Мотта в зависимости от q2. Измеренное сечение неупругого рассеяния соответствующего возбуждению отдельных резонансов, показывает, что угловые распределения для низколежащих нуклонных резонансов имеют вид подобный угловым распределениям упругого рассеяния электронов на протоне. Это свидетельствует о том, что нуклонные резонансы (низколежащие возбужденные состояния протона) имеют такую же пространственную структуру как и протон.
  Природа непрерывной части спектра представляет особый интерес, т.к. она соответствует большим передачам энергии от электрона протону. При таких передачах электрон "чувствует" отдельные детали внутренней структуры протона и, в частности, эти исследования показали, что протон имеет сложную внутреннюю структуру. В случае, когда измеряются угловые распределения частиц, соответствующих возбуждению области энергии непрерывного спектра, ситуация радикально меняется. Величина W2 = E2 -(pc)2 представляет собой полную энергию образовавшихся адронов в системе их цента масс. Как видно из рис.3 угловые распределения в случае W = 2, 3, 3.5 ГэВ не зависят от q2, т.е. рассеяние в этом случае происходит так, как будто оно происходит на точечных объектах, находящихся внутри протона. Т.е. протон не является "элементарным объектом, а состоит из каких-то составляющих его частиц. Эти составные части протона по предложению Фейнмана были названы партонами.

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