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

 

Адронные струи

    Процесс e+-e- аннигиляции занимает особое место в физике частиц. Поэтому не случайно в различных лабораториях было построено большое количество e+-e- коллайдеров. Аннигиляция электрона и позитрона происходит в результате электромагнитного взаимодействия. Электрон и позитрон аннигилируют, в результате рождается фотон с энергией равной сумме энергий электрона и позитрона. Фотон может родить любые частицы, которые способны образоваться при данной энергии. В частности в результате e+-e- аннигиляции могут рождаться пары мю+-мю- иtau+-tau-. Диаграммы Фейнмана их образования показаны на рис.1.

Рис. 1.

    Возникает естественный вопрос, а как происходит процесс рождения адронов в e+-e- аннигиляции? Здесь также на первом этапе происходит взаимное уничтожение электрона и позитрона с образованием фотона. Затем фотон образует из вакуума кварк-антикварковую пару. В таком процессе глюоны рождаться не могут, так как они не участвуют в электромагнитных взаимодействиях. Из законов сохранения энергии и импульса следует, что образовавшиеся кварк-антикварковая пара имеет ту же энергию, что и сталкивающиеся лептоны. Однако кварки не могут существовать в свободном состоянии. Например, если первоначально образовалась пара с анти с-кварков, то они могут образовать мезон со скрытым очарованием - jpsi-мезон, либо с-кварк может подхватить из вакуума анти d-кварк, образуя D+-мезон, а анти с-кварк - d-кварк, образуя D--мезон (рис.2). Такой процесс превращения кварков в адроны называется адронизацией.

Рис.2
Рис.2.

Из закона сохранения импульса следует ожидать, что импульсы адронов должны быть направлены по направлению импульсов первоначально образовавшихся кварков.
    В экспериментах 1975 г. на установках SLAC, а затем PETRA было обедительно показано, что такие струи адронов действительно наблюдаются.
    Адронная струя - это совокупность адронов летящих в одном направлении. Средний угол раствора струи уменьшается с ростом ее энергии, т.е. адроны все сильнее группируются вокруг направления вылета кварка. При энергии ~20 ГэВ составляющие струю адроны занимают ~5% от полного телестного угла.

Рис.3
Рис.3

    Наблюдение адронных струй - одно из доказательств того, что кварки действительно существуют. В частности измерения на нейтринном (антинейтринном) пучке показали, что заряды адронных струй, усредненные по многим событиям "помнят" заряд образовавшего их кварка. Были получены экспериментальные оценки зарядов u и d-кварков 0.65+012 и -0.33+0.09 соответственно.
    В 1979 г. Было объявлено , что на накопительном кольце PETRA наблюдались трехструйные события. При столкновении электронов и позитронов с энергией 20 ГэВ в большом количестве рождались кварк-антикварковые пары, которые наблюдались как двухструйные события. Однако возможно, что в результате взаимодействия кварков с глюонами один из кварков может испустить глюон, изменив при этом направление первоначального движения (рис.3). Глюон так же как и кварк давал начало адронной струе. Такой процесс называется тормозным излучением глюонов. В результате будет наблюдаться трехструйное событие. Вскоре были открыты и четырехструйные события, которые соответствуют испусканию двух глюонов. Их доля составляла ~1%, что находится в согласии с предсказаниями КХД.

Ядерная изомерия
Внутренняя конверсия
Эффект Мессбауэра
Законы сохранения в ядерных реакциях.
Сечение реакции
Ядерные реакции
Механизмы ядерных реакций. Составное ядро.
Механизмы ядерных реакций. Прямые реакции.
Деление ядер.
Тяжелые ядра (A < 100)
Сверхтяжелые ядра (A > 100)
Экзотические виды радиоактивного распада
Физика экзотических ядер
Распространенность элементов.
Ядерные реакции в звездах.
Образование легчайших ядер. Дозвездная стадия образования элементов
Звездная эволюция
Горение водорода
Поиск солнечных нейтрино
Горение гелия.
Горение углерода и кислорода.
Горение кремния.
Образование элементов тяжелее железа.
История Вселенной
Космические лучи. Их состав и происхождение
Объединение взаимодействий
Открытые вопросы физики ядра и частиц

Взаимодействие нейтронов с веществом При прохождении нейтронов через вещество они взаимодействуют только с ядрами атомов. Возможны следующие 6 случаев взаимодействия нейтронов с ядрами: 1. Упругое рассеяние Столкновение является упругим, когда сумма кинетических энергий 2 -х частиц до столкновения равна сумме их кинетических энергий после столкновения

Основные вопросы по курсу Физика ядра и частиц