Н.Г. Гончарова, Б.С. Ишханов, И.М. Капитонов - Частицы и атомные ядра. Задачи с решениями и комментариями (1120465), страница 87
Текст из файла (страница 87)
Таблица избранных изотопов24567194621,58195556,54196490,96197426,20−18,258−14,792−11,858−8,117100βαβ, α—5,012 дн2,14 мин60,55 мин195554,86 −15,953199292,32 −4,470αα138,376 дн164,3 мкс203030,368,10α1,5 с206764,1016,374α3,8235 дн87, 223 Франций, Fr 3/2(− ) 207697,0918,384β22,00 мин183,83,83,83,209210211212Висмут, Bi84, 210 Полоний, Po84, 21485, 218Астат, At86, 222Радон, Rn88, 226Радий, Ra3−9 /21−9 /2 −1(− )0+0+0+0+89, 227 Актиний, Ac 3/2−210496,3523,669α1600 лет211429,5125,851β, α21,772 лет90, 22890, 232Торий, Th0+0+212361,41216096,0726,77235,448α100, α1,9116 лет1,40 · 1010 лет91, 231Протактиний, Pa3 /2 −215162,0433,426α3,276 · 104 летУран, U0+5 /2 +7 /2 −0+0+5 /2 +216094,21217028,01218895,00219828,02221695,87222630,6334,611α68,9 лет36,920α1,592 · 105 лет40,921 0,7204, α 7,04 · 108 лет42,446α2,342 · 107 лет47,309 99,2742, α 4,468 · 109 лет50,574β23,45 мин93, 239Нептуний,Np5 /2 +222628,8649,312β2,356 дн94, 236Плутоний,Pu0+219827,4542,903α2,858 лет1 /2 +222627,6248,590α2,4110 · 104 лет92,92,92,92,92,92,23223323523623823994, 23995, 243Америций,Am5 /2 −226361,6757,176α7370 лет96, 245Кюрий, Cm7 /2 +228227,9861,005α8500 лет97, 247 Берклий, Bk (3/2 ) 230094,9465,491α1380 летКалифорний,98, 2499 /2 −Cf231961,6569,726α351 лет99, 254 Эйнштейний, (7+ )Es236630,8881,992α275,7 дн100, 253 Фермий, Fm (1/2)+ 235696,2379,350e, α3,00 дн101, 255 Менделевий, (7/2− ) 237564,20Md84,843e, α27 мин102, 255 Нобелий, No (1/2+ ) 237565,7086,85α, e3,1 мин−438Приложение 1.
Таблица избранных изотопов4567239434,0792,7α0,646 c243168,11101,32α, e, f65 с105, 262 Дубний, Db244104,04106,3α, f35 с106, 263 Сиборгий, Sg245038,98110,2α, f1,0 с107, 265246907,83116,6α0,9 с245978,83119,60α, f0,8 мс123103, 257 Лоуренсий,Lr104, 261Резерфордий,RfБорий, Bh108, 264 Хассий, Hs0+109, 267Мейтнерий,Mt248781,10127,9α?10 мс110, 271Дармштадтий,Ds252514,72136,1α1,63 мc111, 273 Рентгений,Rg254384,34143,2α?5 мс258119,32152,7α0,69 мс265584,55166,5α?, f ?2 мин268385,02173,0α0,8 с271187,09181,1α?, f ?1 мин270258,98185,0α15 мс271197,37272129,76192,4193,3α?, f ?α?, f ?10 мс50 мсα1,8 мс112, 277Коперниций,Cn113, 285114, 288 Флеровий, Fl0+115, 291116, 290Ливерморий,Lv0+117, 291117, 292118, 2940+Приложение 2ТАБЛИЦЫ ЧАСТИЦ(по данным [17])Калибровочные (фундаментальные) бозоны2Частица Масса, mcШирина распада Γ(время жизниτ ≈ h̄/Γ)Спинчетность,изоспинJ p (I)Основные модыраспадаγ< 10−18 эВстабилен1− (0, 1)W±80,39 ГэВΓ = 2,1 ГэВ1eν , μν , τ ν , адроныZ91,19 ГэВΓ = 2,50 ГэВ1e+ e− , μ+ μ− , τ + τ − ,адроныg(глюон)01 − (0 )гравитон02Лептоны (J = 1/2ЧастиМасса, mc2цаВремя жизниЛептонныйзарядОсновные модыраспадаLe Lμ Lτνe< 2 эВстабильно+100νμ<0,19 МэВстабильно0+10ντ<18,2 МэВстабильно00+100−eμτ−−0,511 МэВ105,66 МэВ1777 МэВ> 4,6 · 102,2 · 102,9 · 1026−6−13лет +1с0+10eννс00+1адроны + ν , μνν , eνν440Приложение 2.
Таблицы частицКварки (J P = 1/2+ , Барионный заряд B = 1/3)ХарактеристикаТип кварка (аромат)duscbtЭлектрический заряд Q− e13+ e23− e13+ e23− e13+ eИзоспин I1 /21 /2000023−1/2+1/20000Странность S00−1000Charm (очарование) C000+100Bottomness B0000−10Topness T00000+10,330,330,511,85172Проекция изоспина I3Масса в составе адрона, ГэВ441Приложение 2. Таблицы частицА Д Р О Н Ы: Избранные барионы(Барионный заряд B = 1)ЧастицаКварковаяструктураМассаmc2 , МэВВремя жизниτ (с) илиширина ΓСпинчетность,изоспинJ P (I)puud938,27> 1032 лет1 /2 + (1 /2 )nudd939,57880,1 ± 1,11 /2 + (1 /2 )−10Основныемоды распадаpeν−Λuds11162,6 · 10Σ+uus11890,80 · 10−101 /2 + (1 )pπ 0 , nπ +Σ0uds11937,4 · 10−201 /2 + (1 )Λγ+1 /2 (1 )nπ −−−10+1 /2 (0 )pπ , nπ 0dds11971,5 · 10Ξ0uss13152,9 · 10−101 /2 + (1 /2 )Λπ 0Ξ−dss13221,6 · 10−101 /2 + (1 /2 )Λπ −3 /2 + (3 /2 )(n или p) + πΣ⎫uuu ⎪⎪⎪⎪⎪uud ⎬Δ++Δ+Δ⎪udd ⎪⎪⎪⎪⎭ddd0Δ−1230–1234 114–120 МэВΣ(1385)+uus138336 МэВΣ(1385)0uds138436 МэВΣ(1385)−dds138739 МэВuss15329,1 МэВΞ(1530)−dss15359,9 МэВΩ−sss16720,82 · 10−10Ξ(1530)0N (1440)+N (1440)0uududdN (1520)+N (1520)0uududdΛ+CΣC (2455)++:3 /2 + (1 )Λπ , Σπ3 /2 + (1 /2 )Ξπ⎪⎪⎭:3 /2 + (0 )ΛK − , Ξ0 π −1 /2 + (1 /2 )n(p) + π(2π),Δπ1515–1525 100–125 МэВ 3/2− (1/2)n(p) + π(2π),Δπ(n или p) +др.1420–1470 200–450 МэВ:udc22862,0 · 10−13uuc24542,3 МэВ+udc2453< 4,6 МэВΣC (2455)0ddc24542,2 МэВΣC (2455)⎫⎪⎪⎬1 /2 + (0 )⎫⎪⎪⎬1 /2 + (1 )⎪⎪⎭Λ+Cπ442Приложение 2.
Таблицы частицА Д Р О Н Ы: Избранные барионы(Барионный заряд B = 0)СпинОсновныечетность,изоспин моды распадаJ P (I)ЧастицаКварковаяструктураМассаmc2 , МэВВремя жизниτ (с) илиширина Γπ+ud139,572,6 · 10−80 − (1 )νμ+π−du139,572,6 · 10−80 − (1 )νμ−π0uu − dd134,988,5 · 10−170 − (1 )+us494K−su494KK00Kηdssduu + dd − 2ss4984985481,2 · 10−80 (1 /2 )νμ , π 0 π +0 − (1 /2 )νμ− , π 0 π −−π+ π− , π0 π0−πeν , πμν , 3π9,0 · 10−11 KS0 0 (1/2)5,1 · 10−8KL01,30 кэВ2γ+0 (1 /2 )−0 (0 )−2γ , 3π0 (0 )η 2π , ρ0 γ149 МэВ1 − (1 )ππ8,5 МэВ1 − (0 )3π4,3 МэВ1 − (0 )K K −,KL0 KS018701,0 · 10−120 − (1 /2 )K + другие,e + другие,μ + другие18654,1 · 10−130 − (1 /2 )K + другие,e + другие,μ + другие19685,0 · 10−130 − (0 )K + другие0 − (1 /2 )D + другие,D∗ + другие,ν + другиеρ+ρ−ρ0udduuu − ddωuu + dd783uu + dd + ss'−0,20 МэВ958⎫⎪⎬775⎪⎭η1,2 · 10−81019:+φssD+D−cddcD00DcuucDS+DS−csscB+B−B00BubbudbbdJ/ψcc309793 кэВ1 − (0 )адроны, 2e, 2μΥbb946054 кэВ1 − (0 )τ + τ − , μ+ μ− ,e+ e−::⎫⎪⎪⎪⎬⎪⎪⎪⎭1,6 · 10−1252791,6 · 10−121,5 · 10−121,5 · 10−12Приложение 3ФИЗИЧЕСКИЕ КОНСТАНТЫ И ЕДИНИЦЫ(приближенные значения)cскорость света в вакууме3,00 · 108 м · с−1 ,Gгравитационная постоянная6,67 · 10−11 м3 · кг−1 · с−2 == 1,3 · 10−42 Фм · c4 /МэВ,NAчисло Авогадро6,02 · 1023 моль−1 ,kпостоянная Больцмана1, 38 · 10−23 Дж · К−1 == 8,62 · 10−11 МэВ · К−1 ,eвеличина заряда электрона1,60 · 10−19 Кл == 4,80 · 10−10 ед.
СГСЭ,hпостоянная Планка6,63 · 10−34 Дж · с == 4,14 · 10−21 МэВ · с,приведенная постояннаяПланка1,05 · 10−34 Дж · с == 6,58 · 10−22 МэВ · с,переходная константа3,16 · 10−26 Дж · м == 197 МэВ · Фм,h̄ =h2πh̄cαe =e2h̄cпостоянная тонкой структуры1,137meмасса электрона9,11·10−31 кг = 0,511 МэВ ·c−2 ,mpмасса протона1,6726 · 10−27 кг == 938,27 МэВ · c−2 ,mnмасса нейтрона1,6749 · 10−27 кг == 939,57 МэВ · c−2 ,1,29 МэВ · c−2 ,mn − mpeh̄μB =2me cμN =eh̄2mp cmP l =h̄cGмагнетон Бора9,27 · 10−24 Дж · Тл−1 == 5,79 · 10−15 МэВ · Гс−1 ,ядерный магнетон5,05 · 10−27 Дж · Тл−1 == 3,15 · 10−18 МэВ · Гс−1 ,масса Планка2,18 · 10−8 кг == 1,22 · 1019 ГэВ · c−2 , 1/ 2444Приложение 3. Физические константы и единицыGh̄ 1/ 2планковская длина (квантрасстояния)1,6 · 10−33 см,планковское время (квантвремени)5,4 · 10−44 с,Mмасса Солнца2 · 1030 кг,H0постоянная Хаббла72 км · с−1 · мегапарсек−1 ,t0возраст Вселенной13,7 · 109 лет,Tритемпература реликтового(фонового) излучения2,7 К.rP l =tP l =c3Gh̄ 1/ 2c5Энергия:1 эВ = 1,60 · 10−12 эрг = 1,60 · 10−19 Дж,1 эВ = 10−3 кэВ = 10−6 МэВ == 10−9 ГэВ = 10−12 ТэВ.Длина:1 Фм (ферми) = 10−13 см,1 пк (парсек) = 3,09 · 1016 м,1 световой год = 9,46 · 1015 м.Масса:1 а.е.м.
(атомная единица массы) == 931,5 МэВ/c2 = 1,66 · 10−27 кг.Эффективное сечение и электрический квадрупольный момент:1 б (барн) = 10−24 см2 = 100 Фм2 .Активность:1 Бк (беккерель) = 1 распад · с−1 ,1 Ки (кюри) = 3,7 · 1010 Бк.Список литературы1. Ишханов Б. С., Капитонов И. М., Юдин Н. П. Частицы и атомные ядра. (Классический университетский учебник).
— М.: Книжный дом«ЛИБРОКОМ», 2013.2. Капитонов И. М. Введение в физику ядра и частиц. — М.: Физматлит,2010.3. Широков Ю. М., Юдин Н. П. Ядерная физика. — М.: Наука, 1980.4. Мухин К. Н. Экспериментальная ядерная физика. — Книги 1 и 2. — М.:Энергоатомиздат, 1993.5. Фраунфельдер Г., Хенли Э. Субатомная физика. — М.: Мир, 1979.6. Povh B., Rith K., Scholz C., Zestche F. Particle and nuclei: an introductionto the physical concepts. Springer, 1995.7. Перкинс Д. Введение в физику высоких энергий. — М.: Энергоатомиздат,1991.8.
Гончарова Н. Г. Семинары по курсу «Частицы и атомные ядра». — М.:Физический факультет МГУ, 2009.9. Ершова О. Д., Ишханов Б. С., Капитонов И. М. Взаимодействие частиц иизлучений с веществом. — М.: Издательство Московского университета,2007.10. Субатомная физика. Вопросы. Задачи. Факты. Под редакцией профессораБ. С. Ишханова (Авторы: О. И. Василенко, Н. Г. Гончарова, В. К.
Гришин, Ф. А. Живописцев, Б. С. Ишханов, И. М. Капитонов, Э. И. Кэбин,Ж. М. Селиверстова, Н. А. Сотникова, В. Г. Сухаревский, Н. И. Тулинова,А. В. Шумаков). — М.: Издательство Московского университета, 1994.11. Гончарова Н. Г., Ишханов Б. С., Капитонов И. М., Кэбин Э. И., Степанов М. Е. Физика ядра и частиц. Задачи с решениями. М.: ИздательствоУНЦ ДО, 2003.12. Антонова И. А., Гончарова Н. Г., Живописцев Ф. А. Задачи по ядернойфизике.
— М.: Издательство Московского университета, 1979.13. Никитин Ю. П., Протасов В. П., Топоркова Э. П., Фесенко А. И., Котов Ю. Д. Сборник задач по физике элементарных частиц. — М.: Энергоатомиздат, 1992.446Список литературы14. Скачков С. В., Константинов Л. В., Строганова Р. П., Юрова Л. Н., Топоркова Э. П. Сборник задач по ядерной физике.
— М.: Государственноеиздательство технико-теоретической литературы, 1958.15. Варламов В. В., Ишханов Б. С., Комаров Б. С. Атомные ядра. Основныехарактеристики. — М.: Университетская книга, 2010.16. База данных ЦДФЭ НИИЯФ МГУ «Параметры основных и изомерныхсостояний атомных ядер» (http://cdfe.sinp.msu.ru/services/gsp.ru.html).17. J. Beringer et al. The Review of Particle Physics // Phys. Rev. D86, 010001(2012).Учебное изданиеГОНЧАРОВА Наталья ГеоргиевнаИШХАНОВ Борис СаркисовичКАПИТОНОВ Игорь МихайловичЧАСТИЦЫ И АТОМНЫЕ ЯДРА.ЗАДАЧИ С РЕШЕНИЯМИ И КОММЕНТАРИЯМИРедактор Е.С. АртоболевскаяОригинал-макет: Д.П.
ВакуленкоОформление переплета: Н.Л. ЛисицынаПодписано в печать 06.06.2013. Формат 60 90/16. Бумага офсетная.Печать офсетная. Усл. печ. л. 28. Уч.-изд. л. 30.8. Тираж 500 экз.Заказ №Издательская фирма «Физико-математическая литература»МАИК «Наука/Интерпериодика»117997, Москва, ул. Профсоюзная, 90E-mail: fizmat@maik.ru, fmlsale@maik.ru;http://www.fml.ruОтпечатано с электронных носителей издательствав ООО «Чебоксарская типография № 1»428019, г. Чебоксары, пр. И. Яковлева, 15Тел.: (8352) 28-77-98, 57-01-87Сайт: www.volga-print.ruISBN 978-5-9221-1459-2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
