Еще ответы (1120839), страница 12

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 12)

Две оставшиеся комбинациикварков отвечают изосинглетам – частицам с I  0, у которых нетизоспиновых партнёров за пределами центра нонета. Эти две частицы  и -мезоны. В формировании их кваркового состава участвуют uu-, dd - и ss -пары.Заметим, что поскольку в состав  и -мезонов входит ss -пара,состоящая из значительно более тяжёлых кварков, чем u и d, торассматриваемые мезоны ( и ) имеют существенно бóльшиемассы, чем  0 -мезон.Мезоны  0 ,  и , располагающиеся в центре рис. 2, являютсяистинно нейтральными частицами, т.е.

для них частица и античастицатождественны. Основываясь на кварковой структуре барионов,легко прийти к выводу, что среди последних нет истиннонейтральных частиц.Вопрос 10Третий важный в физике частиц вид взаимодействия (помимосильного и электромагнитного) – слабый. Его константа  w  106 (  s 1,  e  102).

Радиус слабых сил очень мал ( 1016 см). Слабоевзаимодействие осуществляется обменом промежуточнымибозонами W  , Z. В слабых взаимодействиях участвуют лептоны икварки (адроны).Роль слабого взаимодействия в нашем мире и в физике велика. Оновыделяется экзотичностью. Многие законы сохранения нарушаютсяименно слабыми силами. Кроме того, без слабых сил не светило быСолнце. Ключевым процессом, открывающим цепочку ядерныхреакций на Солнце и в других звёздах, является реакцияp  p  2H  e    e , идущая за счёт слабых сил.Одним из признаков слабого взаимодействия является появлениенейтрино (антинейтрино). Эти частицы входят в группу лептонов –точечных фундаментальных фермионов со спином 1/2, неучаствующих в сильных взаимодействиях.____________________________________________________________Массы этих промежуточных бозонов 80 (W  ) и 91 (Z) ГэВ.

Исходяс2из их массы, можно оценить радиус действия слабых сил.Появление в слабом взаимодействии W (или Z) с Мwc2 (или Мzc2)означает врèменное нарушение закона сохранения энергии навеличину E  Мwc2  Мzc2  100 ГэВ. Такие нарушения допустимы впределах временного интервала t  E .При этом ненаблюдаемая (виртуальная) W- (или Z-) частица неможет уйти на расстояние aw большее, чемca w  ct  2 10 3 Фм.2M wcВ 1957 г. было установлено несохранение чётности в слабыхвзаимодействиях.Лептонный заряд или лептонное квантовое число было введено,когда появились эксперименты, указывающие на нетождественность и  . Был известен распад нейтрона n  p  e    е . Дэвис поставилопыт по обнаружению реакции  е  1737Cl  1837 Ar  e  , котораясоответствовала внутри ядра процессу  е  n  p  e  .

Реакция небыла обнаружена.Наиболее естественный способ объяснения этого состоял вприписывании электрону и антинейтрино нового (лептонного)квантового числа Le , равного по величине и противоположного познаку. Тогда эта реакция нарушает закон сохранения лептонногозаряда и поэтому не должна идти.ЛептонЛептонный ВремяЭл. зарядзаряджизни Позднее был открыт новый тип(в ед. e) Le L Lнейтрино – мюонное нейтрино2611 0 0 10 лет   . Мюон распадаетсяeе01 0 0 стабильноследующим образом   e  10 1 0 106 с  . В то же время распад   e00 1 0 стабильно , не запрещённый ни одним10 0 1 1013 с из известных в то время законов00 0 1 стабильносохранения, не наблюдался, также как и распад   3e. Наиболее простой способ объяснитьотсутствие -распада мюона состоял в введении нового законасохранения: закона сохранения мюонного лептонного заряда L ,отличного от Le .

Тогда нарушаются законы сохранения L и Le .Правильно записать так:    e    е    .Был поставлен эксперимент, доказывающий отличие  е от   .Выделялся чистый пучок   из распада   →      и было показано,что с этим пучком идёт реакция    p     n и не идёт реакция   p  е   n. В то же время последняя реакция идёт с электроннымантинейтрино  е .В 1975 г. был открыт -лептон, и в физике частиц появилось таулептонное квантовое число L и тау-лептонное нейтрино   .Таким образом, 6 лептонов подразделяются на три обособленныегруппы по два лептона, один из которых заряженный, а другойнейтральный - e  ,  е ;   ,   и   ,   .+2/31/310udeеcstbВторое и третьепоколения являются какбы копиями первого, ипричина существования подобных копий пока не ясна.

Окружающийнас мир состоит из фундаментальных фермионов 1-го поколения.Остальные поколения обнаружены в ускорительных экспериментах.1Заряд/Поколения23Вопрос 11Распады за счёт слабых сил идут с сохранением лептонных зарядов(также как электрического и барионного), однако чётность, изоспин,проекция изоспина, странность (S), очарование (C), bottom (B) и top (T)могут не сохраняться (при слабых распадах адронов что-то из нихобязательно не сохраняется).Для нейтрона распад n  p  e    е  единственный, допустимыйЗСЭ, электрического, барионного и лептонного зарядов. Примеры слабых распадов адронов – распады   :          ,    е    e  .8Время жизни   2.610 сек.   e Распад  0 происходит за счёт эл.маг взаимодействия  0  2,  0 е  e  и протекает значительно быстрее (  0  1016 сек).

В резком различии для   и  0 проявляется различие в интенсивностях электромагнитныхи слабых процессов. Сильные распады протекают за времена10231024 сек.1Для двухузловых диаграмм   12 . Пользуясь этимвероятностьсоотношением, можно из эксперимента извлечь величину  w .Распады   и  0 для этого не подходят, т.к. продукты распада разные.Можно извлечь  w из сравнения времён жизни  и   . Эти частицыимеют близкие массы и распадаются одинаково  1023 сек (сильный распад),  n     1.51010 сек (слабый распад).  n   10 23 сек ( )   w  10 13 .

Откуда, т.к.  s (  )   s  1.5  10 10 сек2 1, имеем  w  106.Слабые распады идут в тех случаях, когда запрещены сильные илиэлектромагнитные распады. Обычно время слабых распадов > 1013сек. Слабые распады могут быть трёх типов:1. Лептонные (безадронные):    е    е    ,    e    е    .2. Лептон-адронные (полулептонные): n  p .3.

Адронные (безлептонные):e е,           n    ,    0   .Появление нейтрино (антинейтрино) прямо указывает на то, чтораспад произошёл за счёт слабых сил, так как нейтрино можетвозникать лишь при распаде квантов слабого поля W, Z. Труднее всегоидентифицировать взаимодействие, ответственное за безлептонныйраспад.Уже говорилось о том, что в слабых распадах адронов,осуществляемых обменом W  , не сохраняется по крайней мере одноиз кварковых квантовых чисел – либо I, либо I3, либо S, либо Charm,либо Bottomness, либо Topness. Несохранение странности видно,например, из диаграммы распада   .Рассмотрим распад нейтрона n  p  e   е Распад нейтрона – это распад в нёмd-кваркаd  u  e    е , в котором не сохраняетсяпроекция изоспина.Поворотом линий u- и d-кварков получается рис., где слева – пара(вилка) кварк-антикварк qi q j , а справа – пара (вилка) лептонантилептон одного поколения.Пользуясь законами сохранения элзаряда, составить таблицу элементарныхпроцессов, в которых появляется илиисчезает заряженный квант слабого поляW  .

Эти процессы объединяют понятием «заряженный слабый ток».Эти слабые токи могут быть либо кварковыми (вилка qi q j ), либолептонными (вилка лептон-антилептон одного из возможныхпоколений). Всего получается 12 вариантов заряженных токов (9кварковых и 3 лептонных): 9 кварковых, 3 лептонных.Заряженные токи, отвечающие W  , получаются заменой частиц наантичастицы в заряженных токах W  . Видно, что слабыеdu , dc , dt , su , sc , st , bu , bc , bte е ,     ,   взаимодействия, происходящие за счёт обмена W  , меняют ароматыкварков, т.е.

не сохраняют I, I3, S, C, B, T.Существуют также нейтральные слабые токи, связанные сэлектрически нейтральным квантом слабого поля Z-бозоном. Эти токине меняют электрических зарядов участвующих частиц (лептонов икварков). Они истинно нейтральны, так как не меняют и других(кварковых) квантовых чисел. Нейтральные слабые токиответственны, например, за такие процессы как представленные нарис.Здесь вместо кварковых линий могут быть линиипротона, нейтрона (и вообще любого адрона) илилюбого лептона.

Можно повернуть на 90 градусов.Все процессы, представленные на рис., сбольшей вероятностью идут за счёт элмагвзаимодействия, т.е. вместо Z можнонарисовать виртуальный фотон.Нейтральные слабые токи образованы либо кварками (вилка qi qi ),либо лептонами (вилка лептон-антилептон) одинакового аромата.Всего существует 6 кварковых и 6 лептонных нейтральных слабыхтоковuu , d d , ss , cc , bb, tt 6 кварковых   е е ,   ,  , е  е ,     ,     6 лептонных.Вопрос 26Чётность сохраняется в сильных и электромагнитныхвзаимодействиях.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)