mukhin-fizika-elementarnykh-chastits (810757), страница 61
Текст из файла (страница 61)
е. в рассматриваемом случае конкретного канала из числа перечисленных (118.24). производится по закону случая (с помощью «рулеткия или заменяющей сс таблицы случайных чисел и т. п.). Отсюда и название метала. Главп ХХ. Стаинныс чиствцы аа аа аа а йа а,ааа в,ваа сова Рис. 454 Рис. 455 массой М", заключенной в интервале 490<М'(510 МэВ, было построено распределение по соз О (рис. 455) и произведено сравнение полученной гистограммы с расчетом аналогичного распределения методом Монте-Карло (штриховая гистограмма на том же рисунке). Из сравнения видно, что в области совсем малых углов (сов О 0,9999) имеется выброс экспериментальной кривой над теоретической. Этот избыток случаев М'=М .
и созО=! можно отнести Кс к реальным случаям распада по схеме Кв~- я++я Для того чтобы окончательно убедиться в справедливости этого заключения, авторы провели дополнительный анализ событий, относящихся к узкой области рис. 455 в районе его правого конца (но при несколько расширенном диапазоне эффективных масс). На рис. 456 показаны результаты этого анализа. Из рисунка видно, что экспериментальная гистограмма имеет четкий максимум при совО=! и М'ж500 МэВ, который более чем в 5 раз превышает уровень расчетной кривой для ложных событий.
Подсчет М' по событиям, относящимся к максимуму, дал значение М'=2тн„+ ", ' =(499+0,8) МэВ, (118.30) Это значение прекрасно совпадает со значейием массы Квмезонов, образованных регенерацией в вольфраме: М.0=(498,1+0,4) МЭВ. (118.31) Всего над фоном имеется 45 событий. Появление 10 нз них можно отнести за счет регенерации Кв-мезонов в гелии, которым заполнена камера распада. Остается 35+10 событий. я 119 Свойство нейтривьнмн и-мезонов 307 ГЯ го 10 0 10 1'о ((1+ ) Ко+(1 ) 1э(о) о ,й (118.35) Ко 111+ )Ко (1 )Кэо) о ,72 (118.36) За годы, прошедшие с момента опубликования результатов опыта Фитча, Кронина, Торндайка и Христиансена, было выполнено много экспериментальных работ по проверке найденного ими эффекта.
Например, для того чтобы полностью исключить эффект от возможной регенерации Кно-мезонов в гелии, был сделан опыт в вакууме. Были также сделаны опыты на разных расстояниях от мишени и опыт по наблюдению интерференции между Кс~-+2к и К~3- 2п, где К3-мезоны получались в процесс регенерации. Сравнение этого числа с общим количеством распадов К~~-мезона по разрешенным каналам дает для отношения вероятностей распада Ко-в2я о 2 10 . (118.32) Кв~- все Таким образом, долгоживущнй нейтральный К-мезон (Кь~) является не чистым состоянием с СР= — 1 (не Ко), а имеет небольшую примесь состояния с СР = + 1 (Ко).
Ко — Ко+аКо (118.33) Соответственно короткоживущнй нейтральный К-мезон (К~3) может быть представлен в виде Ко — Ко+ еКо (118.34) Легко видеть, что выражения (1!8.33) и (118.34) 0 Ов9990 О,ЯЯЯ7 ОвЯЯЯЯ О,ЯЯЯЯ 1вОООО 3040 Рнс. 456 можно переписать в другой форме: ЗОВ Глава ХХ. Странные частицы Все эти опыты подпвердили результат первого эксперимента. В распаде нейтральных К-мезонов действительно «слегка» нарушается закон сохранения комбинированной четности. Масштаб нарушения — около О,1;се. В настоящее время физики, занимающиеся этим вопросом, ищут взаимодействие, ответственное за нарушение закона сохранения СР-четности.
Сложность проблемы связана с тем, что ввиду малости эффекта его можно отнести не только к слабому, но и к силыюму и электромагнитному взаимодействиям, в которых нейтральные К-ме зоны участвуют через виртуальные процессы. Возможно также, что за нарушение СР-четности ответственность несет четвертое, до сих пор считавшееся не существующим сверхслабое взаимодействие. Каждое из этих предположений должно проверяться серией весьма трудных для постановки и выполнения опытов, в которых ищут эффекты, обусловленные нарушением СР-четности за счет данного конкретного вида взаимодействия (дипольные электрические моменты у нейтрона и электрона, зарядовая асимметрия продуктов распада частиц и резонансов, отклонение от принципа детального равновесия для некоторых реакций и др.).
Окончательных результатов сейчас пока еще нет. За открытие несохранения комбинированной четности Фитчу и Кронину была присуждена Нобелевская премия по физике за 1980 г, В 119. Краткее заключение к гл. ХХ Глава ХХ посвящена описанию свойств К-мезонов и гнперонов. Известно четыре вида Кмезонов (каоиов).' К'- и К -мезоны, имеющие массу т» ~ ж9ббт, и являющиеся частицей и античастицей по отношению друг к другу, и Кои /»е-мезоны с массами тв мт ем975те, Так же как и я-мезоны, Кмезоны имеют нучевой спин, На примере рассмотрения распада К-мезонов было впервые доказано нарушение Р-четности в слабых взаимодействиях, К-мезоны с большим сечением рождаются в сильных взаимодействиях, т. е. имеют свойства ядерно-активных частиц.
Поэтому на них был распространен принцип изотопической инвариантиосгн. Все К-мезоны имеют изоспин Т„=1/2 и образу»от два изотопичсских дублета: К' и Ке с Т» =+1/2 и Т"' = — 1/2 и К и Ке с Т; "= — 1/2 и ТГ = -Ь 1/2. Одновременно со свойствами ядерной активности К-мезоны странным образом проявляют также н свойства ядерной пассивности. Они распадаются на ядерно-активные частицы за время, характерное не лля сильного, а лля слабого взаимодействия (1О гв — 1О "с).
В связи с этими н другими особенностамн в свойствах К-мезоны были названы странными частицами. з 119. Краткое заключение к гл. ХХ Одновременно с А'-мезонами была обнаружена другая большая группа частиц с аналогичными странными свойствами — гипероны, На них, как и на К-мезоны, был распространен принпип изотопичсской инвариантности, в соответствии с которым гипероны группируются в зарядовые мультиплеты. Гипероны отиосятса к классу барионов, т.е.
их барионнмй заряд В=+1; все они имеют массу больше массы нуклона. К настоян!ему моменту известно семь гиперонов: изотопический синглет (Т=О) — Л-гиперон с массой тот2!83т„изотопический триплет Е-гиперонов с Т=! и средней массой тх-2335т, (т 2328т„, т от2334т„т 2343т,),' изотопический дублет Я-гиперонов с Т=1,'2 и средней массой тяге2580т, (тя 2586т„тя.т2573т.); второй изотопический синтлет (Т=О) — П -гиперон с массой тп -3273т,. Гипероны и К-мезоны могут быть систематизированы на основе принципа изотопической иивариантиости, если ввести в рассмотрение новое квантовое число — странность 5, связывающее между собой г, Т, и В для странных частиц В+5 соотношением г= Т!+ —.
Если гнперонам и К-мезонам приписать странность-У, 2 равную соответственно Я,4В о=41, Я 9 В. =$ о В,= — 1, Я -2, к к к к л Яп -3, то согласно этому соотношению странные частицы подобно обычным нестранным сильиовзаимодействующим частицам разобьйгуб!Гца изотопнческие мультиплеты. При этом нукнонам и я-мезонам следует приписать странность 5= 0. В сильных и электромагнитных процессах странность Я сохраняется. Процессы, протекающие с изменением странности на + 1, относятся к слабым н характеризуются периодами полураспада 10 'о — 10 о с. Закон сохранения странности позволяет понять исе основные особенности поведения странных частиц.
При рассмотрении схем распада нейтральных К-мезонов возникли трудности с законом сохранения комбинированной СР-четности, которые удалось преодолеть, введя новые нейтральные каоны, являющиеся суперпозицией Кои Ко-мезонов: о К К о «+К В отличие от Ко- и Ко-мазанов Ко- и Кто-мезоиы не имеют определенной странности, ио зато их можно охарактеризовать определенной СР-четностью. СР.четность Ко- и Ког-мезонов соответственно равна 61 и — 1, в связи с чем для Ко-мезона разрешена схема распалд К', — 2я, а лля Кго-мезона — схема Ког -о Зк. В !964 г.
было доказано небольшое (около 0,1%) нарушение СР-четности в Ко-распаде, в связи с чем была ввелена еще одна пара нейтральных каонов: 1 Коз=Ко+еКог= — ((14Е) Ко — (! — е)Ко); 2 о «о Ко+,Ко ((1+е)йо~ (1 е)Кто) /2 310 Глава ХХК Унитарная симметрия сильных взаимогач)ствий Кев-Мезон имеет время жизни тих=0,9 10 'е с, а Кеь-мезои — т„в =5 1О ' с. Специфические свойства нейтральных каонов были подтверждены зксперимеитааьно наблюдением процессов (Ке -Ке)-оспиллялий и регенерации Кв- и Ке-мазанов. Кроме метастабильиых странных частиц с временем жизни т 1О 'в —:1О ' с имеется большая труппа странных резонансов, т.
е. нестабильных странных частиц, распадающихся по каналам сильного взаимодействия (зр ядерное время тм10 'з с) с сохранением странности. Гпава ХХ! УНИТАРНАЯ СИММЕТРИЯ СИЛЬНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ 9 120. Взаимосвязанность и взаимопревращаемость злементарных частиц С учетом резонансов элементарных частиц известно так много*, что элементарность большей части из них, а может быть даже и всех, уже давно (еще до обнаружения очарованных и прелестных частиц, см.
0 125 и ! 26) начала вызывать сомнение. Во всяком случае видна тесная связь между отдельными частицами, которая проявляется как во взаимных превращениях, переходах частиц в процессе их взаимодействия н распада, так и в наличии у них многих общих свойств.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
