okun-fizika-elementarnykh-chastits (810758), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Вакуум в ньютоновском смысле или в смысле теории возмущений часто называют математическим вакуумом. Вероятность распада — величина, характеризующая интенсивность распада нестабильных частиц; имеет размерность сек ' и равна доле частиц некоторого ансамбля, распадающейся в единицу времени. Вероятность распада — 1«И 1 где т — время жизни частицы, а й( — число частиц. Распад частиц происходит по экспоненциальному закону, так что доля частиц, доживших до времени (, равна е-и«. Если время жизни частицы достаточно велико, то оно измеряется непосредственно, например путем определения расстояния, которое частица с данной скоростью пролетает от точки рождения до точки распада.
Таким способом измеряются времена вплоть до 1О " сек — времени жизни я'-мезона. Для частиц с очень малыми т вероятность распада измеряется по энергетической зависимости сечения, которая описывается формулой Брейта — Вигнера: (Г(2)» ) (Š— М)»+(Г!2)»' где а(М) — сечение процесса при Е=М. Здесь М вЂ” масса частицы; Š— суммарная энергия продуктов распада в системе покоя частицы, например двух пионов, в реакции и-р про ! и или суммарная энергия начальных частиц, например электрона и позитрона, в реакции в+в ,(/ф †»я+и и«.
à — ширина резонансной кривой. В системе $, с=1, которой мы здесь пользуемся, à — ш=1/т. Иногда вместо Г 159 пишут Г,„о чтобы отличить полную ширину частицы от парциальных ширин Г,, характеризую.цих отдельные каналы распада ( ~~.',Г, = Г„,). Безразмерную величину В,= 1 =Г/Г„, называют относительной вероятностью данного канала или ветвлением (по-английски бгапсМпй гаПо); ~~„"В,.=1. Виртуальные частицы — на языке фейнмановских диаграмм частицы, для которых, в отличие от реальных, свободных частиц, не выполняется условие Е' — р« =л««, где Š— энергия частицы, р — 'ее импульс, а л« вЂ” масса.
Имея в виду нарушение этого равенства, о виртуальных частицах говорят, что они лежат вне массовой поверхности. На испускании и поглощении виртуальных частиц основаны практически все физические процессы. Английское слово о1г(иа1 происходит от латинского слова о1г1из (сила, мужество) и имеет ряд различных значений. В данном случае, по-видимому, ближе всего по смыслу значения «возможный», «нереальный» (сравните с термином «виртуальные перемещения» в механике).
ВЛЭПП вЂ” встречные линейные электронно-позитронные пучки, проект которых разработан в середине 1970-х годов в Институте ядерной физики Сибирского отделения АН СССР. Первая очередь проекта предусматривает сооружение двух встречных пучков с энергией каждого пучка 150 ГэВ, вторая очередь предусматривает удлинение тоннеля симметрично в обе стороны и увеличение энергии каждого из пучков до 500 ГэВ. При этом полная длина тоннеля должна составлять 10 км. Как источники медленных электронов и позитронов, так и место их столкновения после ускорения должны находиться в середине тоннеля, на равном расстоянии от его концов, так что при переходе от первой очереди ко второй они не нуждаются в переделке. Достоинством коллайдеров типа ВЛЭПП является малое синхротронное излучение.
На кольцевых электронно-позитроиных коллайдер ах оно столь быстро растет с энергией, что кольцевой коллайдер, энергия электронов и позитронов в котором превышает 100 ГэВ, становится экономически нереальным. ВЭПП вЂ” кольцевые ускорители и накопители встречных электронпозитронных пучков в Институте ядерной физики Сибирского отделения АН СССР (Новосибирский 1бо академгородок). Энергия каждого из пучков ВЭПП-2М равна 0,7 ГэВ; ВЭПП-4 — до 5,5 ГэВ, Гиперзаряд — квантовое число, характеризующее изотопический мультиплет. Гиперзаряд равен удвоенному среднему электрическому заряду (в единицах е) частиц, входящих в мультиплет. Это определение справедливо как для изотопических мультиплетов адронов, так и для изотопических мультиплетов спиральных состояний лептопов и кварков в калибровочной теории электрослабого взаимодействия.
Примеры: гиперзаряд протона и нейтрона, образующих изотопический дублет, равен 1; гиперзаряд правоспирального электрона ея, являющегося изосинглетом, равен — 2. Глубоко-неупругие процессы — процессы взаимодействия лептонов с адропами, сопровождающиеся большой передачей энергии Е и импульса ~у (причем ~Е' — д'!>>! ГэВ'), в которых происходит множественное рождение адронов. Основные глубоко-неупругие процессы: 1) глубоко-неупругое рассеяние электронов, мюонов и нейтрино на нуклонах (часто, говоря о глубоко-неупругих процессах, имеют в виду только эти процессы рассеяния); 2) аннигиляция е е+ в адроны при высоких энергиях сталкивающихся электронов и позитронов, наблюдаемая на встречных пучках; 3) рождение в адронных столкновениях при высоких энергиях лептонных пар (е+е или р+р ) с большой массой (т. е.
с большой суммарной энергией в системе центра инерции пары). Глубоко-неупругим процессам родственны процессы столкновения адронов, в которых рождаются так называемые прямые фотоны с большими поперечными импульсами пь а также процессы, в которых с большими р, рождаются струи адронов или отдельные адроны. Такие процессы носят название жестких. Уже первые опыты по глубоко-неупругому рассеянию электронов нуклонами, выполненные в Станфорде (США) в !969 г., обнаружили, что нуклон не похож на однородное желе, а содержит точечные составляющие — конституенты — жесткие крупинки, при столкновении с которыми электрон резко меняет свой первоначальный импульс. Это открытие в некотором смысле было аналогично открытию атомного'ядра при рассеянии а-частиц в опытах Резерфорда. фейнман назвал точечные конституенты адронов партонами (от английского раг! — часть). Более поздние эксперименты привели к заключению, что партоны — это 6 л, в.
Онунь пп кварки. В глубоко-неупругих процессах кварки взаимодействуют с лептонами на малых расстояниях, и в силу асимптотической свободы кварки ведут себя при этом, как почти свободные точечные партоны. Партонная модель объяснила наблюдаемое па опыте свойство масштабной инвариантности глубоко-неупругого рассеяния (скейлинг Бьеркена, по имени известного американского теоретика). Как само явление скейлинга, как и небольшие отклонения от скейлинга, обнаруженные в более точных экспериментах, объясняются квантовой хромодинамикой. Согласно квантовой хромодинамике наряду с партонами-кварками в глубоко-неупругнх процессах должны проявляться и партоны-глюоны. Это предсказание подтверждается экспериментальными данными, согласно которым глюонные партоны несут примерно половину полного импульса быстрого адрон а.
Глюбол (то же, что глкюний) — бесцветная адронная (мезонная) система, состоящая из двух или большего числа валентных глюонов и не содержащая валентных кварков. Существование глюболов предсказывается квантовой хромодинамикой. Эти частицы следует искать среди продуктов распада тяжелых кваркониев, в частности Р~ф- и Т-мезонов. В 1981 г. в радиационных распадах ('~-мезона были открыты два мезонных резонанса: ~ (йота) и 0 (тэта). Иотамезон имеет массу 1440 МэВ, нулевой спин и отрицательную четность; тэта-мезон имеет массу 1640 МэВ, спин, равный двум и положительную четность. Некоторые авторы предполагают, что эти мезоны — глюболы. Но это не доказано.
Глкюдинамика — упрощенная квантово-полевая теория сильного взаимодействия, в которой, как и в квантовой хромодинамике, имеется октет цветных глюонов, взаимодействующих друг с другом, но нет кварков. Глюодннамику изучают для того, чтобы лучше понять некоторые аспекты хромодянамики. Глюонный конденсат — отличное от нуля вакуумное среднее оператора Р'„,Г'„„ где Е'„, — напряженность глюонного поля. Через это непертурбативвое вакуумное среднее выражается плотность энергии глюонного вакуума ег ч2(0) — Рд,г„,~б) ( 4 ГэВ) . Это значение е было установлено путем теоретического анализа экспериментальных данных, относящихся к чармопию и другим мезонам, на основе так называемых квапто- 162 вохромодинамических правил сумм. Глюонный конденсат играет важную роль в определении физических свойств адронов.
Глюоиы — восемь элементарных безмассовых частиц со спином, равным единице, несущих цветовые заряды. Восемь глюонов образуют цветовой октет: они отличаются друг от друга лишь своими цветами. Испускание и поглощение глюонов кварками лежит в основе сильного взаимодействия между кварками. Теория взаимодействия глкюнов и кварков называется квантовой хромодинамикой.
Обладая цветовым зарядом, глюон может испустить или поглотить другой глюон и при этом изменить свой цвет. Это своеобразное свойство глюонов приводит к тому, что с ростом передаваемых импульсов (с уменьшением расстояний) эффективные цветовые заряды глюонов и кварков уменьшаются и сильное взаимодействие ослабевает (так называемая асимптотическая свобода). С ростом расстояний эффективное цветовое взаимодействие растет. Возможно, что это обстоятельство лежит в основе конфайнмента (невылетания) кварков и глкюнов. Слово «глюонь происходит от английского слова й)ие— клей. Гравитационная постоянная (коистаита Ньютона) 6гч— константа, характеризующая силу гравитационного притяжения. Две нерелятивистские частицы с массами тг и и„ находящиеся на расстоянии г друг от друга, притягиваются с силой, равной бдтгт,г ', Оп =6,6720(41) 10"" см' г ' сек '= = б,70бб(41) ° 1О "' с' Ь ГэВ ' *), Гравитационные волны — переменные гравитационные поля; испускаемые телами, движущимися с переменным ускорением, и свободно распространяющиеся в вакууме со скоростью света.
Примерно в двадцати лабораториях разных стран разрабатываются гравитационные антенны, предназначенные для детектирования как всплесков 1гравитационного излучения внеземного происхождения (например, от коллапса ядер галактик), так и гравитационных волн, генерируемых в лабораториях. Положительных результатов эти опыты пока не дали, так как имеют недостаточную чувствительность. ") Здесь и в дальнейшем тексте словаря число в скобках указывает неопределенность в одно стандартное отклонение в последних значащих цифрах основного числа; 6,6720(41) =. 6,67204 -ь0,004!.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
