1626435893-691da8e1223766775fc277661dcb4565 (844331), страница 50
Текст из файла (страница 50)
101 — 107. р 18. Р-Расаэд 245 Среднее значение т„, подсчитанное по нескольким измерениям, равно: т„=(888,2+ 2,6) с. 11. (рт) и 1 =1Хсг(Хр~1 2 э»э ( )э»с» О~ )5( э+э 2 ). (18.69) Сравнивая (18.69) с аналогичным выражением для чисто фермиевских переходов 0' — 0' (матричный элемент которых 1Мр1з=2), получаем ()'т)эсс»((рт)ээс»' =2Яр((ХР+ЗКюг). (18.70) Вычисление показывает, что ~Хог~ несколько больше, чем 1Хр~.
СРеднее значение 7 =~Хат(Хр1, полУченное с использованием нескольких наиболее точных результатов по т„, равно: Х, =1,267 т,0,007». (18.71) в. Угловые иорреляцни Для определения варианта теории слабого взаимодействия очень важны опыты по определению различных корреляционных соотношений между импульсом электрона р„импульсом антинейтрино ря н спином нейтрона я„в 13-распаде нейтрона. В общем виде вероятность р-распада нейтрона определяется выражением Ес»»»впиай И.О.(/Ип»1.
И»1пып. апд М»1Ь. !989, ЧО1. А284, № 1. Р. 89 — 93. Точное значение т„и, следовательно, (Гт) „для нейтрона позволило оценить константу гамов-теллеровского взанмодей- ствиЯ Хвг. Эта возможность свЯзана с тем, что 1)-пеРеход в случае распада нейтрона происходит между такими состояниями (1(2'- 1(2+), когда разрешенными являются оба вида взаимодействия, как фермиевское, так и гамов-теллеровское, причем в связи с зеркальностью нейтрона и протона в обоих случаях известны точные значения матричных элементов (1Мр1~=,1; 1Мог1'=3). Поэтому экспериментальная константа Гт в случае распада нейтрона выражается как через известное из выражения (18.63) значение Хр, так и через Хог: Глава 1П. Радиааияианъм превращения ядер И'(Е, р,„р„-)=Р(Е) 1+а-(р,р„-)+А-(а„р,)+В(а„р„-)+1)-а„(р,р„-3, 7(Е)=1+А-' Е, с (18:74) где Аае — 0,1.
Угловое распределение антинейтрино было измерено прн помощи установки, регистрирующей совпадения электронов и протонов, летящих в определенном направлении (рис. 117). В такой геометрии опыта в соответствии с законом сохранения в Григораеи В. К., Грпипа а. П., Ваалимиреиий В. В. и др. В Ядернаа физика. 1967. Т. 6. С. 329 — 33га в» См. подстрочное примечание а формуле (18.71), (18.72) где Е(Е) — функция, характеризующая форму спектра; о — скорость электрона; а, А, В и .0 — коэффициенты.
Первые наиболее надежные данные по электрон-антинейтринной корреляции были получены в цикле работ В. В. Владимирского с сотрудниками'. В этих измерениях, выполненных с помощью электронного и протонного спектрометров, были определены энергии и направления вылета электрона и протона, по которым можно восстановить направление вылета антинейтрино.
Для снижения фона регистрировались тройные совпадения (от счетчика протонов н двух В-детекторов, один из которых установлен в фокусе электронных траекторий, другой †нх конце). Получено значение а=-0,091~0,039, Более точное значение а= -0,10!7+0,0051 (18.73) получено в 1975 — 1978 гг. Доброземским (Австрия)*'.
Первые опыты по изучению угловых корреляций электронов и анти нейтрино со спи ном нейтрона поставлены Тел егдн в 1958 г. В этих опытах поляризация нейтронов проводилась при помощи магнитного зеркала, изготовленного из кобальта (см. 9 5, п. 4). Прн угле скольжения 8' Телегди получил почти полную поляризацию (0,9).
Для измерения углового распределения электронов регистрировалось число (е-р)-совпадений от р-распада нейтронов при двух различных ориентациях спина нейтрона. Схема опыта изображена на рис. 116. Здесь л — пучок нейтронов (перпендикулярный плоскости рисунка); Д вЂ” детектор протонов; Д, †детект электронов; а„ вЂ сп йейтрона. В результате измерений получено распределение электронов вида г и. В-Рассад Рнс. 116 Рнс. !17 импульса аитинейтрино 13-распада должны вылетать вверх.
Измерение числа (е — р)-совпадений при двух ориентациях спина нейтрона (вверх и вниз) дало следующий результат: р(Е) =1+В 0, (18.75) где Вв1. Современные значения коэффициентов А и В таковы: А= -0,114~0,005; В=0,995~0,035 (18.76) (см. сноску на стр. 245) г. (Р-А)-вариант. Примвоь других вариантов Полученные значения коэффициентов А и В подтверждают несохранение четности в р-распаде и преобладание Р'- и А- вариантов взаимодействия, а также согласуются с правой продольной поляризацией антинейтрино. Из относительных значений и знаков коэффициентов А и В также следует, что г"- и А-взаимодействия находятся в противоположных фазах. Наглядно этот результат можно пояснить следующим рассуждением.
Для р-распада нейтрона разрешены как А-, так и Р'- варианты. Как указано раньше, А-вариант характеризуется вылетом электрона против спина, а антинейтрино — по спину исходного ядра, а Г-вариант †вылет обеих частиц против спина ядра (рис. 118). В нервом случае е и 9 уносят суммарный спин, равный единице (иапоминаем, что 1.=1„-=0), '()юг Е ~ф(г р н фиг Р $7г р т 1! Глава Ш. Радиоактивные нревраиыния ядер т. е. спин нуклона в процессе р-распада переориентируется.
Во втором случае е и й не уносят спина. Обе схемы согласуются со знаками продольной поляризации электрона и антинейтрино. Легко видеть, что «сумма рисунков» (()'+А)-вариант) соответствует сильной корреляции для р, и в„и слабой для ри и я„, что противоречит эксперименту. Вместе с тем «разность рисунков» [(А — К)-вариант) дает корреляцию, наблюдавшуюся на опыте. Проведенное рассуждение справедливо с точностью до знака слабого потенциала относительно сильного. Относительный знак обоих потенциалов можно определить из ннтерференционных опытов тина слабого рассеяния нуклонов, которые дали — (А — Р'), т.
е. (1е — А)-вариант. В заключение следует повторить, что для независимого определения всех коэффициентов выражения (18.68) ие хватает экспериментального материала. Строго говоря, (1е — А)-вариант теории только не противоречит ни одному из современных экспериментов. Но они не позволяют полностью исключить примесь других вариантов, которая может быть очень большой (до 15% для примеси Т к А и до 30% для примеси Я к Р). Поэтому заключение о (К вЂ” А)-варианте слабого взаимодействия в значительной степени опирается на предположение о справедливости ьинвариантности и двухкомпонентной теории нейтрино (т. е. 100%-ной продольной поляризации нейтрино и антинейтрино). Как уже отмечено, из первого предположения следует, что все коэффициенты Ск= ! С„!ехр(нре) и С,'= ! С„'!ехр(нр,') должны быть вещественны, а из второго— что они попарно равны.
Таким образом, для ()к-А)-варианта выполнение обоих предположений должно приводить к следующим соотношениям; р,— р',=о, рл- р„=о; ерг 9л=180'; (р~ -срем=180', !С ! = !С' !, !С,! = (С'„!. (18.77) Экспериментальная проверка ьинвариантности была сделана в опыте по измерению тройной корреляции в !3-распаде нейтропа. Если поставить опыт так, чтобы тройка векторов я„, р, и ри была взаимно перпендикулярна, то при замене г- — ~ они преобразуются в зеркальную тройку, которая (если ее повернуть на 180' относительно я„) отличается от первоначальной только ориентацией спина (рис.
119). Таким образом, при наличии ~-инвариантности должна быть симметрия испускания в и й относительно изменения направления спина нейтрона в„. Другими словами, в га мил ьтониа не слабого к 18. РРаслад 249 Рис. 119 Рис. 120 грг — гр~ =(0+48)' грл — грл=(0+13)" р,— р„=(18О+З1)', р,— р„=(18О+З1)', 1С 1~/ ~ С~ ~ э =1+0 2, ~ С„1 ~/1С'„~ =1+0 015, (18.78) Как видим, точность, с которой подтверждается (К вЂ” А)- вариант теории слабого взаимодействия, не очень высока, однако заключение о справедливости этого варианта ч См. сноску к формуле !18.71). че В 1964 г.
было обнаружено 0,1'.4-нос нарушение СР-четности в распаде нейтральных К-меэонов, иэ которого следует !в предположении справедливости СРТ-теоремы) нарушение ьинвариаитности в этом процессе. Подробнее см. 1 1!8„п. 4. взаимодействия не должно быть члена с тронным смешанным произведением вида 2)в„(р,ркЗ, т. е. коэффициент 2) при нем должен быть равен нулю. Схема возможного опыта показана на рис.
120. Геометрия прибора такова, что она отбирает события, для которых р„, р р и рв лежат в одной плоскости. Тогда в„будет перпейдикулярен этой плоскости, а векторное произведение (р,рп) †параллель или антипараллельно в„. Поэтому при обращении в„ тройное смешанное произведение а„[р,рт] должно изменить знак. Различие в результатах измерения, выполненных при двух ориентациях спина нейтрона, позволяет оценить коэффициент Ю. В наиболее точных измерениях ' для этого коэффициента были получены значения Э=+0,0022~0,0030 (СССР) и Р= — 0,0011+0,0017 (Франция), которые свидетельствуют в пользу 1-инвариантности ее.
Заключение о 100%-ной продольной поляризации 9, И Р, ОПИРастСЯ На ПРЕДПОЛОЖЕНИЕ О тОМ, ЧтО Маееа Уе(ч,) тождественно равна нулю. В свете последних данных (см. 9 108) возможно, что гп'„*"ФО, однако ее значение настолько мало, что этот результат не должен сказаться на обсуждаемом заключении. В итоге нз анализа экспериментов следует, что Глава Ш. Радиоактивные нревраивения ядер представляется весьма правдоподобным еще и потому, что он носит достаточно универсальный характер. Кроме 11-распада ( )л — А)-вариант теории описывает также (р — е)- распад, захват мюона протоном и некоторые другие процессы слабого взаимодействия.
Подробнее о точности этого описания см. 5 129. д. СРавнение 7, с 3., л и значение 8аг В случае справедливости ( К-А)-варианта теории слабого взаимодействия между коэффициентами А, а н В и величиной З. должны существовать зависимости вида 7„17„2 1 72 7 72 А= — 2; а=; В= — 2 1+Зе.в' 1+ЗХв 1+ЗА~' которые позволяют вычислить Х по значениям а и А (значения Х, полученные из В, имеют большую погрешность): Х, „=1,261+0,004*. Полученное значение в пределах погрешности совпадает со значением Х, (см. п. 1О, б). Помножив А, „и А, на яр (см. п.
7, ж), получим пределы для возможных значений гамовтеллеровской константы: 8ат= -(1 78 — 1,80) . 10 вв эрг смз = — (1,78 — 1,80) 1О вв Дж-смэ. На (февраль 1990 г.) точность измерения значений Х, и Х. „ такова, что можно предполагать небольшое различие между ними. Если это различие подтвердится в еще более точных экспериментах„ то для его объяснения, возможно, потребуется введение в теорию слабых взаимодействий небольшой примеси правых токов. О важности этой проблемы и, в частности, о связи гипотезы существования правых токов с проблемой существования у нейтрино массы ен„~О см. 5 108.
11. ПРАВИЛА ОТБОРА ПО ИЗОСПИНУ Среди фермиевских (Π— 0+)-переходов имеется более десятка с аномально большими значениями )от 1Ов — 1О'о с (в том числе для тяжелых ядер). Сравнение этих 13-переходов с известными сверхразрешенными (Π— 0+)-переходами (Рт=10з с) показало, что большие значения )от связаны с запретом по из оспину. В строгой теории 1)-распада можно показать, в См.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
