ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Новые методы регистрации частиц. Эмульсионная и пузырьковая камеры из "Введение в ядерную физику " Электромагнитное взаимодействие нарушает изотопическую инвариантность, снимает вырождение внутри изотопического триплета и приводит к различию в массах я - и я°-мезонов. [c.585] Это следует из того, что для любого из трех видов я-мезонов Тс =, а B-Z = О. Так как в сильных (ядерных) и электромагнитных взаимодействиях z и В сохраняются, то из написанного уравнения вытекает сохранение Г в этих взаимодействиях для я-мезонов. [c.585] Таким образом, в сильных (ядерных) взаимодействиях нуклонов и я-мезонов сохраняется полный вектор изотопического спина и его проекция Гс. В электромагнитных вза имодействиях изотопический спин не сохраняется, но сохраняется его проекция. [c.585] Заметим, что существенно новым результатом здесь является сохранение вектора изотопического спина, которое вытекает из распространения изотопической инвариантности на я-мезоны. [c.585] Предположим, что эта гипотеза справедлива. Тогда в подобных процессах должен выполняться закон сохранения изотопического спина. В табл. 39 даны значения вектора полного изотопического спина и его проекций для разных комбинаций из нуклонов и я-мезонов, Встречающихся в процессах рождения и рассеяния я-мезонов. [c.586] Особенно четко изотопическая инвариантность выступает при рассмотрении наиболее элементарного , если так можно выразиться, процесса — процесса рассеяния ядерного кванта (я-ме-зона) на нуклоне. Рассеяние я -мезонов на протоне может быть записано схемой я++ р- я + р. Для рассеяния я -мезонов на протоне, кроме аналогичной схемы + р- п + р, имеется еще одна, которая изображает процесс, сопровождающийся перезарядкой я -мезона и нуклона я тЬ р- я° Ч-п. На рис. 252 изображены результаты опыта по изучению сечения рассеяния я—мезонов с энергией до 20 Гэв на протонах. [c.587] Из рисунка видно, что сечение рассеяния я+-мезонов на протонах имеет ярко выраженный максимум при энергии я+-мезонов 190 Мэе и один небольшой при энергии примерно 1,3 Гэв, тогда как сечение рассеяния я -мезонов имеет три небольших максимума при энергиях 190, 600 и 900 Мэе. [c.587] ЭТОГО Процесса в области энергий Т 300 Мэе меньше, чем для процесса рассеяния я+-мезонов. [c.588] Ход сечения с энергией изображен на рис. 252 пунктиром. Из рисунка видно, что 0 /, мало по сравнению с а /, при энергиях меньше 300 Мэе и становится преобладающим при энергии порядка 1 Гэв. Таким образом, в области энергий 1 Гэв наблюдается сильная зависимость (я — р)-взаимодействия от изотопического спина. При более высоких энергиях эта зависимость постепенно сглаживается и для Т 2 Гэв 04, ov, (ср. 71, п. 5). [c.589] Максимумы в сечениях рассеяния л-мезонов на нуклонах при энергиях 190, 600, 900 и 1300 Мэе называются нуклонными резонансами. Нуклонные резонансы имеют строго определенные значения энергии, спина, изотопического спина. Кроме того, они обнаруживаются в различных процессах. Так, например, резонанс при Г,г = 190 Мэе наблюдается также при фоторождении л-мезонов. [c.589] Впоследствии резонансы (в несколько другой форме) были обнаружены для многих элементарных частиц (см. 85). В настоящее время исследование резонансов является одной из наиболее важных задач ядерной физики, так как оно позволяет изучать взаимодействие между собой таких элементарных частиц (например, двух я-мезонов), для которых невозможно осуществить прямой процесс рассеяния. [c.590] Подводя итоги рассмотрения свойств л-мезонов, следует заметить, что все полученные до сих пор в этой области результаты согласуются с принципом изотопической инвариантности ядер-ных сил. Это позволяет, в частности, утверждать, что все я-ме-зоны (я+, п и я°) являются псевдоскалярами, т. е. имеют нулевой спин и отрицательную четность. [c.590] В 1948 г. советским физиком В. В. Алперсом (а также несколько позднее независимо от него О Деллом и др., Пауэллом, Лалом и др. за границей) был разработан метод, получивший название эмульсионной камеры. Сущность этого метода заключается в том, что облучению подвергаются не фотопластинки, а толстые эмульсионные пачки, составленные из отдельных слоев фотографической эмульсии (без стекол), удобной для обработки и просмотра толщины (300—600 мм). После облучения пачка разбирается на слои, каждый из которых проявляется и просматривается отдельно (рис. 253). [c.590] В отличие от фотопластинки, где на большой длине могут быть просмотрены только горизонтальные следы , а все наклонные выходят за пределы эмульсионного слоя, в эмульсионной камере наклонные следы, выйдя из данного слоя, продолжаются в соседнем, затем в следующем и т. д., пока частица не остановится или не выйдет за пределы эмульсионной камеры. Для того чтобы можно было быстро находить продолжения следов в соседних эмульсионных слоях, на все слои перед разборкой эмульсионной камеры наносится (при помощи рентгеновских лучей или оптическим методом) единая координатная прямоугольная сетка с расстояниями между линиями в несколько миллиметров. Таким образом, поиск продолжения следа в соседнем слое производится в определенном квадрате, расстояния от сторон которого могут быть измерены при помощи окулярной шкалы микроскопа. Если сопоставление следов в соседних слоях сделано правильно, то координаты конца следа в одном слое должны совпадать с координатами начала следа в соседнем слое. [c.591] Метод эмульсионной камеры получил в последнее время широкое распространение. В 1954 г. бомбейская группа физиков изготовила и обработала камеру размерами 15 X 15 X 12 см и весом около 11 кг, состоящую из 200 эмульсионных слоев толщиной по 600 мк каждый, а с 1955 г. используются эмульсионные камеры весом несколько десятков килограммов. Применение эмульсионных камер большого объема позволило обнаружить ряд интересных явлений, о которых будет идти речь ниже. [c.591] Эмульсионная камера является одним из видов так называемых трековых (или следовых) детекторов, в которых частицы оставляют следы. [c.591] Другим очень важным трековым детектором является изобретенная Глезером (1952 г.) пузырьковая камера. Принцип действия пузырьковой камеры сходен с принципом действия камеры Вильсона. Как известно, в камере Вильсона используется свойство пересыщенного пара конденсироваться в виде мельчайш их капелек жидкости на пути прохождения заряженной частицы. В пузырьковой камере используется свойство перегретой жидкости образовывать на пути заряженной частицы пузырьки пара. [c.591] Пузырьковая камера, так же как и камера Вильсона, используется с магнитным полем (постоянным или импульсным, создаваемым на время чувствительности жидкости). Это дает возможность по направлению и величине кривизны следов частиц определять знак их электрического заряда и величину импульсов. [c.592] Обработка полученных снимков производится на специальных просмотровых и измерительных установках, снабженных устройствами для автоматической записи полученных данных, например на перфорированной ленте. Лента вводится в электронную вычислительную машину, которая по заданной програм-.ме обрабатывает явление. На выходе машины получаются не только геометрические характеристики явления (пространственные координаты, углы между отдельными лучами, их длина и кривизна), но и его физические параметры (импульсы и энергии частиц). [c.592] Пузырьковая камера имеет преимущества перед другими трековыми детекторами. Как известно, наиболее существенными недостатками камеры Вильсона являются малая плотность рабочего вещества (и связанная с ней низкая тормозная способность) и большая длительность рабочего цикла (порядка минуты). Фо-тоэмульсионная камера не имеет этих недостатков, но зато у нее есть другие. Эмульсионные камеры не могут быть сделаны большими. Кроме того, процесс обработки событий, зарегистрированных в эмульсии, очень сложен и плохо поддается автоматизации. [c.592] Вернуться к основной статье