ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Структура нуклонов из "Экспериментальная ядерная физика. Т.2 " Таким образом, W-бозоЕ можно искать как в природе (например, изучая космические звезды, зарегистрированные в фотоэмульсии), так и на ускорителях (исследуя особенности распада рожденных на них заряженных частиц). Следует заметить, что в соответствии с формулой (13.14) предельная масса й -бо-зона, который может быть рожден в реакции (17.30) на ускорителе в 30 Гэв, равна 3/Пр, на ускорителе 70 Гэв — Ьшр, на ускорителе 400 Гэв — до 13 Шр. Вместе с тем полезно иметь в виду, что, согласно одной из современных теорий, масса W -бозона может достигать 40Шр (37,5 Гэв). [c.263] Таким образом, описанная схема приводит также к представлению о том, что электрический заряд в протоне не сосредоточен в точке, а распределен по объему конечных размеров и что нейтрон, несмотря на отсутствие у него в целом электрического заряда, может иметь разноименные электрические заряды, обусловленные его структурой. [c.264] В центре нейтрона должен находиться положительный заряд а на периферии в объеме, ограниченном размерами fijmj ,— равный по величине распределенный отрицательный заряд. Среднеквадратичный радиус распределения заряда в нейтроне должен быть таким же, как и в протоне. [c.264] На больших расстояниях такая система будет вести себя как нейтральная, так как отрицательное облако полностью экранирует центральный положительный заряд. Однако вблизи от центра нейтрона (внутри мезонного облака) экранирования не будет и должно проявляться действие центрального положительного заряда. [c.264] Однако, как указал Ферми, регистрация взаимодействия нейтронов с электронами все-таки возможна, если использовать квантовомеханический эффект интерференции между сильным ядерным взаимодействием нейтрона с ядром и более слабым электромагнитным взаимодействием нейтрона с электронами. Такая интерференция должна возникать при взаимодействии нейтронов с электронами, связанными в атоме. [c.264] По оценкам Ферми, последняя величина отличается от не настолько мало, чтобы это различие нельзя было измерить. При этом если длина дебройлевской волны нейтронов сравнима с размерами области распределения электронов (т. е. с размерами атома), то из-за дифракции величина интерференционного члена должна зависеть от угла, под которым рассеивается нейтрон. Очевидно, что аналогичного эффекта на ядре возникнуть не может из-за его малых размеров по сравнению с дебройлевской волной. [c.265] Следует заметить, что для обнаружения описываемого взаимодействия нейтронов с электронами надо брать немагнитные материалы, чтобы исключить более сильный эффект взаимодействия магнитного момента нейтрона с магнитным полем, создаваемым электронами атома (см. т. I, 5, п. 4). [c.265] Первый опыт по обнаружению взаимодействия нейтрона с электронами был поставлен в 1947 г. Ферми. В качестве вещества для исследования был выбран благородный газ ксенон, электроны которого замыкают оболочку и, следовательно, не создают результирующего магнитного поля. Ксенон облучался тепловыми нейтронами, которые выводились из тепловой колонны реактора в виде хорошо сколлимированного пучка. [c.265] На рис, 164 изображена схема опыта Ферми. Здесь К — коллиматор тепловых нейтронов, изготовленный из кадмия Хе — герметическая камера с ксеноном, в которой происходит рассеяние нейтронов С и С — счетчики нейтронов, регистрирующие нейтроны, рассеянные под углами 45 и 135°. В результате опыта было обнаружено очень слабое различие в интенсивности рассеяния под углами 45 и 135°, которое можно интерпретировать либо как полное отсутствие взаимодействия между нейтроном и электроном, либо как чрезвычайно слабое взаимодействие, характеризующееся потенциалом V, не превышающим 5000 эв (при ширине ямы, равной классическому радиусу электрона =e Jnie =2,8-10 1 см). [c.265] Таким образом, между нейтроном и электроном действительно существует взаимодействие в форме притяжения. [c.266] Казалось бы, этот результат подтверждает правильность структурной модели нейтрона, согласно которой он состоит из центрального положительного заряда, окруженного периферическим отрицательно заряженным облаком. [c.266] Этот странный результат можно истолковать двумя способами либо нейтрон не имеет распределенного заряда (что противоречит развитому выше представлению о его структуре), либо описанные опыты по какой-то причине не чувствительны к распределенному заряду нейтрона. Во всяком случае, полученные результаты нельзя объяснить в рамках проведенных экспериментов, в связи с чем требуется дополнительное экспериментальное исследование вопроса о структуре нуклона принципиально другим методом. [c.266] Остановимся на некоторых особенностях эксперимента. [c.267] В опыте угол рассеяния 0 фиксируется, а энергия рассеянного электрона определяется при помощи магнитного спектрометра (по значению магнитного поля, при котором наблюдается максимум упругого рассеяния). Число отсчетов при этой энергии пропорционально эффективному сечению рассеяния на данный угол. [c.267] Если изучается рассеяние электронов на сложной мишени, состоящей из двух типов различных ядер, то в соответствии с формулой (18.3) положение максимумов упругого рассеяния от каждого типа ядра будет различно (разная масса рассеивающего ядра). Это обстоятельство позволяет сравнительно просто выделять эффект, связанный с рассеянием на одном определенном типе ядра сложной мишени. Так, например, изучая рассеяние на полиэтилене (в состав которого входят группы СНг) и углероде, можно получить эффект, относящийся к рассеянию на протоне. Аналогично, сравнивая рассеяние на обычном и дейте-риевом полиэтилене (или на жидком водороде и жидком дейтерии), можно выделить эффект рассеяния на нейтроне. [c.267] Метод получения этих характеристик заключается в сравнении экспериментально полученных сечений рассеяния da(Q)ldQ. с теоретическими. Остановимся на этом вопросе подробнее. [c.268] Вернуться к основной статье