ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Релятивистские свойства частиц из "Ядерная физика " Массы атомных ядер и элементарных частиц варьируются в следующих пределах. Известны ядра с массами от 2-10 до 5-10 г. Известны элементарные частицы с массами от 10 г (электрон) до примерно 1,7-10 г (резонанс в системе е — е при энергии 9,6 ГэВ). Кроме того, существуют частицы (Y-квант и, по-видимому, нейтрино), массы которых точно равны нулю. Что такое частицы нулевой массы, будет объяснено ниже в 2, п. 6. [c.11] В качестве единицы массы для ядер часто используется атомная единица массы (а. е. м.), определение которой мы дадим в гл. II, 3. Массы элементарных частиц часто измеряются в энергетических единицах, о чем мы скажем в 2, п. 2. [c.11] Согласно теории относительности скорость с является предельной. Ни один физический объект не может двигаться со скоростью, превышающей с. [c.11] Первое из этих неравенств часто используется в форме р Мс. [c.11] Когда величины v/си Е//Ис хотя и малы по сравнению с единицей, но все же не пренебрежимо малы (например, порядка 0,1%), то можно наблюдать релятивистские поправки при сравнении с опытом результатов нерелятивистских расчетов. С такой ситуацией мы сталкиваемся в физике атомного ядра. Если же эти величины имеют порядок единицы, то соответствующий процесс будет существенно релятивистским. Такие процессы обычны для физики элементарных частиц. [c.11] Пользуясь формулой (1.4), можно по массе определять энергию и наоборот. В нерелятивистском макроскопическом мире энергии и массы измеряются разными методами, потому что химические, тепловые, электрические и другие макроскопические формы энергии обладают ничтожными массами, не доступными никаким методам взвешивания. В физике атомного ядра масса, создаваемая энергией ядерных сил, уже достаточно велика, чтобы ее можно было обнаружить методами, специфичными для измерения масс. Поэтому энергию ядерных сил выражают как в энергетических единицах (МэВ), так и в массовых (атомная единица массы). В физике элементарных частиц массы большинства частиц измеряются через энергии на основе соотношения (1.4). Поэтому в современных таблицах массы частиц приводятся всегда в энергетических единицах (МэВ). Переход к энергетическим единицам здесь не является прихотью, а обусловлен тем, что при столкновениях частиц высоких энергий происходит рождение и взаимопревращение частиц. Необходимая же для таких процессов энергия определяется как раз соотношением (1.4). Если в таблице для массы элементарной частицы — нейтрального пиона л — стоит цифра 135 МэВ, то это и есть энергия, необходимая для его рождения. А если в таблице поставить массу 2,4-10- г, то ее каждый раз надо будет пересчитывать на энергию по формуле (1.4). [c.12] Соотношение (1.4) мы будем неоднократно использовать в физике ядра (гл. IV, 2) и в физике элементарных частиц (гл. УП, 4). [c.12] Для покоящейся частицы р = О, и из (1.5) получается (1.4). [c.13] Подставив в (1.9) выражение (1.5) для Ер , получаем, что при М ф О всегда с, причем при р оо будет 1 - с. о значит, что при возрастании энергии частицы ее скорость стремится к предельному значению с, но никогда не достигает этого предела (при М ф 0). Читатель может сам убедиться, пользуясь формулами этого и предыдущего пунктов, что в нерелятивистском случае v l 1, а в ультрарелятивистском 1 — 1 1/с- 1. [c.13] Равенству (1.13) можно дать следуюш,ее толкование. Пусть энергия и импульс частицы измеряются сначала в одной системе координат, а потом в другой, движущейся с какой-либо скоростью относительно первой. Очевидно, что оба измерения дадут разные значения энергий и импульсов. Но из (1.13) следует, что величина рел — р будет одинаковой в обеих координатных системах, т. е., как говорят, будет инвариантом. Существованием этого инварианта мы воспользуемся в гл. VII, 4. [c.14] Конкретный вид релятивистских преобразований к движущейся системе координат для некоторых физических величин мы приведем в гл. VII, 4. [c.14] Этим инвариантом мы воспользуемся в гл. VII, 7. [c.14] В отличие от (1.15), релятивистский закон (1.16) неаддитивен. Эта неаддитивность неудобна тем, что разность va — Vb скоростей двух частиц в релятивистском случае зависит от выбора движущейся системы координат. [c.14] Вернуться к основной статье