Распад нестабильных состояний

Последние две главы посвящены распаду нестабильных состояний и обратной задаче теории рассеяния (уравнения Гельфанда—Левитана и уравнения Марченко). [c.7]

ГЛАВА 19 Распад нестабильных состояний [c.542]

Распад нестабильных состояний 545 [c.545]

Распад нестабильных состояний [c.547]

Распад нестабильных состояний 551 [c.551]

Распад нестабильных состояний 553 [c.553]

Распад нестабильных состояний 555 [c.555]

Возвращаясь к качественному рассмотрению, попытаемся описать такую ситуацию, когда налетающая частица, ударяясь о мишень, образует с частицами мишени некоторое нестабильное состояние, которое затем распадается, [c.543]

Нейтроны входят в состав ядра. Нейтрон в свободном состоянии, в отличие от протона, является нестабильны.м и распадается на протон и электрон с периодом полураспада Т ж 1,01 10 сек (р-распад нейтрона). Внутри ядра нейтрон может существовать неопределенно долго. В 1931 —1933 гг. В. Паули, анализируя закономерности р-распада (см. 41), предположил, что при этом распаде, кроме протона и электрона, испускается еще одна нейтральная частица с массой покоя, равной нулю. Эту частицу назвали нейтрино (v). Нейтрино уносит с собой недостающую энергию, недостающий импульс и недостающий вращательный момент (спин нейтрино s = /j). Вследствие малого эффективного сечения захвата нейтрино нуклонами (о 10 см — [c.339]

Почти все элементарные частицы нестабильны. Частиц, стабильных в свободном состоянии, существует всего девять протон, электрон, фотон, а также антипротон, позитрон и четыре сорта нейтрино. Многие частицы имеют времена жизни, колоссальные по сравнению с характерным временем пролета 10" с. Так, нейтрон живет 11,7 мин, мюон — 10" с, заряженный пион— 10" с, гипероны и каоны — 10 с. Как мы увидим ниже, все эти частицы распадаются только за счет слабых взаимодействий, т. е. были бы стабильными, если бы слабых взаимодействий не существовало. Еще меньшее время (порядка 10" с) существуют нейтральный пион и эта-мезон. Распад этих частиц обусловлен электромагнитными взаимодействиями. Наконец, существует большое количество частиц, времена жизни которых столь близки к времени пролета, что многие из них частицами можно считать с большой натяжкой. Эти частицы называются резонансами, так как они регистрируются не непосредственно, а по резонансам на кривых зависимости различных сечений от энергии, примерно так же, как, например, уровни ядер идентифицируются по резонансам в сечениях ядерных реакций. Многие резонансные состояния часто трактуются как возбужденные состояния нуклонов и некоторых других частиц. [c.281]

Упрочняющая термообработка по второму способу имеет ряд преимуществ. Во-первых сплавы, структура которых после закалки состоит из а + р ест фэз, обладают высокой пластичностью при низком значении предела текучести, что позволяет перед старением проводить различные технологические операции полуфабрикатов в холодном состоянии. Во-вторых, нестабильная р-фаза может быть зафиксирована при охлаждении со сравнительно небольшой скоростью, что приводит к получению однородной структуры при закалке даже полуфабрикатов больших сечений. Поэтому упрочняющая термообработка промышленных сплавов титана, как правило, заключается в закалке из нижней части а + р-области с целью получения структуры, состоящей иза-фазы и максимально возможного количества нестабильной р-фазы, и последующем старении, приводящем к распаду р ест с образованием мелкодисперсной смеси а + р-фаз. Для большинства промышленных а + р-сплавов титана температура закалки находится в интервале 820—880° С, а температура старения — 480—550° С. [c.70]

Фазовая нестабильность, проявляющаяся в процессе ползучести, может привести к возрастающему ухудшению свойств. Одно из проявлений нестабильности - огрубление частиц, т.е. растворение более мелких частиц и выделение более крупных. Огрубление зернограничных карбидных выделений чревато разупрочнением границ и межзеренным растрескиванием, а огрубление частиц -фазы - снижением длительной прочности. Правда, менее устойчивые карбиды могут перейти в более устойчивые состояния. Возможен распад зг -фазы и образование вредных фаз типа 5, т) и <г, приводящий к заметному снижению длительной прочности (рис. 9.10) [27]. Обычно утрата свойств, связанная с образованием фаз типа 0, является либо результатом обеднения по соответствующим легирующим элементам (следовательно, результатом потери прочности в процессе образования этих фаз), либо [c.331]

Наибольшее практическое значение имеют процессы старения, связанные с распадом перенасыщенных твердых растворов (процессы выделения) и распадом мартенситной структуры (тем более, что чистые металлы применяются очень редко). Эти процессы обусловлены неустойчивой (ме-тастабильной) структурой сплава, получаемой в резу1гьтате технологической обработки, например, закалки, наклепа и других, и связанной с появлением искажений кристаллической решетки. Такое метастабильное состояние характеризуется повышенным по сравнению со стабильным состоянием уровнем внутренней (свободной) энергии. Отсюда сущность процесса старения - самопроизвольный переход из нестабильного состояния в более стабильное с более низким уров- [c.125]

Наиб, важное квантовое свойство всех Э. ч.—их способность рождаться и уничтожаться (испускаться и поглощаться) при взаимодействии с др. частицами. В этом отношении они полностью аналогичны фотонам. Э. ч.— это специфич. кванты материи, более точно—кванты соответствующих полей физических. Все процессы с Э. ч. протекают через последовательность актов их поглощения и испускания. Только на этой основе можно понять, напр., процесс рождения я -мезона при столкновении двух протонов (р+р->р+п+тс ) или процесс аннигилящси электрона и позитрона, когда взамен исчезнувших частиц возникают, напр., два у-квакта (е -f-e - у-(-у). Но и процессы упругого рассеяния частиц, напр. е +р->е +р, также связаны с поглощением нач. частиц и рождением конечных частиц. Распад нестабильных Э. ч. на более лёгкие частицы, сопровождаемый выделением энергии, отвечает той же закономерности и является процессом, в к-ром продукты распада рождаются в момент самого распада и до этого момента не существуют, В этом отношении распад Э, ч. подобен распаду возбуждённого атома на осн. состояние и фотон. Примерами распадов Э. ч. могут служить [c.598]

Стали переходного класса — аустенитно-мартенситные приобретают такое состояние после охлаждения из аустенитной области в связи с тем, что определяемая составом температура начала их мартенситного превращения находится вблизи нормальной (20—60 °С). Достаточно быстрое охлаждение может зафиксировать почти полностью аустенитное состояние стали, но аустенит должен быть нестабильным и распадаться при пластической деформации с образованием мартенсита. Такой же распад нестабильного аустенита достигается обработкой холодом при —50 -ь —70 °С. Отпуск стали, обработанной на мартенситно-аусте-нитную структуру, как и сталей рассмотренных типов, приводит к остариванию мартенсита и повышению прочности стали. Содержание углерода в этих сталях может быть более высоким, чем в мартенситно-стареющих, так как наличие значительного количества аустенита обеспечивает получение достаточной ударной вязкости. [c.265]

Смешанные состояния. Необходимо разобрать еще следующий вопрос. В действительности большинство нестабильных систем, испытывающих распад, находятся не в чистом состоянии, а в смешанном. Другими словами, возбуждение этих систем происходит некогерентно и их нельзя описать с помощью волновой функции. Более адекватным должно быть описание таких систем с применением матрицы плотности. Рассмотрим случай, когда нестабильное состояние образуется в результате распада нестабильного материнского уровня. Так как при распаде материнского состояния, помимо образования дочернего фрагмента, должна испускаться по меньшей мере еще одна частица и поскольку эти другие частицы улетают и выходят из игры , то дочерний фрагмент может находиться в смешанном состоянии, даже если материнское состояние было чистым. Расслютрим этот случай несколько подробнее. [c.552]

Другой важный метод создания систем в нестабильных состояниях состоит в возбуждении при столкновении. Примерами, иллюстрирующими этот метод, являются возбуждения атомов в газах и образование нестабильных частиц при нуклон-нуклонных столкновениях. Рассмотрим последний пример более подробно. Для простоты будем считать, что воображаемый эксперимент проводится на встречных протонных пучках в системе центра масс, и будем игнорировать степени свободы, связанные со спином. Если протоны образуются при одинаковых условиях и являются моноэнергетическими, то образующиеся нестабильные фрагменты, рассматриваемые не как пары, триплеты и т. д., а по отдельности, будут находиться в смешанных состояниях, состоящих из люноэнергетических состояний с весами, соответствующими энергетическому спектру распада. При этом для странных частиц экспоненциальный закон распада наблюдаться не будет. Действительно, поддающимися наблюдению являются здесь только стабильные частицы. Любое нестабильное состояние должно быть когерентной суперпозицией состояний с различной энергией. Нестабильные частицы могут образоваться только в том случае, когда когерентная ширина исходного пучка по энергии отлична от нуля. Конечно, любой пучок частиц, созданный в ускорителе, имеет такую ширину. Это следует уже из того, что пучок является импульсным. Однако из приведенного выше рассмотрения видно, что нестабильные состояния, ширина которых больше когерентной ширины исходного пучка, образоваться не могут если все же они получены, то для них не будет наблюдаться четкий экспоненциальный закон распада. [c.553]

ТЕОРЕМА СРТ (читается цэ-пэ-тэ ), теорема квант, теории поля, согласно к-рой ур-ния теории инвариантны относительно СР Г-преобразования, т. е. не меняют своего вида, если одновременно провести три преобразования зарядового сопряжения С (замены ч-ц античастицами), пространственной инверсии Р (замены координат ч-ц г на —г) и обращения времени Т (замены времени t на —t). Т. СРТ была сформулирована и доказана нем. физиком Г. Людерсом (1951) и швейц. физиком В. Паули (1955). Она вытекает из осн. принципов квант, теории поля. В силу Т. СРТ, если в природе происходит нек-ры11 процесс, с той же вероятностью в ней может происходить и процесс, в к-ром ч-цы заменены соответствующими античастицами, проекции их спинов имеют противоположный знак, а начальные и конечные состояния процесса поменялись местами. Из Т. СРТ, в частности, следует, что массы и времена жизни ч-цы и античастицы равны электрич. заряды и магн. моменты ч-цы и античастицы отличаются только знаком вз-ствие ч-цы и античастицы с гравитац. полем одинаково (нет антигравитации ). Для распадов нестабильных ч-ц в тех случаях, когда вз-ствие ч-ц в конечном состоянии пренебренш-мо мало, Т. СРТ требует, чтобы энергетич. спектры и угловые распределения продуктов распадов для ч-цы и античастицы были одинаковы, а проекции спинов противоположны. [c.744]

Р -распад. Запишем количественные соотношения ядерной нестабильности, приводящ,ей к изменению заряда ядра — к -распаду. В процессе таких превращений число нуклонов А в начальном и конечном состоянии ядра одинаково, а происходит лишь превраш е-ние нейтрона начальнбго ядра в протон конечного ядра (п р + + + v) или, наоборот, превращение протона в нейтрон (р п + V или р + е -> п + у). Таким образом, при Р-превращениях один изобар переходит в другой. [c.100]

Была предложена следующая естественная интерпретация наблюдающегося явления. Наряду с заряженными п -мезонами при бомбардировке мишеней протонами возникают нейтральные нестабильные частицы с приблизительно такой же массой (- 270 Ше), которые через короткое время распадаются на два Y-кванта . Действительно, если такое предположение правильно, то дополнительный механизм образования v-квантов должен начать сказываться при энергии протонов, которая превосходит пороговое значение (290 Мэе), определяющееся из формулы (79.9). Максимум на кривой энергетического спектра у 1Учей также понятен, так как массе 270 rtig соответствует энергия 140 Мэе, которая при распаде частицы на два v-кванта распределяется между ними поровну. При этом максимум при Е = = 70 Мэе должен быть не только в случае распада я°-мезона в состоянии покоя, но и на лету (подробнее см. п. 7). [c.577]

Статические характеристики имеют смысл не только для стабильных ядер в основных состояниях, но и для нестабильных ядер, а также для возбужденных уровней ядер. В этих случаях у ядра появляется новая характеристика — время жизни т ), определяемое как время, за которое претерпевает распад 1/2,72 ядер, находящихся в исследуемом состоянии. Очевидно, что понятие статической характеристики может иметь смысл лишь для достаточно больших т, т. е. для уровней, живущих достаточно долго. Возникает вопрос, с чем же надо сравнивать т, т. е. каков критерий того, что ядро живет достаточно долго. Для оценки этого критерия вспомним, что согласно квантовому соотношению неопределенностей уровень с временем жизни т не может быть строго моноэнерге-тическим, а должен иметь по энергиям разброс порядка Г, [c.77]

Известные энергии связи Л-частицы в различных ядрах приведены в табл. 7.8. Из этой таблицы видно, что энергии связи гиперядер подчиняются иным закономерностям, чем энергии обычных ядер. Так, обычное ядро jHe нестабильно относительно распада на нейтрон и аНе , в то время как гиперядро дНе связано довольно прочно. Это различие, однако, легко объясняется принципом Паули. В зНе третий нейтрон из-за принципа Паули вынужден в одиночестве занимать состояние в р-оболочке, на которой он не может удержаться. Но Л-частица в ядре дНе может находиться в S-оболочке и тем самым быть сильно связанной. С учетом принципа Паули энергии связи гиперядер удается объяснить, считая силы нуклон — нуклон и нуклон — гиперон примерно одинаковыми. [c.373]

Звезда в состоянии коллапса называется черной дырой . Черные дыры являются нестабильными объектами (Хоукинг, 1975) и посте пенно распадаются за счет квантового туннельного эффекта (гл. VI 3). М. А. Марков выдвинул гипотезу о том, что конечным продук том распада черной дыры является максимов (гл. VII, 1, п 4) удерживаемый от дальнейшего распада влиянием сильных кванто вых гравитационных эффектов. Черные дыры могут быть обнару жены по рентгеновскому излучению, возникающему при аккреции вещества черной дырой. [c.615]

Таким образом, в деталях, изготовленных из титановых сплавов в состоянии поставки после горячего проката и в термически обработанном состоянии по стандартным для этих сплавов режимам, основными структурными превращениями, которые приводят к нестабильности размеров в интервале рабочих температур от —40 до +180° С, являются превращения метастабильного р-твердого раствора в гидридное. Уменьшение объема, наблюдаемое в сплавах при распаде метастабильных р-твердых растворов, происходит на стадии субмикрорасслоения стадия [c.75]

Одним из наиб, ярких релятивистских эффектов, наблюдаемых на электронных циклвч. ускорителях больших энергий (синхротронах), является релятивистский рост частоты сипхротронного излучения-, релятивистские эффекты приводят к тому, что частота синхротронного излучения имеет резкий максимум при ы = у Шо, где соо — угл. частота движения электронов. Этот эффект хорошо наблюдается. Релятивистское замедление времени лежит в основе технологии получения вторичных пучков нестабильных частиц л, К-, Х , Л<>идр. Наыр., в состоянии покоя 2 -и 2"-гипероны живут соответственно 0,8-10" с и 1,5-10 1 > с, но уже при у 10 они, двигаясь со скоростью v = с, имеют длины распада 24 см и 45 см, что делает возможным формирование 2 -нуч-ков. Ещё сильнее проявляется замедление времени в пучках л -мезонов, где достигается у 10 и выше. [c.502]

РЕЗОНАНСЫ (резонансные частицы) — короткожнву-щие возбуждённые состояния адронов. В отличне от др. нестабильных частиц, Р. распадаются в осн. за счёт сильного взаимодействия. Поэтому их времена жизни лежат в интервале 10 —10 с, что по порядку величины близко к характерному ядерному времени ( 10 С). [c.315]

Воздействие внешних полей на угловые корреляции. Метод угл. корреляций применим для описания каскадных распадов ядер в том случае, когда за время жизни промежуточного ядра внеш. воздействия не успели существенно изменить его поляризац. состояние. Практически возмущения корреляции могут быть вызваны взаимодействием магн. момента ядра с внеш. магн. полем (а), с магн. моментом электронной оболочки (сверхтонкая структура) (Р) или взаимодействием квадрупольного электрич. момента ядра с электрич. полем, создаваемым средой в месте нахождения ядра (у)- Последнее имеет место в случае, когда нестабильное ядро находится в крнсталлич. структуре ф-ция корреляции при этом зависит не только от угла между векторами П и 2, но и от ориентации их относительно кристаллографич. осей в этом случае и сверхтонкое расщепление приводит к анизотропному возмущению корреляции. Усреднение такой корреляции по направлениям кристаллографич. осей даёт ф-цию корреляции для каскада, наблюдаемого в крнсталлич. порошке. [c.205]

Распад аустенита в нестабильных хромомарганцевых сталях при деформации определяется схемой напряженного состояния. При кавитационном воздействии реализуется несколько схем микроударное, динамическое и циклическое. Динамическая прочность и пластичность хромомарганцевых сталей значительно выше статической. При испытаниях на растяжение и удар пластичность и вязкость стали 10Х14АГ12М в значительной степени зависят от размеров образца. Высокий коэффициент упрочнения обуславливает близкие значения характеристик относительного удлинения и сжатия. В отличие от конструкционных сталей перлитного, ферритного и мартенситного классов в хромомарганцевых сталях условный предел текучести пропорционален относительному удлинению. [c.289]

При увеличении Т = onst) изоэнтропа смещается вверх, например из положения 4 в положение 2. Поскольку температура на оси струи есть функция расстояния от сопла, не зависящая от (см-1 например, [41]), то на заданном расстоянии увеличение ро (Го остается неизменной) приводит к возрастанию пересыщения. При этом плотность пара в точке D будет больше, чем в точке Z), и зона конденсации переместится ближе к соплу. Уменьшение сдвигает изоэнтропы параллельно оси абсцисс влево, что эквивалентно росту Ро- Если / о достаточно велико, то в струе возникают кластеры, размеры и число которых возрастают по мере удаления от сопла. Эти кластеры нестабильны и в нормальных условиях должны распадаться спонтанно или под действием соударений. Однако когда они путем коалесценции при столкновениях друг с другом достигают критического размера, обладающего достаточным временем жизни (метаста-бильное состояние), то быстро вырастают до большой величины (точки Z), D на рис. 5). При дальнейшем расширении струи рост существующих и возникновение новых зародьппей замедляется, во-первых, из-за уменьшения числа столкновений молекул и кластеров, а во-вторых, благодаря выделению скрытой теплоты конденсации. Послед- [c.14]

Фазовый распад. Вернемся к равновесной диаграмме Т—Р—у (рис. 58). Когда в процессе охлаждения образца (po2 = onst) первоначально находившегося в состоянии А, будет достигнута фазовая граница С, однофазная шпинель станет термодинамически нестабильной. Тем не менее в точке С, как правило, не происходит фазового распада. Ему должен предшествовать процесс зародыше-образования новой фазы, например а-РегОз, возможный при наличии пересыщения в системе. Так как степень пересыщения возрастает с понижением температуры, то следует ожидать оптимальной для каждой системы температуры зародышеобразования. Автор работы [20] показал, что для железо-магниевой шпинели оптимальная температура зародышеобразования настолько низка, что при этой температуре не происходит заметного роста новой фазы. [c.168]

Таким образом, система, существующая в нескольких энергетических состояниях, переходит в состояние с наименьшей энергией не сразу, а ступенчатым образом, Обычно нет необходимости в каждом случае определять кристаллическую структуру этих промежуточных состояний, они могут различаться калориметрически благодаря их разным энергетическим уровням. Если, например, выкристаллизовывать при комнатной температуре из водного раствора соль КНОз, которая ниже 127,8° С кристаллизуется в ромбической, а выше этой температуры в ромбоэдрической сингонии, то сначала образуются ромбоэдры, устойчивые только при высокой температуре, которые позднее превращаются в ромбические кристаллы. Когда ромбические иглы при своем росте соприкасаются с уже выкристаллизованными ромбоэдрами, последние распадаются (соприкосновение со стабильной фазой) и превращаются также в агрегат ромбических кристаллов. Этот процесс ступенчатого перехода можно проследить под микроскопом. Превращение происходит преимущественно в местах контакта устойчивой фазы с нестабильной. [c.192]

Об элементарных взаимодействиях между газообразными участниками реакции и поверхностью кристалла нельзя привести надежных данных, так как процесс очень сложен. Поэтому представляется целесообразным сравнить связи в поверхностном комплексе со свя-зями в неорганическом комплексе. С уверенностью можно сказать, что каталитическое действие основывается на процессах химической и физической адсорбции. Таким путем на поверхности возникают активированные комплексы (адсорбционные комплексы или нестабильные переходные состояния), например, благодаря хемосорбированному атому, который действует как активный центр физической адсорбции. Характерно то, что переходные металлы, известные как комплексооб-разователи, одновременно являются хорощнми катализаторами. По истечении периода вероятного существования этот комплекс опять распадается с образованием продуктов реакции. Таким образом, энергия активации, необходимая для реакции, сильно понижается, а скорость реакции увеличивается. [c.373]

Много сведений относительно испускания,у-лучей приведено в обзоре Физера [44]. Изредка (когда возбужденный уровень лежит низко, в больщинстве случаев ниже 100 кеУ, и связанное с испусканием отдельного укванта изменение спина велико [137]) испускание у-кванта возбужденным ядром, которое из энергетических соображений не в состоянии распасться другим способом, может оказаться столь маловероятным, что это ядро будет обладать макроскопическим временем жизни но это значит, что будут способны более чем к мгновенному сосуществованию два ядра с одинаковыми массой и зарядом возбужденное и находящееся в основном состоянии. Такие два ядра являются одновременно изотопами и изобарами их называют изомерами [128, 18, 120] однако в противоположность общему случаю химической изомерии ядерным изомерам можно приписать только различные содержания энергии, но не различные структуры. Ядерная изомерия была впервые обнаружена в 1921 г. Ханом [61] на примере пары ОХа— и2. Среди искусственных радиоэлементов ядерная изомерия была впервые открыта В. Курчатовым, И. Курчатовым, Мысовским и Русиновым [82] в 1935 г. для ядра Вг . Изомерные ядра могут быть нестабильными относительно 8-распада, как это имело место в обоих упомянутых случаях, но это не обязательно. Если (стабильные или долгоживущие) ядра в основном состоянии доступны в достаточном количестве, то их можно перевести в возбужденное состояние, т. е. осуществить обращение спонтанного изомерного перехода , с помощью облучения рентгеновскими лучами. [c.38]

При отпуске происходит ряд структурных изменений в связи с тем, что в результате нагрева после закалки увеличивается подвижность атомов и создаются условия для перехода малостабильного, неустойчивого состояния структуры в стабильное, равновесное. Главная причина нестабильности мартенсита в том, что он пересыщен углеродом и имеет большую плотность дефектов кристаллической решетки — дислокаций. При отпуске происходит выделение карбидов из мартенсита в результате его частичного распада. [c.120]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...