Пион-ядерное взаимодействие

Основная цель настоящей работы — разработка ЭКС-метода применительно к задаче пион-ядерного взаимодействия и демонстрация его эффективности на простейшем примере низкоэнергетического тгб/-рассеяния без учета канала поглощения пиона. Уверенность в возможности последовательного учета этого канала, о чем будет идти речь в последующих публикациях, основана на уже имеющемся опыте применения метода к задачам квантовой теории поля, для решения которых он и был первоначально предложен. [c.288]

Для начала я решил рассмотреть простейшую задачу о рассеянии пи-мезонов на дейтроне. Это была моя первая работа по этой теме в соавторстве с Давидом Абрамовичем. Через десять лет, в 1990 году, я защитил докторскую диссертацию Унитарная теория рассеяния пи-мезонов на ядрах . Таким образом, метод эволюции по константе связи Киржница прочно вошел в физику пион-ядерного взаимодействия. [c.405]

ПИОН-ЯДЕРНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ [c.254]

Теоретическое рассмотрение рассеяния пионов на ядре (и вообще пион-ядерного взаимодействия) — сложная задача ядерной физики, которая из-за многочастичного состава ядра не имеет точного решения, однако при она может [c.255]

Другим вариантом описания пион-ядерного взаимодействия является модель многократного рассеяния Ватсона. Согласно этой модели потенциал пион-ядерного взаимодействия [c.255]

Возможность раздельного изучения возбужденной протонной и нейтронной фаз ядер является очень ценной особенностью пион-ядерных взаимодействий. [c.256]

Пион-ядерное взаимодействие 255 Пленочная мишень 86 Позитрон 110, 139 Позитроний 144 [c.385]

Из всего сказанного следует, что в диапазоне энергий 100 Мэе— 1000 Гэв формирование каскада обусловлено прежде всего сильным ядерным взаимодействием нуклонов и пионов. Из-за больших математических трудностей и отсутствия данных по внутриядерному каскаду задача о нуклон-мезонном каскаде, инициируемом в плотных средах протонами высоких энергий, в общем виде еще не решена. [c.257]

При ядерном взаимодействии тяжелых заряженных частиц с ядрами возникает большое количество вторичных частиц. При энергии падающей частицы от 20 МэВ примерно до десятков — сотен МэВ вторичными частицами в основном являются нуклоны. При более высоких энергиях вторичный пучок в основном состоит из пионов. Все эти вторичные частицы (в особенности нейтроны) сильно осложняют расчет эффективной радиационной защиты для ускорителей и космических кораблей. [c.456]

В электронно-ядерном ливне, генерированном первичной космич, частицей, часть её энергии передаётся нейтральным пи-мезонам тс°. Распадаясь, они дают начало электронно-фотонному каскаду. Заряж. пионы после распада образуют мюоны и нейтрино, к-рые достигают поверхности Земли. Ок. половины энергии сохраняется у адрона высокой энергии, к-рый порождает следующий электронно-ядерный ливень. Этот процесс повторяется многократно. В земной атмосфере укладывается до десятка пробегов ядерного взаимодействия (рис. 2). Совокупность электронно-фотонных каскадов, а также мюонов и др. частиц от всех последовательных взаимодействий и образует Ш. а. л. [c.462]

В работе [77.2] методом феноменологической квантовой теории, изложенной в настоящем параграфе, рассмотрен процесс переходного и черенковского рождения пионов релятивистскими нуклонами при прохождении их через ядра. Речь идет об испускании пионов ядерной средой, происходящем в результате взаимодействия пролетающего нуклона со средой. [c.174]

В данной статье ЭКС-метод разработан применительно к задаче пион-ядерного рассеяния. Предложена новая итерационная схема (17) для вычисления амплитуды рассеяния, допускающая простую диаграммную интерпретацию (см., например, рис. 1). Этот ряд представляет собой разложение по точному двухчастичному матричному элементу взаимодействия пиона с отдельным нуклоном ядра. В отличие от теории [c.297]

Открытие множественного рождения частиц в ядерных взаимодействиях высоких энергий Открытие пиона Открытие У -частиц Открытие барионной асимметрии Вселенной [c.267]

Кд можно представить в виде суммы Уа= X где Vi — взаимодействие налетающей частицы с /-м нуклоном ядра, А — массовое число. Из модели следует, что пион-ядерное рассеяние выражается в виде ряда, состоящего из суммы однократных рассеяний пиона на каждом нуклоне ядра, суммы двукратных последовательных рассеяний пиона на двух различных нуклонах ядра (для всех ф ), суммы трехкратных рассеяний и т. п. [c.255]

Описанная схема рассмотрения различных нуклон-нуклонных и пион-нуклонных взаимодействий чрезвычайно удобна и плодотворна. В настоящее время нет экспериментальных фактов, которые противоречили бы такому рассмотрению, и наоборот, целый ряд экспериментальных результатов (нуклон-нуклонное рассеяние при высоких энергиях, рождение я-мезонов в нуклон-нуклонных взаимодействиях, рассеяние п-мезонов на нуклонах) находит естественное объяснение с точки зрения гипотезы о зарядовой независимости, или изотопической инвариантности ядерных сил. [c.275]

Существуют различные толкования термина ядерные реакции . В самом широком смысле ядерной реакцией называется любой процесс, начинающийся столкновением двух, редко нескольких, микрочастиц (простых или сложных) и идущий, как правило, с участием сильных взаимодействий (см. гл. VII, 1). С этой точки зрения ядерными реакциями в числе прочих являются и такие процессы, как, например, упругое рассеяние нуклон — нуклон, рождение нового пиона при столкновении пиона с нуклоном и др. Этому довольно всеобъемлющему определению удовлетворяют и ядерные реакции в узком смысле этого слова, под которыми понимаются процессы, начинающиеся столкновением простой или сложной микрочастицы (нуклон, дейтрон, у-квант, пион,...) с ядром. Мы будем в основном придерживаться первого, более широкого понимания термина ядерные реакции , поскольку нас интересуют и ядра, и элементарные частицы. [c.113]

Значительно более глубокой и содержательной является мезонная теория ядерных сил (Г. Юкава, 1935). Если феноменологический подход можно сравнивать с открытием закона Кулона, то историческим образом для мезонной теории ядерных сил может служить система уравнений Максвелла, из которой можно получить не только закон взаимодействия двух зарядов, но и излучение радиоволн, интерференцию света, действие электрического тока на магниты. Точно так же к мезонной теории относится не только получение закона взаимодействия двух нуклонов, но и такие вопросы, как рождение пи-мезонов, или, как их теперь чаще называют, пионов при нуклонных столкновениях, а также законы взаимодействия пионов с нуклонами и друг с другом. [c.201]

Выясним теперь, в каких областях явлений существенны те или иные силы. Самыми интенсивными являются сильные взаимодействия. Именно они создают ядерные силы, т. е. обеспечивают высокую стабильность атомных ядер. Сильные взаимодействия создают высокоинтенсивные силы не только между нуклонами, но и между многими другими частицами — пионами, каонами, гиперонами и т. д. Кроме того, сильные взаимодействия приводят к интен- [c.278]

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]

В гл. V, 6 мы уже говорили об изотопическом спине нуклонов и изотопической инвариантности ядерных сил. В физике элементарных частиц понятие изотопического спина обобщается на все сильно взаимодействующие частицы. Например, пиону приписывается изотопический спин Т = 1. Положительный, нейтральный и отрицательный пионы считаются состояниями одной и той же частицы с проекциями изотопического спина, равными соответственно 1, О, —1. Изотопический спин системы частиц полагается равным векторной сумме изотопических спинов частиц, входящих в систему. Векторное сложение изотопических спинов производится так же, как и сложение обычных моментов количества движения. Например, система нуклон — пион может иметь изотопический спин Уг и V2. потому что изотопические спины нуклона и пиона равны соответственно V2 и 1, и при векторном сложении таких моментов в сумме может получиться только либо Д, либо Уа- [c.292]

Конечно, введение изотопического спина само по себе ни к какой новой физике не приводит. Вспомним, однако, что в ядерных силах между нуклонами изотопический спин сохраняется. Обобщением ядерных сил являются сильные взаимодействия элементарных частиц. Оказывается, что закон сохранения изотопического спина справедлив для любых сильных взаимодействий, но нарушается электромагнитными и другими взаимодействиями. Этот закон, конечно, имеет определенное физическое содержание. Так, из него сразу следует, что массы частиц с одинаковым полным изотопическим спином должны мало различаться между собой (при отсутствии электромагнитных и слабых взаимодействий массы должны были бы совпадать). И действительно, например, массы заряженных и нейтральных пионов различаются всего лишь на несколько процентов. Закон сохранения изотопического спина проявляется и в ядерных реакциях. Для примера рассмотрим две реакции рождения пионов [c.292]

Протоны, пионы и большинство других заряженных частиц, кроме электронов и мюонов, начиная с энергий 20—30 МэВ, способны вступать в сильное взаимодействие с ядрами. Из-за коротко-действия ядерных сил столкновения с их участием происходят [c.454]

Дальнейшим плодотворным применением идей КТП явилась работа X. Юкавы (1935), к-рый, развивая идеи И. Е, Тамма и Д. Д. Иваненко, предположил существование взаимодействия между полем нуклонов (протонов и нейтронов) и полем новых частиц — мезонов. Ядерные силы между нуклонами, согласно этой гипотезе, возникают в результате обмена нуклонов мезонами, а короткодействующий характер ядерных сил объясняется наличием у мезонов сравнительно большой массы покоя. Мезоны с предсказанными свойствами (пионы) были обнаружены в 1947, а взаимодействие их с нуклонами оказалось частным проявлением т.н. сильных взаимодействий. [c.317]

Согласно представлениям о природе сильных взаимодействий, основанным на квантовой хромодинамике (КХД), нуклоны в нормальном ядерном веществе в значительной степени сохраняют свою индивидуальность, а эффекты КХД существенны лишь на малых расстояниях между нуклонами. Задача вычисления потенциала NN-взаимодей-ствия в рамках КХД пока не решена. Под большим вопросом с точки зрения КХД оказывается статус мезонов (за исключением пионов). Обмен тяжёлыми мезонами между нуклонами происходит на столь малых расстояниях, что их кварк-глюонная природа становится существенной. [c.656]

На десять лет ранее пиона в космических лучах был открыт и-мезон (или мюон), который в отличие от я-мезонов не взаимодействует с ядром и поэтому не может быть ответственным за поле ядерных сил. Возникает мюон в результате распада пиона, и за промежуток времени 2-10- сек в свою очередь распадается спонтанно на электрон (позитрон), нейтрино и антинейтрино по схеме [c.240]

Сильные взаимодействия — главные взаимодействия между нуклонами, входящими в состав ядра (р, р), (р, п), (п, п). Они в основном определяют устойчивость атомных ядер, расстояние между энергетическими уровнями в ядрах, энергию связи ядер, ядерные силы, выделение энергии при делении урана. К сильным взаимодействиям относятся также взаимодействия нуклонов с пионами и каонами, являющимися квантами ядерного поля и некоторые другие. [c.243]

Для того чтобы можно было сравнивать силу различных взаимодействий частиц с соответствующим полем, по аналогии с кулоновскими электрическими зарядами вводится понятие ядерного заряда — g. Величина g определяется из опытов по рассеянию пионов на нуклонах и в других экспериментах. [c.243]

Поведение их было, действительно, странно. Большинство гиперонов имеет относительно большое время жизни. Это можно понять, предположив, что их распад осуществляется на основе более слабого взаимодействия, чем обычные ядерные. В то же время они рождались при соударениях нуклонов и пионов, т. е. в процессах, характеризуемых сильным взаимодействием с обычной для этих взаимодействий интенсивностью. Кроме того, оказалось, что в столкновениях нуклонов и пионов наблюдается только парное (ассоциативное) рождение К-мезонов и гиперонов. [c.255]

Рассеяние ниона на дейтроне представляет собой простейший пример процесса пион-ядерного взаимодействия. Задача тгб/-рассеяния помимо самостоятельного интереса может служить средством проверки приближенных методов, предназначенных для описания взаимодействия пиона с более тяжелыми ядрами (см. [1]). [c.287]

В п. 2 статьи воспроизводятся основные соотношения ЭКС-метода для простейшего случая, когда имеется лишь один тип взаимодействия. Пункт 3 содержит обобщение этих результатов на случай, когда задача характеризуется двумя типами взаимодействия (для пион-ядерного взаимодействия это нуклон-нуклонное и пион-нуклонное взаимодействия). Там же формулируется итерационная процедура решения соответствующих уравнений. В п. 4 проведено вычисление фаз и длин тгб/-рассеяния для различных известных наборов длин тгУУ-рассеяния. Наконец, в п. 5 обсуждаются основные результаты работы. [c.288]

В задаче пион-ядерного взаимодействия с феноменологическим тгУУ-потенциалом мы имеем дело с более сложным гамильтонианом, отвечающим системе пион + ядро [c.289]

На мезонных фабриках с особенно большими интенсивностями пионных пучков можно изучать реакции А т1,2к)А на ядрах при энергии пионов Т <500 МэВ. Раньше такие процессы практически не изучались из-за очень малого сечения. Между тем их исследование представляет значительный интерес по нескольким причинам возможность получения дополнительной информации о реакции (ir, 2п) на простейшем ядре — протоне, изучение нового канала пион-ядерного взаимодействия, возможность изучения структуры ядра в области, недоступной для других методов, и, наконец, возможность исследования свойств ядерной материи в целом. [c.257]

Генерация /С-мезонов в ядерных взаимодействиях составляет примерно 10% генерации пионов. Сечение распада заряженных пионов с образованием мюонов сильно зависит от энергии пионов. Длина свободного пробега пиона до неупругого взаимодействия 134 г1см , а длина пробегов до распада 5-10 см. Таким образом, ослабление потоков пионов в результате их распада может иметь некоторое значение в плотных средах на весьма больших толщинах защиты. [c.257]

История открытия ядерных квантов очень интересна и поучительна. Вначале было сделано неправильное заключение о том, что ими являются обнаруженные в 1938 г. в составе космических лучей 11-мезоны (мюоны)—частицы с массой т = 207 т е. Однако вскоре выяснилось, что мюоны не участвуют в сильном ядерном взаимодействии (подробнее о свойствах мюонов см. 11). Позднее (1947—1950 гг.) сначала в составе космических лучей, а затем и на ускорителях были обнаружены пионы, или я-мезоны (я+, п и я ) — оильновзаимодействующие частицы из класса мезонов с барионным зарядом В = 0, массой т 270т е, изоспином Т=1, спином 8 = 0 и отрицательной внутренней четностью Р =—1. [c.11]

Число элементарных частиц резко возрастает. Увы, это было скорее желаемым, чем действительным. После окончания второй мировой войны в 1947 г. группой английских физиков под руководством С. Пауэлла в космических лучах была найдена еще одна элементарная частица, имеющая массу примерно 273 /и,. Выяснилось, что именно эти частицы, названные пионами или л-мезона-ми, являются переносчиками ядерного взаимодействия, а ранее предназначавшийся на эту роль мюон вообще не пршшмает в нем участия (мюоны — слабо взаимодействующие частицы). [c.185]

Процессы образования пионов. Пионы являются осн. продуктом сильного взаимодействия адронов при высоких энергиях. По этой причине пионы в значит, степени определяют состав космических лучей в предела.х земной атмосферы. Будучи осн. нродукта.ми ядерных взаимодействий частиц первичного космич. из.чучения (протонов и более тяжёлых ядер) с ядрами атомов воздуха, пионы входят в состав электронно-ядерных и широких атм. ливней. Распадаясь, л -мезоны создают проникающую компоненту космич. излучения — мюоны и нейтрино высоких энергий, а я -мезоны — электронно-фотонную компоненту. [c.584]

С 1945 по 1955 методом Я. ф. э. были сделаны важные открытия зарегистрированы пи-мезоны и последовательности распадов + n e + v + v, а также обнаружены ядерные взаимодействия я - и К -мезонов. С помощью Я. ф. э. удалось оценить время жизни я -мезона (10 с), был обнаружен распад К-мезона на 3 пиона, открыт Z-гиперон и установлено существование гиперядер, открыт антилямбдагиперон (см. 1ипероны). Методом Я. ф. э. был исследован состав первичного космич. излучения, кроме протонов в нём были обнаружены ядра Не и более тяжёлых элементов, вплоть до Ее. [c.660]

Кроме рассмотренных выше (см. 112, пп. 1, 5, 6) элементарных процессов взаимодействия пионов [рождение и рассеяние л-мезонов на нуклонах, образование пионных резонансов, (л —л)-рассеяние] ядерная активность л-мезонов должна также проявляться и в более сложных процессах взаимодействия пионов с атомными ядрами, т. е. в виде пион-ядерных реакций. [c.254]

Некоторые элементарные частицы существуют в природе в свободном или слабо связанном состоянии <фпс ), и из них строится вся обычная материя. К таким частицам, которые можно назвать основными, относятся протоны р и нейтроны п, входящие в состав атомного ядра ( 1.4.1.Г) электроны е , образующие электронную оболочку атома (У1.2.1.Г и VI.2.8.5 ), фотоны у, являющиеся квантами электромагнитного поля ( .5.1.Г). Чуть позже к ним были причислены н итрыно (электронные ( 1.5.2. Г)) л е и антинейтрино Ve, рождающиеся в процессах бета-пре-вращений ядер (VI.4.4.6° и 1.4.10.3°), а также пионы (пи-мезоны) я", л , выступающие в роли переносчиков ядерного взаимодействия ( 1.4.3.3°). Кроме того, были предсказаны теоретически и открыты экспериментально соответствующие античастицы, из которых в принципе может конструироваться антиматерия ( 1.5.3). [c.505]

На рис. 1.1 изображена в логарифмическом масштабе шкала различных характерных длин в ядерной физике. Расстояниям порядка см соответствуют процессы взаимодействия v-квантов с электронами и их двойниками — позитронами (см. гл. VII, 6, а также гл. VIII, 4). Например, такие расстояния характерны для комптон-эффекта — рассеяния у"1 вантов на электронах. Между 10" и 10 см располагаются радиусы атомных ядер. Размеры примерно 10" см имеют протоны и нейтроны — частицы, из которых составлены атомные ядра. Такого же порядка размеры имеет и большинство других элементарных частиц (пионы, каоны, гипероны,. ..). Этим же расстоянием определяется радиус действия сил между протонами, нейтронами и большинством других элементарных частиц. Поэтому длина 1 ферми = 10 см является самым характерным расстоянием для всей ядерной физики. Отметим, что не все элементарные частицы имеют размеры порядка 10" см. Радиусы электронов и некоторых других частиц столь малы, что до сих пор не поддаются наблюдению. [c.8]

Начиная с порога рождения пионов (Е ар 140 МэВ), восстановление ядерных сил по данным об упругом рассеянии осложняется неупругими каналами. С дальнейшим увеличением энергии роль неупругих каналов возрастает. При энергии 2—3 ГэВ полное сечение взаимодействия выходит примерно на константу, а сечение упругого рассеяния, оставаясь большим по величине, становится чисто дифракционным (см. гл. И, 6 и гл. IV, 9). В этой области энергии понятие ядерные силы теряет физический смысл нуклоны ведут себя как черные шары , поглощающие все падающие на них дебройлевские волны. Физика нуклон-нуклонных столкновений при таких энергиях рассмотрена в гл. VII, 7. [c.170]

Мезонная (мезодинамическая) энергия — энергия движения мезонов (пионов) — квантов ядерного поля, путем обмена которыми взаимодействуют нуклоны (теория Юкавы, 1935 г.). [c.37]

Существование нейтральных пионов следовало из об-нар5 женной па опыте зарядовой независимости ядерных сил (взаимодействие между одмпаковыми нуклонами — двумя протонами или двумя нейтронами — может [c.584]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...