Рождение пар частиц

Проблема происхождения космических лучей, проблема рождения пар частиц в космических условиях и многие другие также находятся в тесной связи с проблемами ядерной физики. [c.15]

Нужно отметить, что сама возможность использования техники квантовой теории поля опирается на применение в теории многих тел метода вторичного квантования, который был предложен именно в ней, однако затем долгие годы применялся только в теории элементарных частиц. В рамках этого метода различия между системой, состоящей из фиксированного числа нерелятивистских частиц, и релятивистским квантованным полем становятся непринципиальными. Метод вторичного квантования непосредственно имеет дело не с частицами, а с квантованным полем, рождающим или уничтожающим частицы в данной точке пространства сами же частицы проявляются как кванты этого поля. По этой причине описание системы многих частиц и квантованного поля элементарных частиц проводится одинаковым путем. Подобие простирается весьма далеко например, важный процесс возбуждения ферми-системы (переход частицы из занятого на более высокий свободный уровень) принимает вид процесса рождения пары — частицы и дырки в распределении Ферми обратный процесс отвечает аннигиляции этой пары. [c.174]

Однако возможность практического использования энергии аннигиляции антивещества в настоящее время не очевидна создание антивещества требует затраты энергии большей, чем выделяемая при его аннигиляции (энергия сталкивающихся первичных частиц расходуется не только на рождение пар частица-античастица). [c.69]

Рассмотрим, используя чисто качественные соображения, как появляется этот эффект с микроскопической точки зрения. Образование единичных возбужденных состояний, связанных с выходом отдельных частиц из заполненной сферы Ферми наружу (т. е. рождение пар частица — дырка), температурного состояния системы N тел не создает, для этого необходимо, чтобы над поверхностью Ферми появился газ частиц, а под ней — газ дырок, только тогда появится и отличная от нуля температура, и температурное размытие сферы Ферми (рис. 46), фиксирующее ту относительную [c.158]

НО различаются знаком. Внутренняя четность античастицы — фермиона противоположна, а античастицы — бозона совпадает с внутренней четностью частицы. Наиболее характерными процессами для частиц и античастиц—фермионов являются их совместное рождение и взаимная аннигиляция при встрече. В процессе аннигиляции обычно вся или часть энергии покоя обеих частиц преобразуется в другие формы энергии. В процессе рождения пары частица — античастица обычно происходит обратный процесс преобразования кинетической энергии или энергии излучения в энергию покоя. [c.112]

С таким же зарядом, либо в паре с др. ч-цей, имеющей заряд противоположного знака (напр., в процессе рождения пары частица-античастица) при этом во всех таких превращениях должны выполняться др. законы сохранения— энергии, кол-ва движения и т. д. [c.195]

Ещё один класс вакуумных эффектов, предсказываемых теорией,— рождение пар частиц-античастиц в очень сильных (как статических, так и переменных) эл.-магн. и гравитац. полях. Последние обсуждаются, в частности, в связи с космологич. проблемами, связанными с ранними фазами эволюции Вселенной (рождение [c.270]

Остановимся на трех важнейших процессах, возникающих при прохождении 7-фотонов через вещество, а именно на фотоэффекте на комптоновском рассеянии у-фотонов и на рождении пары легких частиц (электрон—позитрон) в поле атомного ядра. Помимо этих процессов, 7-фотоны высокой энергии могут вызывать и ряд других явлений ядерный фотоэффект, деление ядер, рассеяние и резонансное рассеяние на ядрах, образование пар в поле электронов и в поле излучения и др. [c.31]

Об особенностях диаграмм, изображающих рождение я аннигиляцию пар частица — античастица, см. 10, и, 3. [c.17]

Для атомных ядер наиболее характерны энергии порядка 1 МэВ. Например, энергия в несколько мегаэлектронвольт (около десяти) обычно нужна для того, чтобы вырвать из ядра один протон или нейтрон. В отдельных случаях в ядерной физике приходится иметь дело с более низкими энергиями. Так, вылетающие из ядра у-кванты часто имеют энергии порядка сотни и даже десятка кэВ, а иногда и ниже. При энергиях столкновения выше 1 МэВ становится возможным рождение электронов (в паре с позитронами). При энергиях столкновения до 150 МэВ происходит энергичное разрушение атомных ядер, но составляющие их элементарные частицы остаются неизменными. При энергиях столкновения выше 150 МэВ начинается рождение новых частиц, сначала сравнительно легких (пионы), а затем все более и более тяжелых. [c.10]

Процессу виртуального рождения этой пары фотоном. Этой же константой описываются также возможные виртуальные процессы, изображенные на рис. 7.21 и соответствующие виртуальному поглощению или рождению трех частиц вакуумом. Конечно, несмотря на одинаковость константы связи, при энергиях значительно ниже тс главную роль будут играть диаграммы рис. 7.9, а роль диаграмм рис. 7,21, сопровождающихся выходом за массовую оболочку более чем на 2тс , будет и вовсе малой. [c.327]

Истинная нейтральность фотона приводит к тому, что при достаточно высокой энергии столкновения с вполне заметной интенсивностью идет рождение заряженной частицы с любыми квантовыми числами В, S, L, L, L", С в паре с ее античастицей. Поэтому е е [c.390]

Эффективность регистрации заряженных частиц счетчиками Гейгера — Мюллера близка к 100%. Эти счетчики используются и для регистрации Y-квантов за счет вторичных эффектов (фотоэффект, комптон-эффект и рождение пар) на стенках. В этом случае важно правильно выбрать толщину стенки. Через слишком тонкую стенку квант пролетит беспрепятственно, а в толстой стенке выбитый квантом электрон задержится и не даст импульса в счетчик. Эффективность газоразрядных счетчиков по отношению к у-квантам не превышает 1—3%. Специально сконструированными газоразрядными счетчиками можно регистрировать фотоны очень низких энергий, ультрафиолетовые, видимого спектра и даже инфракрасные. [c.499]

Протоны и ядра сверхвысоких энергий также подвержены воздействию фотонов М. ф. и. при столкновениях с ними ядра расщепляются, а соударения с протонами приводят к рождению новых частиц (электрон-позитронных пар, пионов и т. д.). В результате энергия протонов быстро уменьшается до пороговой, ниже к-рой рождение частиц становится невозможным по законам сохранения энергии и импульса. Именно с этими процессами связывают практич. отсутствие в космич. лучах частиц с энергией 10 эВ, а также малое кол-во тяжёлых ядер. [c.136]

Время жизни квазичастиц в ферми-жидкости определяется процессами их рассеяния. При абс, нуле темп-р они сводятся к рождению пар частица-дырка, причём вероятность такого рассеяния (с учётом принципа Паули) для квазичастицы с импульсом р пропорц. р—рр) -Поэтому реальный физ. смысл имеют лишь квазичастицы вбли.чи поверхности Ферми, где эта вероятность мала. Аналогично ср. длина пробега квазичастиц при конечных темп-рах Z Т , так что фермиевская жидкость при низких темп-рах в кинетич. отношении ведёт себя как разреж. газ и должна описываться кинетическим уравнением. Теплопроводность у, и вязкость т) ферми-жидкости с понижением темп-ры изменяются с 1ед. образом [c.270]

РОЖДЕНИЕ ПАР частица — античастица — один вз видов вваимопревращения элементарных частиц, в к-ром в результате эл.-магн. или к.-Д. др. взаимодействия одновременно возникают частица и античастица. Возможность Р, п. (как и аннигиляция пар) предсказывалась как следствие релятивистского Дирака уравнения. В 1933 И. и Ф. Жолио-Кюри (I. [c.398]

ТОК В квантовой теории поля — матем. выражение, описывающее превращение одной частицы в другую или рождение пары частица—античастица. Представляет собой оператор (оператор плотности 4-мерного тока), преобразующийся как 4-мерный вектор при Лоренца преобразованиях. Различают 1) векторный ток и аксиально-вектор-ный, или аксиальный ток, отвечающие превращения.м (переходам) соответственно с изменением и без изменения внутренней чётности и зарядовой чётности 2) электромагнитный ток и слабый Т., описывающие переходы за счёт эл.-магн. и слабого взаимодействия 3) адронный и лептонный Т., описывающие переходы адронов и лсп-тонов 4) заряженный ток и нейтральный ток, описывающие переходы соответственно с изменением электрич. заряда (или рождение заряженной пары) и без изменения заряда (или рождение пары с нулевым суммарным зарядом) 5) странный и нестранный Т., описывающие переходы с изменением и без изменения странности. Так, в процессе бета-распада нейтрона п->р-Ье -I-переход п->р и рождение пары е и описываются слабыми заряженными нестранными векторным и аксиальным соответственно адронным и лептонным Т. А. В. Ефремов. ток ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ — см. Электрический ток. [c.119]

Фундам, результат Хокинга заключается в том, что он нашёл механизм, обеспечивающий излучение Ч. д. Таким механизмом является квантовое рождение частиц в её гравитац. поле. Внутри Ч. д. имеются орбиты, для к-рых энергия отрицательна с точки зрения внеш. стационарного наблюдателя. Поэтому энергетически возможно спонтанное рождение пары частиц вблизи горизонта событий. Одна из частиц имеет положит, энергию и уходит на бесконечность, другая имеет отрицат. энергию и падает в Ч. д., уменьшая тем самым её массу. Наличие горизонта событий препятствовало бы этому при классич. рассмотрении, но в квантовом случае это возможно благодаря туннелированию частиц сквозь горизонт. Механизм Хокинга получил назв. квантового испарения Ч. д. Вследствие наличия горизонта событий квантовое излучение Ч. д. описывается не чистым квантовым состоянием, а квантовой матрицей плотности. Поэтому излучение Ч. д. имеет тепловой спектр (строго говоря, спектр отличается от теплового вследствие рассеяния излучения гравитац. полем Ч. д.). Хокинг доказал, что Ч. д. излучает как чёрное тело с темп-рой (5). Квантовое испарение ведёт к потере массы Ч. д. со скоростью [c.456]

Однако в физике ядерных процессов и явлений, происходящих при соударении быстро летящих атомных частиц, соответствующие изменения массы вполне измеримы и дают надежную оценку энергии, поглощаемой и выделяемой прн таких процессах. Особенно показательно в этом отношении явление аннигиляции частиц (или рождения пары частиц), когда две частицы одинаковой массы, но с противоположными зарядами (например, электрон и позитрон) сталкиваются и их масса превращается в энергию электромагнитного излучения. Или лучше сказагь так в соответствии с законом сохранения энергии взаимодействующих частиц энергия перешла в такое количество энергии электромагнитного излучения, которое имеег массу, равную массе сталкивающихся частиц. Опыты атомной и ядерной физики не только подтверждаюг выводы теории относительности, но многие из них были поставлены на основе выводов этой теории. [c.539]

Величины 1т б/, входящие в ПЭ (29), описывают процессы возбуждения среды за счет энергии, теряемой нейтрино. Поскольку мнимая часть диаграммы Фейнмана отвечает процессам, диаграммы которых возникают при всевозможных ее рассечениях, первое слагаемое (30) (секущая 1 па рис. 1) описывает процесс рождения пары частица — дырка слабым взаимодействием нейтрино с электроном. Второе слагаемое (30) добавляет сюда процессы непрямого рождения пары через посредство поляризации среды, индуцированной слабым взаимодействием (секущая 2), а также рождения коллективного возбуждения — нлазмопа, экситона, фопона и др. (секущая 3). Процессам двух последних типов и отвечают коллективные эффекты, о которых шла речь в п. 1. Эти процессы можно описать с помощью электромагнитного форм-фактора нейтрино, отражающего появление индуцированных его слабым взаимодействием распределений заряда и тока ) [11] [c.226]

Рассмотрим с этой точки зрения ферми-жидкость. Возбуждение такой системы заключается в рождении пары частица—античастица. Если они рождаются у самой поверхности ферми-сферы, то энергия может быть сколь угодно малой. В то же время полное изменение импульса может достигать 2/>д, если частица и античастица будут расположены на противоположных сторонах ферми-сферы. Огсюда следует, что = 0, т.е. при любой скорости течения в ферми-системе имеется вязкость. [c.288]

В XX в. наши представления о частицах и полях были объединены современной квантовой теорией поля. Согласно квантовой теории поля, все частицы представляют собой возбуждения квантовых полей. Мы знаем теперь, что электромагнитные поля связаны с частицами, которые назьтаются фотонами, хотя они и обладают волновой природой. Другие поля, например поля, связанные с ядерными силами, также имеют соответствующие частицы. Подобно тому, как фотоны испускаются или поглощаются молекулами, совершающими переход из одного состояния в другое (рис. 2.1) (согласно классическим представлениям такие процессы соответствуют испусканию или поглощению энергии), при взаимодействии частиц высокой энергии происходит спонтанное испускание или поглощение таких частиц, как электроны, мезоны и протоны. Одно из наиболее замечательных открытий современной физики заключается в том, что для каждой частицы есть античастица. При столкновении частицы со своей античастицей обе частицы аннигилируют, и их энергия превращается в другие формы, например в фотоны. Все это расширило наше знание о возможных состояниях вещества. При тех температурах, которым соответствует наш повседневный опыт, столкновения молекул сопровождаются испусканием фотонов, но не других частиц. При достаточно высоких температурах (больше 10 ° К) в результате столкновений могут появиться не только фотоны, но и другие частицы. Рождение частиц часто происходит парами частица—античастица (рис. 2.2). Таким образом, существуют состояния вещества, в которых происходит непрестанное рождение пар частица — античастица. В этом состоянии материя (вещество) есть не что иное, как сильно возбужденное состояние поля. Понятия термодинамического равновесия и термодинамической температуры применимы и к такому состоянию. [c.47]

Релаксация электрических диполей 275, 276 Ренорм-группы теория 192-196 Рождение пар частиц 47 Рычага правило 190-192, 198 [c.455]

Рассмотрим, используя чисто качественные соображения, как появляется этот эффект с микроскопичеокой точки зрения. Образование единичных возбужденных состояний, связанных с выхо-дохм отдельных частиц из заполненной сферы Ферми наружу (т. е. рождение пар частица — дырка), температурного состояния системы N тел не создает, для этого необходимо, чтобы над поверх- [c.464]

В 1937 г. К. Андерсон и С. Неддермейер открыли в составе космических лучей 1-частицы ( л , с массой около 200 электронных масс, эти частицы были названы мю-мезонами. Сразу же была обнаружена нестабильность fi-частиц, время их жизни составляет 2,2-UF сек. Несколькими годами раньше (1933) было открыто явление превращения жесткого гамма-кванта в пару электрон—позитрон ( рождение пар ) и обратное явление превращения пары электрон—позитрон в жесткие гамма-кванты ( исчезновение пар ). В этих явлениях физика встретилась с новой очень важной проблемой— с проблемой взаимопревращаемости элементарных частиц. [c.12]

Конечно, не все реакции рождения частиц возможны даже при достаточно большой кинетической энергии столкновения. Многие из них запрещены законом сохранения электрического заряда и другими законами сохранения, подробно рассматриваемыми в следующих параграфах. Несмотря на это, можно утверждать, что при достаточно высокой энергии любого столкновения возможно рождение каких угодно частиц. Например, из-за сохранения электрического и барионного (см. гл. И, 2, а также 2 этой главы) зарядов при столкновении двух протонов не может родиться третий протон. Но у протона есть двойник — антипротон р, у которого оба заряда равны по абсолютной величине и противоположны по знаку зарядам протона. Поэтому рождение пары протон — антипротон законами сохранения зарядов не запрещено. Как образно выразился Д. И. Бло-хинцев, при столкновении протон — протон может породиться хоть вся Вселенная, была бы достаточно велика энергия столкновения. [c.274]

Массы шармированных частиц относительно велики. Самый легкий шармированный мезон D имеет массу 1,863 ГэВ, что в два раза превышает массу нуклона. Для того чтобы рождение пары D-мезонов оказалось энергетически возможным, сталкивающиеся обычные частицы должны обладать суммарной энергией кин > 3,926 ГэВ. При таких высоких энергиях открыто огромное число неупругих каналов с рождением одной или нескольких обычных частиц (например, от одного до двадцати с лишним пионов). Выделение из этих многочисленных каналов нужного и является главной трудностью экспериментального изучения шармированных частиц. [c.291]

В начале этого параграфа мы говорили, что в квантовую электродинамику можно наряду с электронами и позитронами включить еще положительный и отрицательный мюоны. Удивительным свойством мюона является его полное сходство с электроном во всех свойствах, кроме массы. Обе частицы электрически заряжены и имеют спин половина. Обе частицы не подвержены сильным взаимодействиям. Электромагнитное взаимодействие для обеих частиц совершенно одинаково вплоть до таких тонких деталей, как, скажем, поправка (7.95) к магнитному моменту (но, конечно, в выражение для магнетона Бора у каждой частицы входит своя масса). Забегая вперед, скажем, что и в отношении слабых взаимодействий электрон и мюон ведут себя совершенно одинаково. И то, что в слабых взаимодействиях мюон распадается на электрон (см. (7.50)), а не наоборот, получается только потому, что мюон тяжелее электрона. Почему в природе существуют две частицы, так сильно различающиеся по массе и столь сходные во всех остальных отношениях Это, пожалуй, один из самых загадочных вопросов физики элементарных частиц. Что же касается практического участия мюонов в квантовоэлектродинамических процессах, то оно в общем-то невелико из-за большой массы мюона. Если явления с виртуальными электронами разыгрываются в области HIm , то явления с виртуальными мезонами ограничиваются областью, размеры которой в двести раз меньше. Поэтому сечение процессов с участием виртуальных мюонов (комптон-эффект, рождение пар и т. д.) на 4—5 порядков меньше соответствующих электронных сечений. Например, сечение комптон-эффекта уменьшается в 200 = 4-10 раз из-за того, что в знаменателе формулы для г1 (см. (7.85)) стоит квадрат массы. Кроме того, про- [c.341]

VIII, сильно проникающими могут быть только нейтральные частицы. В 1930 г. из элементарных частиц были известны лишь протон, электрон и у-квант. В то время рождение пар еще не было открыто, а экспериментальное исследование коэффициента поглощения р. у-лучей (см. гл. V1H, 4) было проведено лишь до энергий в несколько МэВ, при которых влияние рождения пар несущественно. [c.529]

В отличие от А при низких энергиях сталкивающихся частиц, когда в процессе А. пара частица-античастица превращается в более лёгкие частицы, при высоких энергиях лёгкие частицы могут аннигилировать с образованием более тяжёлых частиц (при условии, что полная энергия апнигилирующих частиц превышает порог рождения тяжёлых частиц, равный в системе центра инерции сумме их eneprnii покоя). [c.85]

Из (21) видно, что Б спектре имеется щель мнн. знергия, необходимая для рождения квазичастицы, равна Д (а пары частица-дырка 2Д). Щель Д зависит от темп-ры и обращается в нуль при Т=Т . При 7 = () Д=1,75Гс. Благодаря наличию щели в спектре теплоёмкость, соответствующая фермневской ветви возбуждений (21), при низких темп-рах экспоненциально мала. Система, однако, имеет и бозевскую ветвь возбуждений — обычный звук с законо.м дисперсии (14) — [c.271]

Источники. Оси. источником М. в космич. лучах на ускорителях высоких анергий является распад л-ме-зонов (пионов) и К-мезонов (каонов), интенсивно рождающихся при столкновениях адронов (напр., протонов) с ядрами вещества. Др. источником М. могут быть, напр,, процесс рождения пар p" " р" фотонами высоких энергий, распады гиперонов, очарованных частиц. На уровне моря М. образуют осн. компоненту (< 80%) всех частиц космич. излучения. На совр. ускорителях высокой энергии получают пучки М. с интенсивностью до 10 —10 частиц в 1 с. [c.231]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...