Нуклон-нуклонные взаимодействия при высоких энергиях (Т Мэе)

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]

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]

Характеристики ускорителей протонов на высокие энергии как источников излучений можно получить, если известны законы взаимодействия протонов высоких энергий с атомами материалов мишени. Это требуется и для расчетов защиты. Процессы взаимодействия нуклонов высоких энергий весьма специфичны, поэтому мы и рассмотрим их прежде, чем приступить к рассмотрению вопросов защиты ускорителей протонов высоких энергий. [c.239]

Взаимодействие нуклонов высоких энергий с веществом [c.240]

Упругое взаимодействие — взаимодействие между нуклоном и ядром атома мишени, не приводящее к появлению иных, кроме взаимодействующих, частиц. При больших энергиях упругое взаимодействие можно рассматривать как дифракцию на полупрозрачном ядре. Упругое рассеяние практически не приводит к изменению энергии и направления движения первичного нуклона. При упругом рассеянии на одно взаимодействие нуклон теряет лишь 3—5% начальной энергии (данные для = 660 Мэе и углерода). В дальнейшем при расчетах прохождения нуклонов высоких энергий через защитные среды упругое взаимодействие учитываться не будет. [c.240]

Таким образом, процесс неупругого взаимодействия нуклонов высоких энергий с ядрами можно рассматривать состоящим из двух стадий каскадной и испарительной. [c.242]

В каждом отдельном акте неупругого взаимодействия в результате внутриядерного каскада образуется множество вторичных частиц (главным образом нуклоны и я-мезоны) с энергиями, достаточными, чтобы, в свою очередь, вызвать в последующем внутриядерный каскад. Таким образом, в защитной среде при падении на нее пучка частиц высоких энергий число неупругих взаимодействий возрастает, в результате чего развивается каскад. [c.255]

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]

Сравнение реакций передачи, происходящих лри разных энергиях, показывает, что с увеличением энергии растет сложность реакций передачи, т. е. возрастают сечения реакций, в которых передаются 3—5 нуклонов (например, при бомбардировке ионами зО образуются ядра tN и еС"). Возможно, это связано с тем, что при высоких энергиях существенную роль начинают играть взаимодействия при больших орбитальных моментах I , которым соответствуют большие центробежные силы, препятствующие объединению обоих ядер в одну систему, но допускающие краевые соударения. [c.457]

НУКЛОН-НУКЛОННЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРИ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЯХ ( Т> 100 Мэе) [c.520]

Раньше чем перейти к описанию результатов опытов по нук-лон-нуклонным взаимодействиям при высоких энергиях падающих частиц, сделаем некоторые замечания относительно того, что следует ожидать от опытов. [c.524]

Прежде всего отметим, что нуклон-нуклонные взаимодействия при высоких энергиях удовлетворяют условию <С а, в связи с чем можно. надеяться получить более детальные сведения о потенциале взаимодействия, чем те, которые следуют из опытов по рассеянию нуклонов с энергией Т 10 Мэе, когда к а. [c.524]

Другими словами, анализ N — Л )-рассеяния при высоких энергиях еще раз подтверждает принцип изотопической инвариантности. Так же как и при низких энергиях, характер взаимодействия между нуклонами при высоких энергиях определяется [c.533]

О справедливости принципа изотопической инвариантности при взаимодействии нуклонов с высокой энергией говорят также весьма трудные для исполнения опыты по изучению п — и)-рассеяния. п — л)-Рассеяние может быть изучено при помощи анализа двух опытов —рассеяния нейтронов на протонах и рассеяния нейтронов на дейтоне. Благодаря тому, что дейтон представляет собой слабо связанное ядро, из этих опытов удается получить сечение п — и)-рассеяния. При этом оказывается, что [c.534]

Анализируя результаты опытов по N — Л )-рассеянию при высоких энергиях, необходимо иметь в виду, что с энергии Г>300 Мэе становится возможным, кроме упругого, также и неупругое взаимодействие нуклонов, приводящее к образованию я-мезонов за счет кинетической энергии нуклонов (см. 79, п. 3). [c.535]

Второй способ теоретического описания ядерного взаимодействия заключается в попытке подобрать подходящий потенциал, удовлетворяющий экспериментально установленным свойствам ядерных сил. Строго говоря, этот способ не безупречен принципиально из-за конечной скорости распространения взаимодействия (с оо). Но для рассмотрения взаимодействий нуклонов при не слишком высоких энергиях (несколько сот мегаэлектронвольт) и свойств ядер его можно использовать. [c.19]

В настоящем разделе рассмотрена элементарная теория дейтона, в последующих ( 4—7) —экспериментальные особенности и теоретическая интерпретация опытов по нейтрон-протон-ному и протон-протонному рассеянию при низких и высоких энергиях. Напомним, что конечной целью обоих рассмотрений является феноменологический подбор подходящего потенциала для описания нуклон-нуклонного взаимодействия (как при >0, так и при -<0). [c.19]

НУКЛОН-НУКЛОННЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРИ высоких ЭНЕРГИЯХ tr>100 Мэв [c.64]

Относительная роль обычных и обменных сил сравнима. Поэтому в итоге получается, что для описания ядерного взаимодействия между двумя нуклонами (во всяком случае между нейтроном и протоном) надо построить потенциал, состоящий по крайней мере из шести различных функций [сумма потенциалов (5.18) и (6.7)], вклад каждой из которых существен, а при высоких энергиях даже из восьми [добавляются потенциалы (5.19) и (6.8)]. [c.75]

О справедливости принципа изотопической инвариантности при взаимодействии нуклонов с высокой энергией говорят также весьма трудные для исполнения опыты по изучению (л—/г)-рассеяния, п—/г)-Рассеяние может быть изучено при помощи анализа двух опытов—рассеяния нейтронов на протонах и рассеяния нейтронов на дейтоне. Благодаря тому что дейтон представляет собой слабо связанное ядро, из этих опытов удается получить сечение (п—и)-рассеяния. При этом оказывается, что зависимость сечения (л— )-рассеяния от энергии и угла аналогична соответствующим зависимостям для (р—р)-рассеяния. Сходным способом было измерено сечение для (р—и)-рассеяния, которое оказалось равным сечению (п—р)-рассеяния, что также подтверждает изотопическую инвариантность ядерных сил. [c.85]

Электроны не подвержены сильным взаимодействиям. Поэтому взаимодействие электронов даже очень высоких энергий (сотни МэВ и выше) с ядрами происходит обязательно через посредство электромагнитного поля. Особое значение имеет изучение упругого рассеяния электронов высоких энергий на ядрах и на отдельных нуклонах. Этот процесс поддается точному расчету и дает возможность изучать форму распределения заряда в ядрах и нуклонах (см. гл. II, 6). [c.161]

При высоких энергиях рассеяние перестает быто изотропным и начинает зависеть от детальной формы потенциала. Это означает, что при повышении энергии наряду с 5-волной заметный вклад в сечение начинают давать и высшие гармоники Р (I = 1), D (/ = 2) и др. Тем самым из вида сечений при высоких энергиях можно извлекать более подробную информацию о виде потенциала взаимодействия. В частности, может оказаться (а так оно и есть в действительности), что потенциал взаимодействия зависит не голько от относительной ориентации спинов нуклонов, но и от относительной ориентации орбитального и спинового моментов нуклона (спин-орбитальное взаимодействие), а также от спинов и радиуса-вектора, соединяющего нуклоны (тензорное взаимодействие). Вследствие этого при рассеянии нуклонов появляется поляризация нуклонов, т. е. рассеянные нуклоны характеризуются некоторым преимущественным направлением спина. [c.182]

Сейчас имеется несколько довольно громоздких гамильтонианов взаимодействия, удовлетворительно описывающих опытные данные по рассеянию нуклон — нуклон вплоть до энергий в несколько сотен МэВ. Но нет надежды на то, что эти гамильтонианы окажутся пригодными при более высоких энергиях. Таким образом, успех феноменологического направления оказался предельно ограниченным даже в отношении угадывания вида сил. Кроме того, в этом направлении не ставится задача о выяснении природы ядерных сил и о связи этих сил с взаимодействиями между другими частицами. [c.201]

Рассмотрим теперь опытные свойства адрон-адронных столкновений. Адрон-адронные столкновения являются основным источником информации о механизме сильных взаимодействий, т. е. о динамических свойствах адронов. Другие экспериментальные возможности изучения динамических свойств адронов будут приведены в п. 11. По причинам, изложенным в гл. IX, 2, 3, на ускорителях экспериментально исследованы только столкновения рр до энергии 60 ГэВ в СЦИ и столкновения л р, К р, рр до энергии около 20 ГэВ в СЦИ. Начато исследование столкновений S p. Столкновения пр исследованы лишь до менее высоких энергий. Исследуются также высокоэнергичные столкновения адронов с ядрами и ядер с ядрами. Например, в Дубне изучаются столкновения ядер аргона друг с другом при Е 1,5 ГэВ/нуклон в СЦИ. В космических лучах регистрировались события, являющиеся последствиями адрон-адронных столкновений существенно более высоких энергий. Однако извлечение из этих данных четкой информации о механизме взаимодействия сильно затруднено тем, что в космических лучах имеют дело с природным наблюдением, а не с контролируемым экспериментом. [c.374]

Отсюда прямо следует, что наибольшим радиусом действия будут обладать силы, соответствующие механизму с наименьшими отклонениями масс виртуальных частиц от реальных. С другой стороны, из-за волновых свойств частица с импульсом р при столкновениях может чувствовать расстояния, не меньшие к == hip. Поэтому можно ожидать, что при низких энергиях столкновений основную роль будут играть механизмы с минимальным отклонением виртуальных масс от реальных, а с повышением энергии начнут вступать в игру механизмы, соответствующие более высоким значениям ДМ. Проиллюстрируем все это на примере взаимодействия нуклон — нуклон, которое мы подробно анализировали в гл. V с иных точек зрения. Часто можно встретить утверждение о том, что это взаимодействие осуществляется путем обмена пионом (см. рис. 7.16), подобно тому как взаимодействие электрон — электрон осуществляется путем обмена фотоном (см. рис. 7.12). Однако расчет нук- [c.384]

В обычном стабильном в-ве при не слипгеом высокой темп-ре С. в. не вызывает никаких процессов и его роль сводится к созданию прочной связи между нуклонами в ядрах (энергия связи составляет в ср. ок. 8 МэВ на нуклон). Однако при столкновениях ядер или нуклонов, обладающих достаточно высокой энергией, С. в. приводит к многочисл. ядерным реакциям. Особенно важную роль в природе играют реакции слияния (термоядерного синтеза), в результате к-рых четыре нуклона объединяются в ядро гелия. Эти реакции (при существ. участии также и слабого вз-ствия) идут на Солнце и явл. осн. источником используемой на Земле энергии. Начиная с энергий сталкивающихся нуклонов порядка неск. сотен МэВ, С- в. приводит к рождению л-мезонов, а при ещё больших энергиях — к рождению странных частиц К-мезонов, гиперонов), < очаро-ванных частиц, красивых частиц и множества мезонных и барионных резонансов. Все эти сильно взаимодействующие ч-цы наз. адронами. [c.678]

Эти особенности не могут быть объяснены в рамках статистической модели ядерных реакций. Предлагается взаимодействие падающей частицы высокой энергии с ядром рассматривать как квазисвободное взаимодействие с нуклонами ядра. Это означает, что падающая частица не передает всю энергию ядру в целом, как предполагает теория составного ядра, а в ядре [c.242]

Сильное взаимодействие связывает нуклоны оно объединяет протоны и нейтроны в ядрах всех элементов. Будучи самым сильным в природе, это взаимодействие ограничивается вместе с тем весьма короткими расстояниями. Это — преобладаюш,ий вид взаимодействий в ядерной физике высоких энергий. [c.440]

Отличие в поведении сечений (р—р)- и (п—/j)-рассеяния можно понять, если распространить принцип изотопической инвариантности на взаимодействия нуклонов при высоких энергиях и предположить, что их характер так же, как и при низких энергиях, определяется значением суммарного вектора изотопи- [c.533]

Большая интенсивность (и, по-видимому, отталкиватель-ный характер) взаимодействия на очень малых расстояниях [из несправедливости теории возмущений и большой величины сечения (Л — jV)-взаимодействия при высоких энергиях и из большого расстояния между нуклонами в ядре по сравнению с размерами нуклонов]. [c.537]

Второй том посвящен физике элементарных частиц и их взаимодействиям. В книге рассмотрены нуклон-нуклонные взаимодействия при низких и высоких энергиях и свойства ядерных сил, изложена теория дейтона и элементы мезонной теории рассмотрены опыты по упругому и неупругому рассеянию электронов на ядрах и нуклонах и обсуждается проблема нуклон-ных форм-факторов подробно изложена физика лептонов, я-мезонов и странных частиц рассмотрена физика антинуклонов и других античастиц, а также антиядер изложены систематика частиц и резонансов на основе унитарной симметрии н цикл вопросов, связанных со свойствами слабых взаимодействий. [c.6]

Общий характер (п—р)- и (р—р)-рассеяний при высоких энергиях (7 >100 Мэе) позволяет высказать предположение о существовании очень интенсивного и, по-видимому, отталки-вательного взаимодейств ия между нуклонами на расстояниях (4—5) 10 см. Из углового распределения (п—р)-рассеяния [c.90]

Посмотрим, как согласуются эти предсказания с экспериментальными данными. Экспериментальные сечения взаимодействия нуклонов со средними и тяжелыми ядрами обладают следующими свойствами. Во-первых, угловое распределение вылетающих частиц, как правило, имеет анизотропную часть, причем даже не обладающую симметрией вперед-назад. Обычно больше частиц летит вперед. Во-вторых, энергетическое распределение вылетающих нейтронов в низкоэнергетической части имеет горб максвелловского типа, но при высоких энергиях спадает медленно (как говорят, имеет немаксвелловский хвост). Типичные энергетические и угловые распределения нейтронов, вылетающих из сильно возбужденного (20—30 МэВ) ядра, приведены на рис. 4.13. В-третьих, во многих реакциях из средних и даже тяжелых ядер с заметной интенсивно- [c.146]

Рассмотрение взаимодействия нуклон — нуклон принято производить раздельно для низких и высоких энергий. При этом низкими называются энергии примерно до 10—20 МэВ, высокими — энергии в сотни МэВ и выше. Промежуточную область от 20 до 100 МэВ иногда называют областью средних энергий. Выделение низких и высоких энергий имеет четкое физическое обоснование. При низких энергиях дебройлевская длина X волны значительно превышает радиус R действия ядерных сил [c.170]

Ядерные силы нецентральны, т. е., выражаясь классическим неквантовым языком, направлены под углом к прямой, соединяющей взаимодействующие частицы. Квантовое определение нецентраль-ности сил состоит в том, что под их действием орбитальный момент перестает быть интегралом движения. Нецентральность ядерных сил с неизбежностью следует из наличия у дейтрона квадрупольного электрического момента (см. гл. II, 7). Только благодаря этому свойству нуклоны высоких энергий поляризуются при рассеянии друг на друге ( 5). . [c.199]

ФОСФОРЕСЦЕНЦИЯ — люминесценция, продолжающаяся значительное время после прекращения ее возбуждения ФОТО ДЕЛЕНИЕ — деление атомного ядра гамма-квантами ФОТОДИССОЦИАЦИЯ—разложение под действием света сложных молекул на более простые ФОТОИОНИЗАЦИЯ — процесс ионизации атомов и молекул газов под действием электромагнитного излучения ФОТОКАТОД — холодный катод фотоэлектронных приборов, испускающий в вакуум электроны под действием оптического излучения ФОТОЛИЗ— разложение под действием света твердых, жидких и газообразных веществ ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ—люминесценция, возникающая под действием света ФОТОМЕТРИЯ— раздел физической оптики, в котором рассматриваются энергетические характеристики оптического излучения в процессах его испускания, распространения и взаимодействия с веществом ФОТОПРОВОДИМОСТЬ изменение электрической проводимости полупроводника под действием света ФОТОРЕЗИСТОР — полупроводниковый фотоэлемент, изменяющий свою электрическую проводимость под действием электромагнитного излучения ФОТОРОЖ-ДБНИЕ — процесс образования частиц на атомных ядрах и нуклонах под действием гамма-квантов высокой энергии ФОТОУПРУГОСТЬ — возникновение оптической анизотропии и связанного с ней двойного лучепреломления в первоначально оптически изотропных телах при их деформации [c.293]

К сер. 80-х гг. на ускорителях получают пучки . высоких энергий, вплоть до 270 ГэВ (в столкновениях протонов высоких энергий с ядрами выход Л 1%). Результаты нссдгедования взаимодействия таких. . с нуклонами показывают, что с ростом энергии А. ого аннигиляция с нуклонами становится все менее вероятной, а полное сечение pN-взап.модействия (в согластг с Помераичука теоре.кой) всё более сближается с сече-.нием pN-взаимодействия. [c.106]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...