НУКЛОНЫ И ПИОНЫ

Неупругие сечения взаимодействия нуклонов и пионов с ядрами изучали многие авторы (например, [12]). На основании анализа полученных результатов можно сделать следующие выводы. [c.242]

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]

Из анализа полученных данных следует, что с увеличением г процентный вклад нейтронов (отнощение числа нейтронов к числу нуклонов и пионов) возрастает. На больших глубинах от 50 до 70% всех частиц составляют нейтроны (рис. 15.13). [c.259]

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]

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]

Е+- и -гипероны, которые также распадаются на нуклон и пион, немного тяжелее Л. [c.99]

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]

Привлекательность модели со слабой связью состоит в том, что именно с ее помощью можно проводить некоторые количественные расчеты. При этом относительно свойств кварков делаются наипростейшие предаю ложения. Считают, что кварки — это элементарные точечные фермионы, которые внутри адрона (например, нуклона) ведут себя как свободные частицы. В этих и некоторых других предположениях можно получить, например, соотношение между полными сечениями для нуклон-нуклонного, антинуклон-нуклонного и пион-нук-лонного взаимодействий [c.326]

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]

Например, на интуитивном уровне представляется возможным существование составных систем с релятивистскими энергиями связи, когда масса М составной системы намного меньше массы каждой из составляющих ( муха , состоящая из слонов ). Гипотезы такого рода неоднократно выдвигались и обсуждались. Так, еще в 1949 г. Э. Ферми и С. Н. Янг высказали гипотезу о том, что пион является связанным состоянием нуклона и антинуклона. [c.276]

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]

Закон сохранения барионного заряда запрещает нуклонам и гиперонам распадаться на более легкие частицы — пионы, электроны, позитроны, у-кванты. Этот закон сохранения относится к числу наиболее точно проверенных по крайней мере при низких энергиях. В проводившихся глубоко под землей для экранирования от фона космических лучей опытах пытались обнаружить самопроизвольный распад протона. Опыты дали отрицательный результат и показали, что если протон нестабилен, то время его жизни не менее 10 лет. [c.288]

Очень похожа на заряд странность, величина, появившаяся в физике элементарных частиц в середине пятидесятых годов. Подобно заряду странность S является величиной аддитивной и целочисленной. Но странность сохраняется не во всех, а лишь в сильных и электромагнитных взаимодействиях. В слабых взаимодействиях странность может меняться. Обычные частицы, такие как нуклоны, электроны, пионы, имеют странность, равную нулю. Частицы, обладающие ненулевой странностью, называются странными. К странным частицам относятся гипероны и каоны. Сохранение странности в сильных и электромагнитных взаимодействиях проявляется в процессах рождения и распадов странных частиц. Странные частицы с большой интенсивностью рождаются при достаточно высокоэнергичных столкновениях обычных "частиц. При этом рождаются странные частицы парами. Например, при столкновении двух протонов наблюдается рождение Л-гиперона и положительного каона К [c.290]

За счет сильных взаимодействий пион может виртуально распасться на нуклон и антинуклон, а нуклон ("или антинуклон) уже может подвергнуться р-распаду (рис. 7.74). [c.403]

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]

Максимумы в сечениях рассеяния л-мезонов на нуклонах при энергиях 190, 600, 900 и 1300 МэВ называются пион-нуклонными резонансами . Пион-нуклонные резонансы [c.237]

Расчет нуклон-мезонного каскада предполагает получение функции распределения. В результате расчетов [19] получены функции распределения плотности нейтронных, протонных, пион-ных и суммарных (р + п + п) звезд и треков. Звезды характеризуют число неупругих взаимодействий, треки — число вторичных заряженных частиц, образованных в актах неупругого взаимодействия. Для определения плотности потока частиц необходимо полученное выражение плотности звезд умножить на коэффициент [c.257]

По-видимому, аналогичную структуру нужно приписать и электрону вокруг центра электрона имеется система оболочек, образованных парами частиц и античастиц (фотонов, электронов — позитронов, пионов, нуклон-антинуклонов). Однако из-за малости [c.367]

Часто к фотоядерным реакциям относят также процессы, в которых кванты высокой (от полутора сотен МэВ) энергии, поглощаясь ядрами или отдельными нуклонами, рождают на них пионы и другие элементарные частицы. Например, при облучении водородной мишени пучком у-квантов с энергией в несколько сотен МэВ могут рождаться отрицательные (я") и нейтральные (л ) пионы [c.160]

В то жо время следует отметить, что наиб, существенный прогресс, достигнутый в основном в СО—80-х гг., относится именно к пониманию механизма взаимодействия полей (и частиц). Успехи в наблюдении свойств частиц и резонансных состояний да.ли обильный материал, к-ры11 привёл к обнаружению новых квантовых чисел (странности, очарования и т. п.) и к построению отвечающих им т. и. нарушенных симметрий и соЛт-ветствующих систематик частиц. Это, в свою очередь, дало толчок поискам субструктуры многочисл. адронов и в конечном счёте — созданию КХД. В итоге такие элементарные частицы 50-х гг. , как нуклоны и пионы, перестали быть элементарными и появилась возможность определения их свойств (значений масс, аномаль- [c.307]

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]

Нуклоны — протоны и нейтроны — составляют основную массу окружающего нас вещества Пионы составляют большую часть всех мезонов, рождаемых при столкновениях частиц высокой энергии. Природа выделила нуклонам и пионам особое место среди всех адронов, а их исследование сыграло важную роль в становлении и развитии физики частиц, определив многие ее понятия, которые затем, с открытием новых частиц, ностененно расширялись и обобщались. Поэтому изложение физики адронов мы начинаем с нуклонов и пионов. [c.83]

Изоспип этого резонанса / = 3/2. Соответственно величина /3 может принимать значения 3/2, 1/2, —1/2и —3/2,и согласно соотношению (4.2) его возможными зарядовыми состояниями, поскольку барионное число Б = 1, являются Q = +2, +1, О, —1. Резонанс А(1232) распадается на нуклон и пион. Их угловые распределения в с. ц. м. позволяют определить спин резонанса. Если бы он равнялся сумме спинов нуклона (J = 1/2) и пиона (J = 0), то угловое распределение было бы изотропным. Оказалось, однако, что это распределение имеет вид 1 + Зсо8 в, откуда следует, что сипи резонанса 7 = 3/2 (для J = 5/2 в этом распределении должны были бы быть члены с со8 О, для 7 = 7/2 с со8 и т. д. — увеличение спина на [c.95]

Поражает как обилие элементарных частиц, так и их разнообразие. Резко различаются между собой их массы, времена жизни (напомним, что это далеко не все характеристики частиц). Почти у каждой частицы имеется ее двойник — античастица, в связи с чем их число сразу же должно быть увеличено почти вдвое. В ряде случаев част1щы имеют различные зарядовые состояния, например под символом кси-гиперона 2 скрываются две частицы — нейтральный и отрицательно заряженный кси-ми-нус-гиперон S , под символом К следует понимать две частицы — нейтральный каон и положительно заряженный АГ -ка-он. Больпше группы частиц объединены под названием резонансы . Характерным для этих частиц является их малое время жизни ( 10 с), все они рассматриваются как различные возбужденные состояния одной частицы, например нуклона. И здесь символы отдельных резонансов больше указывают на их существование, нежели на действительную картину наличия множества частиц, принадлежащих данному резонансу и отличающихся друг от друга зарядовыми состояниями, массой и временем жизни. Так, нуклонный резонанс А, открытый в 1951 г. Э. Ферми в опытах по рассеянию пионов на протонах, включает в себя следующие частицы. [c.186]

Все Г. из рассмотренного унитарного октета распадаются с изменением странности благодаря слабому взаимодействию и имеют время жизни 10 i . Исключением является ЭЛ.-маги, распад без изменения странности, происходящий за время Поскольку в слабых распадах выполняется правило ДЛЯ изменения странности А5К1, распады S , S происходят в осп. на Л-Г. с последующим ei o распадом на нуклон н пион (возможны также значптел .но менее вероятные р-распады с переходом S в 2). Поэтому но, 3 - наз. каскадными Г. [c.480]

В третьей обласги энергии за порогом образования пиона и до 2 ГэВ длина волны у-кванта становится порядка размеров нуклона и взаимодействие происходит в осн. с одним нуклоном. В сечении фотопоглощения на свободном нуклоне четко проявляются 3 пика, отвечающие возбуждению Д (1232 МэВ)-изобары и двух частиц-резонансов—Л (1520 МэВ) и N (1680 МэВ). В том случае, когда у-гвант поглощается нуклоном, находящимся в ядре, пик, связанный с образованием Д-изобары. проявляется столь же чётко, тогда как 2 остальных сильно уширяются. Такое размытие пиков во многом обусловлено движением нуклонов в ядре. В области возбуждения Д-изобары характерно универсальное для всех ялсрсечекие — отношение о/А (в пределах точности измерений) одинаково для всех ядер от Be до U. Это свидетельствует о том, что свойства свободной Д-изобары не сильно изменяются в ядре. [c.371]

Совокупность экспериментальных данных по рассеянию и фоторождению я-мезонов на нуклонах приводит к следующей картине процесса. Сначала происходит возбуждение нуклона и образование резонансного, или т. н. изобарного, состояния нуклона, а затем быстрый распад возбужденного нуклона на нуклон и л-мезон. Возбуждение нуклона при рассеятт происходит за счет энергии падающего я-мезона,а и фоторождении нуклон возбуждается у-квантом. В остальном оба процесса происходят почти одинаково. Лри фоторождении пионов, как и в процессе рассеяния, проявляется замечательное свойство системы — резонанс, ответственный за появление максимумов при энергии 320, 770 и 1000 Мэе (см. рис, 10 в ст. Пи-мезоны). Эти максимумы сдвинуты на 150. Мэе за счет порога образования л-мезоиов в фотоядерных реакциях. [c.177]

Взаимодействие я-мезонов с я-мезонами играет существенную роль в мезонной физике, являясь сопутствующим, а иногда и основным ( -фазы я—N-pa eяния, форм-факторы нуклонов и т. д.) эффектом в процессах взаимодействий частиц. Первые достоверные сведения о я—я-взаимо-действии были получены при изучении взаимодействий пионов В конечном состоянии в реакциях типа [c.622]

Например, в теории, описывающей взаимодействие нуклонов с я-мезонами (предполагаем, что все частицы стабильны), можно ввести поля 11 и ф, ф соответственно для частиц р, п тз. я , я°. В теории, в которой справедлива аксиома асимптотической полноты, гильбертово пространство (включая я-мезоны) натянуто на состояния вида (фр, фп)Ч "о. Это следует из теории Хаага — Рюэля, если состояния ( фр, фп)Ч "о не ортогональны одномезонным состояниям. Тогда теорема 4-5 приводит к тому, что операторы (ярр, 11371), проинтегрированные с произвольными основньши функциями, образуют неприводимый набор. Аналогичным образом можно показать, что ( фр, ф ) и ( фп, ф+) всегда могут выступить в роли других неприводимых наборов операторов. Однако, насколько нам известно, может случиться так, что в одной теории набор ( фр, фп) во временном слое неприводим, тогда как в другой теории он приводим, а набор (орр, 11 , ф) неприводим. Эта проблема тесно связана с вопросом, является ли пион в каком-то смысле связанным состоянием нуклона и антинуклона или нет. [c.199]

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]

При достаточно высоких энергиях в пион-нуклонных и нуклон-нуклочных соудареинях может рождаться несколько пионов (множественное рождение). При этом пары и тройки образующихся пионов при некоторых определенных энергиях (в своей системе центра инерции) проявляют все свойства самостоятельных элементарных частиц. Им можно приписать определенные значения [c.261]

Количеств, изучение св-в пионов и их вз-ствий выполняется преим. на пучках ч-ц высокой энергии, получаемых на ускорителях. Совр. протонные ускорители дают пучки пионов (образованных в результате вз-ствия ускоренных протонов с ядрами мишени) с потоком до 10 пионов в 1 с. Наиб, специфичное для я-мезонов сильное вз-ствие характеризуется макс. симметрией, малым радиусом действия сил и большой константой связи ( ). Так, безразмерная константа, характеризующая связь пионов с нуклонами, 1%с 14,6, на три порядка превышает безразмерную константу эл.-магн. вз-ствия а=е /%с Vlз7 К процессам сильного вз-ствия пионов относятся их рассеяние нуклонами и ядрами, рождение пионов в столкновениях адронов, аннигиляция антинуклонов и нуклонов с образованием пионов, рождение пионами К-мезонов и гиперонов и др. Неупругие вз-ствия адронов при высоких энергиях ( 10 ГэВ) обусловлены преим. процессами множеств, рождения пионов (см. Множественные процессы). В области меньших энергий (0,1—1 ГэВ) при вз-ствии пионов с др. мезонами и барионами наблюдается образование резонансов, к-рые могут проявляться, напр., в виде максимумов в энергетич. зависимости полных сечений реакций [c.531]

С точки зрения сохранения энергии и импульса я°-мезон был создан в этом акте столкновения до этого столкновения он не существовал. Энергия для катализации создания л°-мезона была доставлена нейтроном и протоном. я -мезон может рассматриваться как созданный из вакуума — соверщенно аналогично тому, как электронно-позитронная пара создается гамма-лучом. Подробное описание механизма такого рода процессов возможно только на языке релятивистской квантовой теории. Взаимодействие между пионами (я-мезонами) и нуклонами (протонами и нейтронами) таково, что, если бы, пользуясь идеальным [c.428]

Свойства пионов совпадают со свойствами мезонов Юкавы, и по севремеиным представлениям пионы являются квантами ядер-ного поля, осуществляющими сильные взаимодействия нуклонов. [c.76]

Следовательно, вокруг центра, керна нуклона (размерами см) имеется система оболочек из нуклон-антинуклонных пар, АГ-мезонов, пар я-мезонов (пионов) и виртуальных фотонов, обусловливающих электромагнитное взаимодействие (рис. 118). [c.367]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...