Законы сохранения в системе взаимодействующих частиц

Законы сохранения в системе взаимодействующих частиц [c.273]

Нетрудно показать также, что существование продольно поляризованных нейтрино тесно связано с несохранением четности в слабых взаимодействиях. В самом деле, в случае справедливости закона сохранения четности волновая функция частицы при зеркальном отражении (или, что то же самое, при операции инверсии, т. е. замене правой системы координат на левую) либо не меняется (для четной частицы), либо умножается на —1 (для нечетной), а частица переходит сама в себя. Это возможно в том случае, когда частица симметрична относительного правого и левого. Продольное нейтрино не обладает симметрией, так как при отражении в зеркале правый винт переходит в левый (направление вращения от х к у, например, сохраняется, а направление движения оси винта меняется на обратное). Частица не переходит сама в себя, а изменение соответствующей ей волновой функ- [c.645]

Мы пришли к закону сохранения импульса системы импульс замкнутой системы материальных точек есть величина постоянная, или, другими словами, в отсутствие внешних сил сумма импульсов всех точек системы остается постоянной, какие бы изменения внутри системы ни происходили. Это значит, что в процессе взаимодействия частицы системы лишь обмениваются импульсами, оставляя полный импульс системы неизменным. [c.116]

ЗАМЕЧАНИЕ 1 Хотя для свободных частиц и сохраняются их импульсы р и моменты по отдельности, а как описывать взаимодействие, мы пока не знаем, тем не менее законы сохранения для системы частиц имеют свое дополнительное содержание. В самом деле, предположим, что в некоторый начальный момент мы имеем дело с системой невзаимодействующих частиц, затем эти частицы сближаются, как-то—мы не знаем как — взаимодействуют друг с другом, и наконец расходятся набольшие расстояния и становятся опять свободными. Тогда можно утверждать, что значения полных 4-импульса Pi и 4-момента Mik для системы после взаимодействия будут равны их исходным значениям до него, в то время как для 4-импульсов и 4-моментов отдельных частиц такого, конечно, утверждать нельзя. На основе этого замечания можно было бы провести аналогичное сделанному в 1,8. исследование поведения частиц, при рассеянии мы не будем этим заниматься. [c.187]

Закон сохранения энергии и импульса для замкнутой изолированной релятивистской системы. Рассмотрим сначала макроскопическую систему заряженных тел (материальных точек) и непрерывного (электромагнитного) поля. Система называется в механике замкнутой, если в ней действуют только внутренние силы, т. е. силы взаимодействия только между точками системы. Как известно, для потенциальных сил в замкнутой системе сохраняется механическая энергия, а для любых сил — импульс и момент импульса системы. Соответствующие величины введены выше для релятивистских частиц, и показано, что в системе невзаимодействующих частиц, т. е. системе без поля, они сохраняются. Теперь переходим к системе с взаимодействием. [c.275]

Изменение скорости точки 6v2 за время с1/, вызванное изменением ее массы в отсутствие действия силы Р, определяют по теореме об изменении количества движения системы постоянной массы. Так как механическая система, состоящая из точки переменной массы и отделившихся от нее частиц, свободна от действия внешних сил, то ее количество движения является постоянной величиной. Внутренние силы взаимодействия точки с отделяющимися частицами не изменяют количества движения рассматриваемой системы. Применяя закон сохранения количества движения за промежуток времени от г до г + 6.1, имеем [c.536]

В гл. 3 мы рассмотрели системы, для которых выполняется преобразование Галилея, и показали, что сохранение импульса взаимодействующих частиц является необходимым следствием этого преобразования, а также закона сохранения энергии при условии, что на систему не действуют внешние силы. Закон сохранения импульса, очень точно подтверждаемый на опыте, является существенной частью того классического багажа , который мы уже рассматривали раньше. В этой главе мы узнаем, что такое центр масс, и рассмотрим процессы столкновения в системе отсчета, в которой центр масс находится в состоянии покоя. [c.180]

При этом в одном и том же состоянии (на одном энергетическом уровне) может находиться не более двух протонов, различающихся лишь направлением спина. Это же относится и к нейтронам. Протоны и нейтроны в ядре обладают своим собственным набором воз-можны.ч состояний. Такая система микрочастиц, подчиняющаяся принципу Паули и полностью заполняющая все низшие энергетические уровни, называется вырожденным ферми-газом. В вырожденном ферми-газе, несмотря на сильное ядерное взаимодействие между нуклонами, столкновения нуклонов запрещены, и они ведут себя так, как если бы взаимодействие между ними было слабым. В самом деле, нуклон I мог бы испытать столкновение с некоторым нуклоном 2 и передать последнему часть своей энергии и импульса. При этом нуклон 2 перешел бы на более высокий свободный энергетический уровень, а нуклон У в соответствии с законом сохранении энергии должен был бы перейти на более низкий энергетический уровень (рис. 55). Однако все нижележащие уровни согласно принципу Паули имеют ограниченное число мест, и все они заняты, поэтому нуклон 1 не может перейти на занятые нижние уровни. Это означает, что соударения нуклона / с нуклоном 2 не произойдет, говорят, что оно запрещено принципом Паули. Таким образом, частицы вырожденного ферми-газа будут очень редко испытывать столкновения между собой, т. е. вырожденный ферми-газ в этом отношении напоминает разреженный газ с редким столкновением частиц. Эти соображения и дают основание для аналогии ядра с вырожденным ферми-газом. [c.179]

В 5 было определено понятие четности частицы или системы частиц и на примере волновой функции, удовлетворяющей уравнению Шредингера, показано, что четность изолированной системы сохраняется. Длительное время закон сохранения четности считался столь же универсальным, как п закон сохранения энергии. Для электромагнитных и сильных ядерных взаимодействий закон сохранения четности был проверен экспериментально. Что касается слабых взаимодействий типа 3-распада, то казалось, что и здесь нет оснований сомневаться в его справедливости, так как теория р-распада, построенная в предположении выполнения закона сохранения четности, во многом подтверждается на опыте. [c.158]

В настоящее время энергия, до которой могут быть ускорены протоны, достигла 30 ООО Мэе. В СССР строится ускоритель на 70 ООО Мэе. Очень большие возможности для исследования взаимодействий при сверхвысоких энергиях обещает разрабатываемый в настоящее время метод встречных пучков, идея которого заключается в использовании вместо неподвижной мишени пучка частиц, движущихся навстречу бомбардирующим частицам. Очевидно, что в этом случае относительная доля кинетической энергии, идущая на взаимодействие, повышается (по сравнению с долей кинетической энергии, идущей на выполнение закона сохранения импульса). Если обе сталкивающиеся частицы имеют равные массы и скорости, то их суммарный импульс равен нулю и вся кинетическая энергия частиц идет на взаимодействие. Записав для этого случая выражение (79.6) в с. ц. и. обеих частиц, а затем в системе координат, связанной с одной из частиц, и приравняв их между собой, можно найти связь между кинетической энергией во встречных пучках (Т ) и эквивалентной (по вызываемому эффекту) кинетической энергией бомбардирующей частицы (Т) при обычном способе ее взаимодействия с неподвижной частицей-мишенью [c.570]

Обобщение принципа изотопической инвариантности на все процессы, связанные с образованием, рассеянием и поглощением странных частиц, и причисление этих процессов к группе сильных взаимодействий означает, что все они протекают с сохранением изотопического спина и его проекции, а также барионного и электрического зарядов. Так как все перечисленные величины, кроме изотопического спина, сохраняются и в электромагнитных взаи-, модействиях, то из уравнения (80.23) следует закон сохранения странности для этик двух взаимодействий. Странность изолированной системы сохраняется в сильных и электромагнитных взаимодействиях. Таким образом, все быстрые процессы с участием странных частиц, будь то процессы их образования или взаимодействия, должны идти при постоянной суммарной странности системы. В частности, из закона сохранения странности вытекают два важных следствия [c.612]

Четность является фундаментальным понятием. Она характеризует свойства симметрии ядер, элементарных частиц и вообще любых физических систем по отношению к зеркальным отражениям. Важность этого понятия обусловлена законом сохранения четности, согласно которому физическая система, обладающая зеркальной симметрией в начальном состоянии, сохраняет эту симметрию во все последующие моменты времени. Этот закон справедлив как для электромагнитных взаимодействий, определяющих структуру атомов и молекул, так и для ядерных сил, определяющих структуру ядер. О нарушении закона сохранения четности в так называемых слабых взаимодействиях см. гл. VI, 4, п. 10 и гл. VII, 8, п. 7. [c.73]

Ядерное взаимодействие инвариантно по отношению к вращению в изотопическом пространстве (не зависит от значения компоненты изотопического спина т ), и именно в этом смысле мы говорили раньше о законе сохранения, который носит название изотопической инвариантности (подобно тому как обычные потенциальные силы в системе не зависят от ориентации обычных спинов частиц, от вращения в обычном пространстве). Последнее означает собой симметрию сильных взаимодействий, не связанную с общими свойствами пространства и времени. [c.253]

Если система частиц (тел) изолирована (замкнута), К постоянно во времени. Если при этом между частицами только упругие взаимодействия (например, упругие удары), то Т остается постоянной, а следовательно, и Т (кинетическая энергия относительно другой инерциальной системы отсчета А) остается постоянной. Закон сохранения кинетической энергии справедлив во всех инерциальных системах, если он справедлив в одной из них. [c.514]

Закон сохранения количества движения изолированной системы частиц (изолированного тела) можно толковать как следствие закона инерции. Как бы ни изменялись скорости отдельных частиц из-за взаимодействия между ними, скорость изолированной системы в целом (скорость поступательного движения) остается постоянной. [c.530]

Как известно из классической механики, систему из N частиц в случае пренебрежения их пространственной структурой (т. е. когда частицы рассматриваются как материальные точки) можно описать при помощи ЗМ дифференциальных уравнений, которым соответствуют 6Л интегралов движения, т. е. величин, сохраняющихся при изменениях, происходящих в системе. Полное число интегралов движения, естественно, задается тем, что в каждый момент времени система определяется ЗМ координатами и ЗА импульсами частиц (см., например, [1]). Среди 6А интегралов движения ) не все играют одинаковую роль. Чтобы выяснить эту роль, рассмотрим изолированную систему, т. е. систему, которая не подвержена действию внешних сил ). Для такой системы имеется десять интегралов движения, которые соответствуют физическим величинам, всегда сохраняющимся при любом произвольном взаимодействии между частицами системы во время движения. Эти величины, по крайней мере, в принципе можно измерить на опыте в рамках классической механики. 10 интегралов движения можно представить, в соответствии с их физическим смыслом, следующим образом 10 = 4-1-3-2. Цифра 4 соответствует закону сохранения [c.9]

Как обычно, будем предполагать, что в Л-системе движется лишь одна из взаимодействующих частиц (I), а частица-мишень (II) покоится. Тогда релятивистские выражения законов сохранения энергии и импульса примут вид [c.30]

Замкнутой механической системой точек мы называем такую систему, в которой движение частиц обусловлено только силами взаимодействия, или внутренними силами. Закон сохранения количества движения можно доказать, исходя из теоремы о количестве движения для системы точек постоянной массы. В самом деле, теорема об изменении количества движения механической системы точек утверждает, что производная по времени от вектора количества движения системы точек равна результирующей [c.14]

Приближение внешнего ноля. Это переход к представлению о движении частицы Ш2 в поле тяжести, создаваемом частицей т — однородным шаром массой шх. Пусть р1, р2, Тх, Т , II — импульсы, кинетические энергии и потенциальная энергия взаимодействия шара и частицы в момент времени Из законов сохранения импульса и полной энергии системы находим [c.71]

У. р. частиц наиболее удобно рассматривать в системе, где покоится их центр инерции. Из законов сохранения энергии и импульса следует, что в этой системе величина скорости частиц при У. р. не меняется. Угол рассеяния О в классич. механике полностью определяется скоростью и параметром удара р и может быть найден в результате решения ур-ния дви кения с учетом конкретного вида взаимодействия. В случае однозначной зависимости А от р дифференциальное сечение У. р. (в телесный уго.1 dQ) выражается в виде [c.260]

Закон сохранения энергии утверждает, что для системы частиц, взаимодействие между которыми неявно ) зависит от времени, полная энергия системы постоянна (рис. 5.6—5.9). Этот результат мы считаем достоверно установленным экспериментальным фагктом. Если выражаться точнее, то этот закон говорит нам Q Том, что существует некоторая скалярная функция [такая, как функция Mv J2- -Mgx в (13)] положения и скорости частиц, которая не изменяется со временем при условии, что в течение рассматриваемого промежутка времени внешнее взаимодействие явно не изменяется. Например, элементарный заряде не должен изменяться со временем. Помимо функции энергии существуют также и другие функции, которые сохраняют постоянное значение в условиях, о которых только что было сказано. (Другие такие функции мы рассмотрим в гл. 6, в которой речь пойдет о сохранении импульса и момента импульса.) Энергия представляет собой скалярную величину, сохраняющую постоянное значение при движении. Когда мы говорим о внешнем взаимодействии, то имеем в виду, что в течение рассматриваемого [c.153]

Б = 1 и после подстановки этих значений в выражение (80.22) получаем 1=1/2+1/2 для я"-мезона z = — 1, 7с =—1, 5 = О и — 1 = — 1 и т. д. Так как все величины, входящие в уравнение (80.22), аддитивны, то оно справедливо для любой системы обычных частиц (нуклонов н я-мезонов), например для -атомных ядер. Напомним, что из уравнения (80.22) и законов -сохранения электрического и ядерного зарядов следует сохране-гние Тс для ядерного и электромагнитного взаимодействий. [c.607]

Но в слабых взаимодействиях за один распад странность может измениться не более чем на единицу (см. условие е)). Поэтому каскадный гиперон может превратиться в обычные частицы не сразу, а лишь путем нескольких последовательных распадов. Этот каскад распадов и породил название этих частиц. Для примера рассмотрим распад Н -гиперона. Так как для этой частицы S = —2, В = I, то при распаде должна получиться система с S = —1, В = I. Такой системой является комбинация нуклон плюс антикаон, например, п + К - Но согласно табл. 7.3 т=о< т + так что такой распад энергетически невозможен. С другой стороны, системой с S = —1, В = 1 является обычный, не каскадный, гиперон, например Л. Но превращение Е -гиперона в один Л-гнперон тоже невозможно энергетически, так как Е -гиперону надо избавиться от избытка энергии, возникающей вследствие разности масс Е и Л-частиц. Эту избыточную энергию может унести частица с В = О, S = О, т. е. пион. Отсюда, учтя еще закон сохранения электрического заряда, получим, что Е -гиперон должен распадаться так [c.312]

ЗАКОН сохранения [количества движения ( при любом взаимодействии между телами, образующими замкнутую систему, скорость движения центра инерции этой системы не изменяется в электромагнитном поле в замкнутом объеме, ограниченном поверхностью, остается неизменным механический импульс и импульс электромагнитного поля ) массы масса (вес) веществ, вступающих в реакцию, равна массе (весу) веществ, образующихся в результате реакции материи в изолированной системе сумма масс и энергий постоянна момента углового если на систему не действуют моменты внешних сил (замкнутая система), то ее полный угловой момент остается постоянным по величине и направлению магнитного потока магнитный поток связан с частицами среды и перемещается вместе с ними массы масса тела не зависит от скорости его движения, а масса изолированной системы тел не изменяется при любых происходящих в ней процессах даркуляции скорости при движении идеальной жидкости баротронной в потенциальном поле массовых сил циркуляция скорости вдоль произвольного контура, проведенного через одни и те же частицы жидкости, не изменяется с течением времени энергии ( энергия не может исчезать бесследно или возникать из ничего механической в замкнутой механической системе сумма механических видов энергии (потенциальной и кинетической, включая энергию вращательного движения) остается неизменной ) и превращения энергии при любых процессах, происходящих в изолированной системе, ее полная энергия не изменяется энергии электромагнитного поля убыль энергии [c.237]

Если полный спин образовавшихся нейтронов равен нулю (единице), то в силу Паули принципа ИХ орбит, момент должен быть чётным (нечётным). Т. к. полный момент нач. частиц равен единице, то первая возможность запрещена законом сохранеиил момента. Это означает, что чётность конечного состояния равна (—1), Т. к. чётность нач. состояния равна Р(зх), то в силу сохранения чётности в сильном взаимодействии процесс (3) раареишн только в случае, если Р (п)=—1. Наблюдение этого процесса на опыте позволило сделать однозначное зак. [ючение о том, что чётность пиона равна —1 (более точно, что относит, чётность системы и р равна —1). Т. о., пион является псевдоскалярной частицей (его спин равен пулю). Псевдоскалярными частицами являются также мезопы г . К, D и нек-рые др. мезоны. В. ч. векторных мезонов, напр, р, ф, ы, Л , совпадают с В. ч. у-кванта и равны —1. [c.292]

Ключ к пониманию О. м. я., а также метода Харг-ри — Фока с эфф. силами дают теория ферми-шидкости Ландау и построенная на её принципах теория конечных ферми-системы (ТКФС) [3]. Основа этих теории — концепция квазичастиц, согласно к-рой в ферми-сис-теме с сильным взаимодействием между частицами существует ветвь одночастичных фермионных возбуждений — квазичастиц, движущихся в ср. поле, создаваемом др. частицами. Если энергия квазичастичного возбуждения невелика, то оно может жить достаточно долго вероятность испытать неупругое столкновение мала из-за действия принципа Паули, резко ограничивающего число допустимых конечных состояний. Свойства таких возбуждений похожи на свойства возбуждения газа невзаимодействующих фермионов, помещённых в потенциальную яму. Так, спин их равен 2, заряды по отношению к электрич. полю равны е для протонной квазичастицы и 0 — для нейтронной. Все эти утверждения следуют из точных законов сохранения. [c.380]

Зеркальная симметрия (С. относительно инверсии Р). Осуществляется в процессах, вызываемых сильными и эл.-магн. взаимодействиями, а также в системах, связанных с помощью этих взаимодействий (атомах, атомных ядрах, молекулах, кристаллах и т. д.). Наличие зеркальной С. означает, что для любого процесса, обусловленного сильным или ал.-магн. взаимодействием, с равной вероятностью могут осуществляться два зеркально-симметричных перехода. Это обусловливает, яапр., симметричность относительно плоскости, перпендикулярной спину, угл. распределения квантов, испускаемых поляризов. ядрами [поскольку вероятности вылета у-кванта под углами 9 и я — 9 к спину ядра одинаковы гс(0) = и (п — 9)]. Зеркально-симметричные состояния отличаются друг от друга противоположными направлениями скоростей (импульсов) частиц и электрич. полей и имеют одинаковые направления магн. полей и спинов частиц. С. гамильтониана относительно пространственной инверсии отвечает закон сохранения пространственной чётности системы. Пространственная чётность, подобно др. величинам, существование к-рых связано с дискретными С., не имеет аналога в классич. механике (т. к. в последней нет понятия относит, фазы между состояниями), однако она может служить характеристикой волновых движений (напр., в волноводах). [c.507]

Для замкнутых, или изолированных систем (такие системы не взаимодействуют с внешними телами и не обмениваются энергией ни в какой форме с внешней средой) сущ,ествуют функции переменных Лагранжа, называемые интегралами движения. Интеграл движения системы называется аддитивным (от латинского addi-iio — прибавление), если он равен сумме интегралов движения составляющих систему частиц. Аддитивных интегралов движения четыре — масса, импульс, момент импульса и энергия. Как показывает опыт, эти четыре величины, характеризующие состояние замкнутой системы, не меняются со временем. Это позволило сформулировать в ньютоновской механике законы сохранения массы, импульса момента импульса и энергии, которые обусловлены основными свойствами материи и движения, а также пространства и времени, как основных форм существования материи. [c.134]

ПЛОТНЫХ газах всегда существуют долгоживущие корреляции, обусловленные коллективными эффектами. Некоторые причины, порождающие подобные корреляции, имеют фундаментальный характер. Например, независимо от интенсивности межчастич-ного взаимодействия и плотности системы, должны выполняться локальные законы сохранения. Еще одним источником долгоживущих корреляций являются связанные состояния, или составные частицы, образующиеся благодаря притягивающей части потенциала взаимодействия. Выбрав в качестве нулевого приближения макроскопическое состояние без корреляций, мы оказываемся перед необходимостью учитывать в последующих приближениях огромное число взаимодействий, обеспечивающих восстановление корреляций. [c.208]

В механике сплошной среды тело представляют в виде некоторой субстанции, называемой материальным континуумом, непрерывно заполняющей объем геометрического пространства. Бесконечно малый объем тела также называется частицей. Феноменологически вводятся пoняtия плотности, перемещения и скорости, внутренней энергии, температуры, энтропии и потока тепла как непрерывно дифференцируемых функций координат и времени. Вводятся фундаментальные понятия внутренних напряжений и деформаций и постулируется существование связи между ними и температурой, отражающей в конечном счете статистику движения и взаимодействия атомов. Б МСС используются основные уравнения динамики системы и статистической механики, в первую очередь законы сохранения массы, импульса, энергии и баланса энтропии. Обоснование этого и установление соответствия [c.7]

Термин молекулярный диффузионный перенос охватывает явления диффузии, теплопроводности, термодиффузии и вязкости. Эти явления описываются некоторыми частями уравнений сохранения массы, количества движения и тепла, приведенных в предыдущем параграфе (см. уравнения (2.1.57)-(2.1.60)). В каждое из этих уравнений входит дивергенция потока некоторой величины, связанной, хотя бы и неявно, с градиентами термогидродинамических параметров (так называемыми термодинамическими силами). Существуют два способа получения линейных связей определяющга соотношений) между этими потоками и сопряженными им термодинамическими силами, основывающихся на макроскопическом (феноменологическом) и кинетическом подходах. Кинетический подход связан с решением системы обобщенных уравнений Больцмана для многокомпонентной газовой смеси и до конца разработан только для газов умеренной плотности, когда известен потенциал взаимодействия между элементарными частицами (см., например, Чепмен, Каулинг, 1960 Ферцигер, Капер, 1976 Маров, Колесниченко, 1987)). Феноменологический подход, основанный на применении законов механики сплошной среды и неравновесной термодинамики к макроскопическому объему смеси, не связан с постулированием конкретной микроскопической модели взаимодействия частиц и годится для широкого класса сред. В рамках феноменологического подхода явный вид кинетических коэффициентов (коэффициентов при градиентах термогидродинамических параметров в определяющих соотношениях) не расшифровывается, однако их физический смысл часто может быть выяснен (например, для разреженных газов) в рамках молекулярно-кинетической теории Маров, Колесниченко, 1987) [c.85]

Для неунругих С. а., наряду с 0, важной характеристикой является энергия перехода от одного состояния к другому, к-рая определяет для прямых неунругих С. а. порог процесса (напменьшую энергию, необходимую для осуществления данного нроцесса). Рассматривая С. а. в лабораторной системе отсчета и считая, что ударяемая частица до взаимодействия неподвижна, можно, исходя из законов сохранения, определить долю начальной кинетич. энергии ударяющей частицы, к-рая может перейти во внутр. энергию одной или обеих частиц. Макс. значение этой доли равно отношению массы ударяемой частицы к сумме масс обеих частиц. В случае электронного удара эта доля практически равпа 1 и порог процесса совпадает с потенциалом ионизации илп возбуждения. При столкновении частиц равной массы, напр, при ионизации ударом иона того же газа, порог ионизации вдвое выше. Законы сохранения определяют и угловое распределепие рассеянных частиц после столкновения. Угол рассеяния зависит от соотношения масс частиц. [c.88]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...