Добавил:
okley
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Введение в ядерную физику (6 сем) / ЯДЕРКА (все вопросы, другая версия)
.pdf
Электрический заряд (e)
-1
-1
-1
Магнитный момент (eћ/(2mc))
1.001
1.001
1 ± 0.05
Время жизни τ
> 5·1026 лет
2.2·10-6 c
2.9·10
-13
c
Каналы распада
e
eνμ
e
eντ,
μ
-
μντ
адроны ντ
Лептонные числа
Электронное Le
+1 0 0
Мюонное Lμ
0
+1
0
Таонное Lτ
0 0 +1
Основные характеристики нейтрино
Электронное
нейтрино
Мюонное
нейтрино
Таунейтрино
Масса, mc2 (МэВ)
< 2·10–6
< 0.19
< 18.2
Спин J (ћ)
1/2
1/2
1/2
Электрический заряд (e)
0 0 0
Магнитный момент
(eћ/(2mc))
< 10
-10
< 7·10
-10
< 4·10-7
Лептонные числа
Электронное Le
+1 0 0
Мюонное Lμ
0
+1
0
Таонное Lτ
0 0 +1
Спиральность частицы определяется взаимным направлением векторов спина и импульса :
Частицы с нулевой массой имеют определенную спиральность и для них она является «хорошим
квантовым числом», то есть сохраняется.
Нейтрино имеет отрицательную спиральность h = -1, то есть является частицей с левой
поляризацией, направление вектора спина противоположно направлению движения частицы.
Антинейтрино, наоборот, всегда имеет положительную спиральность h = +1, то есть
правополяризованно.
Рис. 5.3. Взаимное направление
импульсов и собственных моментов
продуктов распада π0‑мезона в СЦИ.
Определенная спиральность нейтрино накладывает ограничения на некоторые распады,
например, распад нейтрального пиона на два нейтрино π0 → νe + e. Все законы сохранения
(энергии, электрического заряда, электронного лептонного числа) выполнены. Однако данный
канал распада π0 запрещен. При распаде
π0 → νe + e, исходя из закона сохранения импульса, нейтрино должны разлетаться строго в
противоположные стороны. Момент количества движения νe и e . Однако, спин
π0‑мезона равен J = 0, то есть данный распад невозможен из-за нарушения закона сохранения
момента количества движения
Ji = Jπ = 0, Jf = 1.
СТАНДАРТНАЯ МОДЕЛЬ.
Стандартная модель - современная теория сильного и электрослабого взаимодействий
фундаментальных фермионов (лептонов и кварков), основанная на принципах локальной
калибровочной инвариантности, т.е. инвариантности уравнений движения к произвольным
изменениям координат пространства-времени.
В основе Стандартной модели лежат две теории:
1. Теория (или модель) электрослабого взаимодействия (ЭСМ), описывающая
электромагнитные и слабые взаимодействия лептонов и кварков.
2. Квантовая хромодинамика (КХД), описывающая цветное взаимодействие кварков.
Фундаментальными частицами Стандартной модели являются 6 лептонов (e-, μ-, τ-, νe, νμ,
ντ) и 6 кварков (u, d, c, s, t, b), объединенных в три поколения (см. табл. 1). Каждый из 6 типов
кварков может находиться в трёх цветовых состояниях (например: красный, зеленый, синий).
Кварки и лептоны являются фермионами и имеют спин J = 1/2. 12-ти фундаментальным
фермионам соответствуют 12 антифермионов.
Таблица 1
Взаимодействия
Поколения
Заряд
Q/e
1 2 3
лептоны
νе
νμ
ντ
0
e
-1
кварки
u c t
+2/3
d s b
-1/3
Взаимодействия фундаментальных фермионов осуществляются за счет обмена
переносчиками взаимодействия - фундаментальными (или калибровочными) бозонами.
Взаимодействие частиц, имеющих электрический заряд, происходит посредством обмена
квантами электромагнитного поля - фотонами. Фотон электрически нейтрален. Сильное
взаимодействие осуществляется за счет обмена глюонами (g) - электрически нейтральными
безмассовыми переносчиками сильного взаимодействия. Глюоны переносят цветовой заряд. В
слабом взаимодействии принимают участие все лептоны и все кварки. Переносчиками слабого
взаимодействия являются массивные W- и Z-бозоны. Существуют положительные W+-бозоны и
отрицательные W--бозоны, являющиеся античастицами по отношению друг к другу. Z-бозон
электрически нейтрален.
Гравитационные силы в физике частиц практически не проявляются. Например,
интенсивность гравитационного взаимодействия двух протонов составляет около
10
-36
интенсивности их электромагнитного взаимодействия. Порядок величин констант
взаимодействий, приведенных в таблице 2, и характеризующих их относительную силу,
соответствует энергии взаимодействия E < 1 ГэВ. В области более высоких энергий величины
констант взаимодействия зависят от энергии.
Таблица 2. Фундаментальные взаимодействия
Взаимодействие
Квант
поля
Радиус,
см
Константа взаимодействия
(порядок величины)
Пример
проявления
сильное
глюон
10
-13
1
ядро, адроны
электромагнитное
γ-квант
∞
10-2
атом
слабое
W±, Z
10
-16
10-6
β-распад
гравитационное
гравитон
∞
10
-38
сила тяжести
Соседние файлы в папке Введение в ядерную физику (6 сем)