Физика атома, атомного
ядра и элементарных 
частиц
53.(2). Основные свойства лептонов. Несохранение четности в слабых взаимодействиях. Опыт Ву.
Свойства лептонов
Лептоны - частицы, не участвующие в сильных взаимодействиях. В настоящее время их
известно 6: e , |
, |
, |
e , |
, |
|
e , |
, |
, |
%, |
%, |
% |
|
|
|
e |
|
|
Внутренняя структура лептонов неизвестна, во всех экспериментах они ведут себя как точечные 
частицы. Отсюда можно сделать следующие верхние оценки их радиусов:
rм 2.r5 10 18 |
, |
м 2.r8 |
10 18 |
, |
м 4.2 |
10 18 |
e |
|
|
|
|
|
|
Свойства лептонов
Еще один удивительный экспериментальный факт заключается в том, что мюон и таон отличаются от электрона только массой (причем различие в массах очень велико: мюон тяжелее электрона в 200 раз, а таон в 1800 раз) и временем жизни.
По всем остальным свойствам мюон и таон иден- тичны электрону, в частности, могут заменить
его в электронной оболочке атома. Этот факт получил название e- и e- -универсальности,
и на сегодняшний день не имеет никакого объ- яснения.
Слабые взаимодействия
Переносчиками слабых взаимодействий являются бозе-частицы W+, W-, Z0. Очень малый радиус дейст-
вия слабых сил объясняется большой массой этих |
||
частиц. Если масса виртуальной частицы |
||
m |
1 |
E2 p2c2 |
v |
c2 |
|
отличается от массы m свободной частицы на |
||
m mv m |
||
то согласно соотношениям неопределенности это |
||
нарушение может существовать на расстояниях x и
в течение времени |
t: |
|
|
|
|
|
x : |
h |
, |
t : |
h |
|
h |
|
c m |
|
|
E |
|
c2 m |
Слабые взаимодействия |
Наиболее известное проявление |
слабых взаимодействий - бета- |
распад. Первую теорию бета- |
распада предложил Э.Ферми. В |
бета-распаде всегда участвуют |
4 ферми-частицы, поэтому диа- |
грамма, изображающая этот |
процесс называется четырех- |
фермионной. Константа четы- |
рехфермионного взаимодейст- |
вия G называется константой |
Ферми. |
Диаграмма распада нейтрона 
Распад нейтрона - это распад d-кварка
Распад --мезона
Несохранение четности в слабых взаимодействиях
До 1956 года закон сохранения четности считался строго выполняющимся. Первые сведения о нару- шении этого закона были получены в 1956 году в опытах по изучению распадов К-мезонов. Оказа- лось, что К-мезоны в одних случаях распадаются на 2, а в других случаях на 3 пи-мезона:
К+ → + + - + + К+ → + + 0 + 0
К+ → + + 0 Но четность пи-мезона отрицательна, поэтому си-
стема из двух пи-мезонов четна, а из трех - нечет- на, и один из таких распадов должен быть запре- щен. (Позднее было установлено, что внутренняя четность К-мезона отрицательна). 
