Свойства элементарных частиц

Работы на больших ускорителях вызвали целый поток элементарных частиц. От былой простой картины микромира не осталось и следа. Теперь самое время более подробно поговорить о свойствах элементарных частиц.

Мы уже упоминали, что прежде всего элементарная частица обладает массой. Масса протона равна 938 Мэв, нейтрона чуть тяжелее — 939 Мэв, масса электрона равна 0,5 Мэв. Мезоны имеют промежуточную массу покоя. Так, у мюона масса около 106 Мэв, у заряженных пионов масса равна 139 Мэв, а у нейтрального пиона масса меньше, около 135 Мэв.
Но кроме масс, элементарная частица характеризуется временем жизни. Уже упоминалось, что есть частицы стабильные и есть нестабильные. Стабильные протон и электрон живут бесконечно долго. А нестабильные частицы распадаются. Характерное время распада нестабильной частицы, т. е. время, которое она в среднем существует, называется ее временем жизни. Нестабильные частицы чаще всего могут распадаться разными способами. Но какой-либо один способ является наиболее вероятным и определяет время жизни нестабильной частицы. Времена^ жизни нестабильных частиц весьма различны. Так, отрицательные мюоны распадаются на электроны и нейтрино за сравнительно большое по ядерным масштабам время — около 2*10-6 сек. Нейтральные пионы живут гораздо меньше, распадаясь на два гамма-кванта за 10-16 сек. Заряженные же пионы живут дольше своего нейтрального собрата, распадаясь за 2 «Ю-8 секунды на заряженные мюоны и нейтрино. Кстати, этот распад служит одним из главных источников нейтринных пучков от ускорителей. Заряженные пионы могут также распадаться и по другим менее ,вероятным способам, например, на электрон и нейтрино. Нейтрон в свободном состоянии живет около десяти минут, распадаясь на протон, электрон и нейтрино. Имеются частицы, живущие около 10-20—10-23 сек, их называют резонансами. Столь мало живущие частицы, даже если они летят почти со скоростью света, успевают проделать настолько маленький путь, что его не увидишь ни под каким микроскопом. Резонансы поэтому регистрируют косвенными методами по их видимым продуктам распада. Кроме массы и времени жизни, элементарные частицы характеризуются внутренним моментом количества движения, или спином. Эта величина, согласно законам квантовой механики, не может принимать любых значений, а может равняться лишь целому или полуцелому чйслу (констант Планка (Zi=10-27 эрг сек).
Данное утверждение квантовой механики справедливо и для макроскопических тел, по поскольку постоянная Планка очень мала по обычным масштабам, дискретность момента количества движения макроскопического тела невозможно заметить.

 

Свойства элементарных частиц 2 часть
Свойства элементарных частиц 3 часть

111