Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Частицы и античастицы. Физический вакуум
Античастицы Поль Дирак получил релятивистское уравнение квантовой механики. Оно имеет два корня для полной энергии частицы: E = ±y/ m'2c4 + p2c2. Для частицы с массой m разрешены значения энергии: E > mc2 и E < - mc2; запрещены 22 - mc < E < mc. По этой теории существуют частицы с отрицательной массой и энергией: (- m)<0, E <0. Схема уровней энергии показана на рис.26.9. Возникает вопрос: почему частицы с m>0, E>0 не сваливаются в область с отрицательной массой и энергией? Не сваливаются потому, что все уровни с E <0 заняты: работает запрет Паули. А если состояние с E <0 оказывается свободным, это - «дырка», вакантное место, отсутствие частицы. Отсутствие частицы с отрицательной массой означает присутствие частицы с положительной массой. Отсутствие частицы (электрона) с отрицательным зарядом эквивалентно присутствию частицы с положительным зарядом. Имеем: m 0, q>0 а это - позитрон е+, античастица по отношению к электрону. Процесс (26.18) аннигиляции электронно-позитронной пары - это переход 1 (рис.26.9) электрона на свободное место в области энергий E<0 с испусканием фотонов. Процесс (26.19) рождения электронно-позитронной пары за счёт энергии фотона изображён стрелкой 2 на рис.26.9. Физический вакуум В теории Дирака не всё ясно. Например, непонятно, как быть с частицами с целым спином? Ведь на них не распространяется запрет Паули. Ещё одна трудность теории Дирака состоит в том, что физический вакуум должен иметь бесконечно большой заряд, так как в нём полно частиц с массой (- m)<0. По Дираку, в вакууме непрерывно рождаются и исчезают виртуальные частицы (например, пары электрон-позитрон). Принцип неопределённостей это разрешает, если время жизни т таких частиц удовлетворяет условию: t ■ DE > h, D E = 2mc 2. То есть, вакуум не является пустым пространством, где ничего не происходит. При наличии сильного внешнего поля виртуальные частицы могут стать реальными (26.19); поле расходует энергию на «растаскивание» частиц с противоположным зарядом в разные стороны. Закон сохранения энергии выполняется. Экспериментальные подтверждения теории Дирака: Обнаружена поляризация вакуума, приводящая к сдвигу в энергетических уровнях атома водорода (Лэмбовский сдвиг). Суть: заряд, внесённый в вакуум, частично экранируется виртуальными частицами, потому что заряд притягивает к себе виртуальные частицы с противоположным зарядом и отталкивает одноимённо заряженные; в результате эффективный заряд частицы оказывается меньше.
Теория Дирака предсказала существование многих частиц до их экспериментального открытия. Античастицы есть у многих частиц. Но некоторые - истинно нейтральные (совпадают со своими античастицами), например, нейтральный пион п0. Характеристики частиц К фундаментальным характеристикам частиц относятся: масса m; заряд q; среднее время жизни т; спин s; лептонный заряд L; барионный заряд B; странность S; очарование С; красота b; изотопический спин (изоспин) T;
Спиральность частицы положительна «+», если её импульс импульса L направлены одинаково: p -- L, и отрицательна антипараллельно: p -Ф L. Если частица имеет массу, то спиральность ей приписывать нельзя: частица не может двигаться со скоростью света. В системе отсчёта, движущейся быстрее частицы, её импульс меняет направление, а момент импульса - нет; спиральность разная получается в разных системах отсчёта. Изоспин T приписывается частицам, которые можно объединить в группу (мультиплет) и считать различными состояниями одной и той же частицы. Примеры: 1. Пион л0, л”, л+. Число частиц в этом мультиплете равно трём (триплет). Число частиц в мультиплете определяется величиной изоспина; оно равно в общем случае (2Т+1). Таким образом, изоспин для пиона Т=1: (2Т+1)=2'1+1=3. Соответственно, возможны три «проекции» изоспина и три частицы: для л0 проекция изоспина Т2=0; для л- проекция Т2=(-1); для л+ проекция Т2=(+1). 2. Нуклон. Мультиплет состоит из двух частиц (дублет): протона p и нейтрона п. Изоспин равен T = 2. Возможны 2 проекции: Tz =- 2 (нейтрон п) и Tz = + 2 (протон p). Изоспин приписывается только адронам (частицам, участвующим в сильном взаимодействии). Между характеристиками частиц существует соотношение: электрический заряд (отнесённый к элементарному е) равен: q = T z + 2 (B + S + C - b).
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-04-12; просмотров: 73; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.144.117.162 (0.008 с.) |