Химия

Реферат — Елементарні частки.


Завантажити реферат: Елементарні частки

При сучасному стані науки невідомо, чи є електрон, протон і нейтрон найпростішими, нерозкладними далі частинками, або вони, подібно до атомів, побудовані з інших (невідомих ще) більш фундаментальних частинок. Такі частинки, щодо яких немає доказів, що є складовими, прийнято називати елементарними частинками.

1962 року в нейтринній фізиці сталася ще одна дивовижна подія. Подібність мезонів з електронами (і позитронами якщо йдеться про позитивні мезони) стосується і взаємодій з нейтрино.

У дослідах 1956 антинейтрино, стикаючись з протонами, породжувало позитрони. А чому не мезони? Просто тому відповідали фізики, що не вистачало енергії. Мезони приблизно в 200 разів важчі за позитрони і, отже, для їх утворення потрібна в стільки ж раз більша енергія. А антинейтрино, що вилітає з реактора, такого запасу енергії не має. А якби мали? Тоді відповідали вчені мезони народжувалися приблизно так само часто, як і позитрони.

Якби, далі, який-небудь прискіпливий чоловік продовжував би питати: а раптом виявилося б, що й швидкі антинейтрино з реактора народжують позитрони? — то багато фізиків, мабуть, відповідали б на таке запитання скептичною посмішкою. Адже якби це так довелося б визнати, що між «електронним» і «-мезонним» нейтрино є якась різниця. Довелося б визнати, що є різні сорти нейтрино, а це якось не вкладалося у устале уявлення про нейтрино. Навіть у такій «молодій» галузі науки, як нейтринна фізика, встигають утворитися звичні уявлення.

Питання двох нейтрино виявилося актуальним лише тоді, коли виникла реальна можливість вирішити його експериментально. Ідею досвіду було запропоновано радянським фізиком Б.М. Понтекорво. Сам досвід із блиском провели наші американські колеги.

Нейтрони – дуже зручне джерело антинейтрино. Однак, щоб антинейтрино народжувалися з великими енергіями, потрібно попередньо повідомити значну енергію та нейтрони. Але прискорювачів для нейтронів немає. Ці частки нейтральні, а розганяти ми сьогодні вміємо лише заряджені частки.

Є, проте, й інший шлях. Добре відомо, що при розпаді мезону утворюється мезон і нейтрино (або антинейтрино). Яке нейтрино – «електронне» чи «-мезонне»? Нещодавно таке питання навіть не порушувалося. Тепер, коли його поставлено, ми можемо обережно відповісти: у всякому разі, «мезонне» напевно. Воно тісно пов’язане із мезоном вже «спільністю народження». Чи є воно одночасно «електронним»? Потрібен досвід…

Досвід, проведений 1962 року на прискорювачі 30 мільярдів електронвольт у Брукхейвені, який готувався два роки, виглядав так. Пучок прискорених протонів налітав на берилієву мішень, народжуючи потоки мезонів. Ці останні своєю чергою, розпадаючись, давали поруч із мезонами те що було найважливішим: антинейтрино і нейтрино високих енергій. Щоправда, їх було зовсім не так багато, як у дослідах із реактором. Однак обчислення показали, що швидкі антинейтрино куди «охочіше» взаємодіють з іншими частинками, ніж повільні. Для реєстрації частинок, що породжуються антинейтрино, застосовувалося так звана іскрова камера. Ця камера містила 10 тонн алюмінієвих пластин, між якими створювалася висока напруга. Якщо швидка заряджена частка пролітає крізь пластини , то зазорах по дорозі та її прямування виникає іскровий розряд між пластинами. Вогняний слід, добре видимий на фотографії, дозволяє трохи відрізнити мезони від позитронів і електронів. Щоб в камеру проходили ззовні тільки нейтрино (і антинейтрино), був спеціально передбачений захист. Спостереження тривали 6 місяців. За цей час було виявлено лише 50 випадків народження частинок. І вони без винятку були мезонами. Жодного електрона та позитрону. Це було новим разючим сюрпризом. Існування двох різних типів нейтрону (і антинейтрино) — «електронного» і «мезонного» — було доведено. 40 років вивчають нейтрино — і ніби знову доводиться починати все спочатку. Зараз ми знаємо про цю частинку зовсім не мало і багато про що здогадуємося.

© Реферат плюс



Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *