Техника - молодёжи 1954-02, страница 9
неитрино^ 1©4 бериллий ^—-внутр. электрон 0б0я 04 к ^электрон Уз дмтий ЯДРО электрон -электрон 4 ЯДРО которые были названы г^мезонами (пи-мезонами) оказались связанными с ядорными силами, то-есть обладали свойствами предположенных Юкава частиц. Наконец, в последние годы были открыты также в космических лучах нейтральный п° -мезон, с массой около 260 электронных масс, тяжелые мезоны с массами около 900 и 1 200 электронных масс и получило подтверждение существование так называемых у-частисц (вэ-частицы), впервые наблюдавшихся в 1946 году советскими учеными А. И. Алихановым и А. И. Алиха-няном. Рассмотрим кратко свойства этих новых элементарных частиц. Все они обладают массой больше массы электрона, а некоторые нейтральные v-частицы имеют массу даже больше массы протона (2 200 электронных масс). Некоторые из них нейтральны —я°-мезон и часть v-частиц; другие могут иметь как положительный, так и отрицательный заряд: 7с -мезоны и ц-мезоны. За исключением -мезонов все эти элементарные частицы образуются при взаимодействии космических лучей с ядрами элементов, которые подвергаются облучению. jx-мезоны образуются при распаде к -мезонов. При этом образуется и нейтрино, ^-мезоны, в свою очередь, распадаются с образованием позитронов или электронов в зависимости от знака заряда. При распаде jx-ме-зонов образуются 2 нейтрино. Самой неустойчивой из всех описываемых частиц является нейтральный % -мезон. Его время жизни около 10 "13 сек., после чего он распадается на 2 у -кванта (гамма-кванта). ла выдвинута впервые в 1934 году И. Е, Таммом и Д. Д, Иваненко. Прежде чем перейти к описанию теории ядерных сил и структуры ядра, мы должны сделать краткий обзор основных открытий, необходимых для понимания современных взглядов на строение ядра. Основной проблемой атомной физики за последние двадцать лет, как нетрудно понять из предыдущего, было изучение свойств и законов взаимодействия тех частиц, которые составляют атом, так как знание их свойств и должно было дать правильную картину строения атома. Эти частицы получили название элементарных; однако необходимо все время помнить, что понятие «элементарная частица» является не совсем точным и, безусловно, не говорит о том, что мы пришли к какому-то пределу делимости материи. Оно означает лишь то, что частицы, которые мы называем элементарными, не являются составными, как бы ни была сложна их природа. Первой элементарной частицей, которая стала известна физикам, был электрон. К моменту же появления протонно-нейтронной теории ядра стало известно б элементарных частиц; 4 из них уже упоминались — это электрон, фотон, протон и нейтрон. Остальные две - позитрон и нейтрино — заслуживают самого пристального внимания. Позитрон впервые наблюдался в 1932 году при исследовании космических лучей с помощью камеры Вильсона. Позитрон оказался двойником электрона, имеющим такую же массу, но положительный заряд. Позднее позитрон был обнаружен при распаде некоторых радиоактивных ядер, приготовленных искусственным путем и при взаимодействии ^-квантов с веществом. Отличительной особенностью позитрона оказалось то, что он может существовать только при движении. При замедлении позитрон образует с электроном атомопо-добную систему, получившую название позитрония, которая существует примерно №~1у> сек., а затем превращается в 2 или 3 f-кванта, разлетающихся в противоположные стороны. В этом процессе физики впервые столкнулись с фактом взаимного превращения элементарных частиц. Что же касается другой частицы — нейтрино, то ее существование подтверждается многочисленными опытами, хотя непосредственно наблюдать ее никому еще не удалось. Впервые гипотеза о существовании нейтрино — частицы, не имеющей массы и электрического заряда, — была выдвинута Паули в 1934 году при изучении испускания электронов радиоактивными ядрами, исходя из закона сохранения энергии. Идея опытов по доказательству существования нейтрино принадлежит советскому физику А. И. Лейпунскому. Гипотеза нейтрино оказалась весьма плодотворной, и, как выяснилось в дальнейшем, роль нейтринного излучения в природе весьма велика. Достаточно указать тот факт, что около 10% энергии излучения Солнца уносится нейтринным излучением. Дальнейшее изучение взаимодействия элементарных частиц и строения ядра привело к открытию ряда новых элементарных частиц, причем некоторые из них связаны с ядерными силами. Наблюдение новых частиц оказалось возможным благодаря улучшению и развитию техники эксперимента. Новый этап в изучении элементарных частиц начинается с 1937 года, когда в космических лучах впервые была обнаружена частица с массой около 200 электронных масс. Эти частицы получили название мезонов (мезос - по-гречески средний). Они имеют массу, промежуточную между массой электрона и протона. Самое интересное и важное в открытии частиц такой массы заключалось в том, что их существование еще в 1935 году предсказал теоретически Юкава, который предположил их существование для объяснения природы ядерных сил. Однако в дальнейшем оказалось, что открытые в 1937 году fv-мезоны (мю-мезоны) отличаются от частиц Юкава. Лишь открытые в 1947 году заряженные частицы с массой около 280 электронных масс, Переход протона в нейтрон не обязательно должен итти с испусканием позитронаt возможен захват электрона из внутренних оболочек атома (обычно К-захват), смотри верхний рисунок. Некоторые ядерные процессы идут с выделением комплекса 4 частиц: 2 протонов и 2 нейтронов, то-есть я-частицы (альфа-частицы). Это ядро атома гелия. Оно обладает большой устойчивостью. На среднем рисунке показано альфа-излучение при радиоактивном превращении атома радия. При столкновении электрона и позитрона наблюдается их превращение в два фотона. Эго превращение показано на нижнем рщеунке. АЛЬФА-ЧАСТИЦ, РАДОН РАДИИ |
