Техника - молодёжи 1965-02, страница 6

Техника - молодёжи 1965-02, страница 6

ду протоном и двумя нейтронами в ядре трития. Как получить тетранейтрон? Ядро гелия состоит из четырех нуклонов: двух протонов и двух нейтронов. А протон и нейтрон могут, как известно, превращаться друг в друга. Такие процессы идут с участием пионов (пи-мезонов). Например: р + или

я — -J-p n -f- 7с0.

Не удастся ли обнаружить при захвате пи-минус-мезонов ядрами гелия процесс я- -f- Не/ «+ -{-п1 с образованием тетранейтрона?

Чем же так интересен и важен вопрос о существовании тетранейтрона? Доказать устойчивость тетранейтрона — это

СТРАННЫЙ МИР: НОВЫЕ АРХИТЕКТУРНЫЕ ПРОЕКТЫ

Есть у электрона антипод — позитрон. Частица с той же массой, но с положительным зарядом. Когда эти противоположности сталкиваются, они аннигилируют — превращаются в излучение. Но бывают случаи, когда катастрофа на некоторое время задерживается. Вот тогда-то и получается позитроний. Он подобен простейшему атому водорода, разве что роль протоиа играет позитрон. Правда, есть еще одно отличие. Массы электрона и позитрона равны. Поэтому нельзя сказать, что первый вращается вокруг второго. Обе частицы двигаются около общего центра тяжести. В атоме позитрония действие ядерных сил не проявляется. Здесь «работают» силы электромагнитные, и только. По размерам позитроний вдвое больше атома водорода и примерно в тысячу раз легче его. Живет он в среднем одну десятимиллионную долю секунды Что ж, некоторые обычные радиоактивные атомы живут не дольше.

Теоретики считают, что можно получить и молекулу позитрония, подобную молекуле Ht. А нет ли еще среди элементарных частиц таких, которые можно запустить на орбиту вокруг ядра вместо электрона? Пожалуйста: целая серия мезонов: отрицательные пи-, мю- и ка-мезоны (я-, ц- и К-).

Орбита электрона, которая меньше ядра... Электрон, который вращается внутри ядра... Какая чушь, не правда ли? Но что невозможно для электрона, вполне вероятно для мю-минус-мезона. Его масса в 200 раз больше, чем у электрона. Следовательно, он во столько же раз ближе к ядру. Ибо радиус орбиты обратно пропорционален массе частицы. Но у атомов тяжелых элементов радиус ядра такой же, как и раднус орбиты мю-минус-мезона. И мезон, оказывается, может свободно двигаться внутри ядра! Такого современная протонно-нейтронная модель ядер еще не допускала! В отличие от ее предшественницы — самой первой атомной модели, где электроны «плавали» в положительно заряженной сфере. Прямо-таки «старая сказка на новый лад»! Конечно, в легких атомах мю-минус-мезон может двигаться вокруг ядра, находясь вне его.

Ученые считают принципиально возможным построение своего рода «периодической системы» мю-мезоатомов. Как будет построена эта таблица, пока неизвестно. Но это будет самая настоящая периодическая система!

Обратимся теперь к проекту атома, где нет протона. Замещает его положительный мезон. Это весьма оригинальное сочетание (мю-плюс-мезон и электром) дает нам так называемый мюоний, или мезоний. Чем-то он похож на позитроний, но с простейшим атомом водорода состоит в более близком родстве: ведь мезон в 200 раз тяжелее позитрона. И живет он немногим дольше позитрония — речь идет уже о миллионных долях секунды. Место мю-плюс-мезона может занять его пи-плюс-собрат. Так появляется еще один «водорОдоподобный» атом — пионий. Правда, он и совсем уже недолговечен: существует всего стомиллионную долю секунды. И это еще не все!

Один из нейтронов ядра может быть замещен на тяжелую нейтральную частицу, которая носит название лямбда-гиперон. Ее масса примерно на одну пятую больше массы нейтрона. Такая разновидность атомных ядер известна ныне под именем гипер-ядер. В них мы встречаемся с заменой нейтронов.

Итак, все три строительных «кирпичика» атомных ядер — протон, электрон и нейтрон, — оказывается, могут быть заменены на другие частицы. Исчерпывается ли на этом возможность импровизаций в архитектуре невидимого мира?

Для всех наших построек использовался один и тот же типовой проект — такой же, как у обычного атома. Лишь его составные части были заменены на другие частицы. А почему бы не предположить существование построек микромира, сконструированных совсем по иному, не атомному типу? Не могут ли различные элементарные частицы при определенных условиях комбинироваться друг с другом в структуры, которые пока трудно себе представить?

Д. ТРИФОНОВ, кандидат химических наук

подтвердить возможность существования и гораздо более тяжелых ядер, состоящих из одних нейтронов, — существование «нейтронной жидкости». Разумеется, отсутствие тетранейтронов еще не означает, что более тяжелые нейтронные ядра не могут существовать. Но могут ли? Расчеты не привели пока к однозначным выводам «за» или «против». Для экспериментальной проверки гипотезы необходимы нейтронные потоки чудовищной мощности. Они встречаются лишь в некоторых звездах.

Проблема нейтронных ядер лежит на границе между физикой микромира и физикой мегамира. И если не удастся эксперимент в земных условиях, человек сумеет рано или поздно поставить его в условиях космоса.

И ЗВЕЗДА С ЗВЕЗДОЮ ГОВОРИТ авя

К 1952 году к польским физикам Мариаиу тт Данышу и Ежи Пневскому попала удивительная фотография (на вкл. вверху). Она была сделана во время высотного полета на воздушном шаре и изображала звезды. Но то были совсем иные звезды —• не те, что мерцают с ночного неба (н а вкл. внизу). Эти звезды получились без помощи фотокамеры. И видны лишь под микроскопом. Ибо их «лучи» — это следы, оставленные в недрах фотоэмульсии заряженными частицами. Стремительно вторгшись в слой бромосеребряной эмульсии, космическая частица пробуравила его (1) и столкнулась с тяжелым ядром (серебра или брома). Произошла катастрофа: ядро распалось (первая звезда). Внимание ученых привлек особенно толстый след (2), заканчивающийся трехлучевой звездой. Тоже катастрофа, ио какая? Выло ясно: вторая звезда означает распад одного из осколков первоначального ядра. Правда, осколка необычного. Измерение следов (3, 4, 5), разбегающихся от эпицентра катастрофы, показало, что при втором распаде выделилась огромная энергия. Если бы осколок был, как обычно, ядром, ну, скажем, бора, то он унес бы энергию возбуждения не свыше 8 Мэв. А тут 95 Мэв — в десять с лишним раз больше! Кроме того, как показывает длина пути между двумя звездами, осколок нес эту энергию в течение Ю-12 сек. Огромный срок! По масштабам странного мира, конечно. Обычное ядерное вещество не в состоянии столь долго выдерживать такое избыточное возбуждение. Значит, ядерное вещество — необычное? Даныш и Пневский пришли к выводу: да, родилось, чтобы тут же умереть, гипер-ядрр. Им оказался ядерный обломок, отколовшийся при первой натастрофе и унесший с собой лямбда-гиперон. И вторая звезда — след распада этого сверхъядра.

С тех пор как было сделано это открьг тие, учеными обнаружено множество гиперядер. Схема показывает, как идет образование некоторых из них — от сверхводорода до сверхгелия. Лямбда-гиперон изображен нороткой стрелкой сразу с двумя остриями (ибо для него невозможно предсказать направление спина).

Звезды микромира имеют прямое отношение к звездам мегамира. Самые плотные образования, наблюдаемые в космосе, — это звезды-карлики. Плотность вещества в них чудовищна — до нескольких тонн в кубическом сантиметре! При еще более высоких плотностях вещество должно состоять из нуклонов — в основном из нейтронов (нейтронные звезды). Теоретические исследования привели ученых к фундаментальному выводу о том, что начиная с определенной массы сверхплотная звезда в центральной части должна состоять из гиперонов. Следовательно, могут существовать и сверхтяжелые гипероновые звезды с плотностью вещества, превышающей ядерную (около 1 млрд. т в куб. см).

ГИПЕРОН

МАССА • мм

ВШХНШ

в сек.

ВИД РАСПАА

тИНС НУКЛОНАМИ

Г

4320

НО-0

Л+пв

iVn—Л+Л

1318

-10-°

гГ+Р—Л+Л

1189

0,8*10""

Р+п' Гили . n + tt*

г

1182

НО-

К* Р— Л+Р 1+ л-

ЪГ

1196

1,6*10"'°

А

1115

2,8*10"°

. р + 11* А-п'П-

%

Обсуждение
Понравилось?
Войдите чтобы оставить комментарий
Понравилось?