Физика нейтрино
Категория реферата: Рефераты по физике
Теги реферата: новшество, рассказы
Добавил(а) на сайт: Kvasov.
Предыдущая страница реферата | 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 | Следующая страница реферата
- 24 -
Сохранение четности нарушалось в процессах, которыми управляло слабое
взаимодействие.
Почти сразу же выяснилось, что это открытие самым непосредственным
образом коснулось нейтрино. Оказалось, что при рассмотрении решения
уравнения Дирака для частицы с нулевой массой при условии нарушения
пространственной четности, то такая частица должна быть полностью по-
ляризована - ее спин всегда и строго направлен по (или против) импульса.
Соответствующая ей анитчастица отличается противоположным знаком
поляризации.
Если раньше уравнение Дирака для нейтрино включало четыре различ-
ных состояния, четыре компоненты (частица и античастица, и у каждой два
возможных направления спина - по и против импульса), то теперь число
состояний уменьшилось до двух. в соответствии с этим новая теория получила
название двухкомпонентной. В ее создании приняли участие физики -
теоретики из разных стран Л. Ландау (СССР), А. Салам (Пакистан), Т. Ли и
Ч. Янг (США). Поставленные опыты подтвердили, что спин антинейтрино
направлен по импульсу частицы, а нейтрино - против.
Поведение полностью поляризованной частицы напоминает движение винта или буравчика, если уподобить спин вращению рукоятки, а направление импульса - направлению закручивания винта. Так же, как у частицы, поступательное и вращательное движение винта жестко связаны. При этом аналогом антинейтрино является винт с правой резьбой, закручивающийся по часовой стрелке, а нейтрино - винт с левой резьбой.
При отражении в зеркале, нейтрино изменит знак импульса на обратный, а направление спина не измениться. В результате из левого винта мы получим правый, из частицы античастицу. Раньше это запрещал закон сохранения пространственной четности, теперь ограничение было снято.
Образовывалась явная не симметрия между "нашим" и "зеркальным" мирами.
Л.Д. Ландау предположил, что слабое взаимодействие обладает более сложным типом симметрии, чем просто зеркальное отображение. Нашему миру симметричен не просто зеркальный мир, а зеркальный антимир, в ко- тором все частицы заменены на античастицы, нейтрино - на антинейтрино. Только такие миры неразличимы.
В теории двухкомпонентного нейтрино отрицательный результат опытов
Дэвиса вытекал из поляризации. Действительно, чтобы вызвать процесс на
хлоре-37, требовалось нейтрино "левый винт", а реактор излучает
- 25 -
антинейтрино - "правый винт". И реакцию обратного [pic]- распада этим час- тицам так же невозможно вызывать, как завинтить такой винт в отверстие с левой резьбой.
Следует отметить еще, что степень поляризации легких частиц e- (e+) и [pic]([pic]) оказались тесно связанной с наличием у них массы.
Действительно, если полная поляризация нейтрино есть фундаментальное
внутреннее свойство частицы, отличающее [pic]от [pic], то такая частица
обязана (!) иметь нулевую массу и двигаться со скоростью V> V[pic] ( но в
тоже время V < c ), и в этой системе нейтрино полетит в обратную сторону, а направление спина частицы не изменится. Это будет означать, что
внутреннее свойство частицы зависит от системы отсчета, чего быть не
должно. Поэтому скорость нейтрино V[pic] должна быть точно равна скорости
света с и масса его m[pic] равна нулю.
Насколько точно можно считать нейтрино полностью поляризованной частицей, насколько строго подтверждаются двухкомпонентная теория?
Результаты прямых опытов (М. Гольдгабер и др., 1958 г.) давали
возможность отклонения поляризации от полной вплоть до 20%. На осно- вании
более поздних экспериментов можно было считать, что этот диапазон не более
10% Что касается опытов Дэвиса, то, как мы видели, они допускали 10%
отклонения. Это в том случае, если отличие нейтрино от антинейтрино
объяснялось бы только поляризацией частиц.
Вместе с тем красота двухкомпонентной теории оказывала сильнейшее влияние на общественно физическое мнение. И действительно, с 1957 до 1980 г. не было ни одного опытного факта, который противоречил бы полной поляризации нейтрино.
В институте теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ) в
Москве группа ученых В.А. Любимов, В.З. Нозик, Е.Ф. Третьяков и В.С.
Козик в 1980 г. завершила чрезвычайно трудный пятилетний цикл исследований и пришла к выводу, что масса электронного антинейтрино не равна 0, а
лежит в пределах от 14 до 46 эВ.
Обнаруженная масса [pic]е приблизительно в 20 000 раз меньше, чем
масса электрона, и на процессы [pic]- распада, где выделяется энергия ~
106 эВ, практически влияния не оказывает.
Если результаты эксперимента ИТЭФ правильны, то весьма вероятно, что и [pic][pic], о которых речь пойдет ниже, также имеют массы и,
- 26 -
возможно, существенно большие. Современные оценки m[pic] < 0,65МэВ, m[pic]< 250 МэВ.
Теория двухкомпонентного нейтрино, в котором масса нейтрино должна быть тождественно равной 0, нарушиться, и поляризация будет неполной, хотя отклонение будет весьма мало. Кроме того, из этого вытекает множество других следствий, например связь между массой нейтрино и плотностью вещества во вселенной.
- 27 -
4. ТИПЫ НЕЙТРИНО.
Число реакций, идущих с участием нейтрино, значительно расширилось после того, как началось изучение распадов космических частиц и частиц, рождающихся в опытах на ускорителях высоких энергий.
Рис. 3. Следы процесса [pic]+ [pic] [pic]+ [pic] e+ в фотоэмульсии.
Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: дипломы курсовые, конспект урока изложения.
Предыдущая страница реферата | 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 | Следующая страница реферата