Elementarna čestica. Nazivna čestica A b čestice
B-ČESTICA
vidi beta česticu.
Medicinski termini. 2012
Pogledajte i tumačenja, sinonime, značenja riječi i šta je B-ČESTICA na ruskom u rječnicima, enciklopedijama i referentnim knjigama:
- PARTICLE
ili molekula - vidi Hemija, ... - PARTICLE u Enciklopedijskom rječniku:
1, -s, f. 1. Mali dio, stepen, količina nečega. Najmanji deo talenta. 2. Isto kao i osnovni tip sata (spec.). … - PARTICLE u Enciklopediji Brockhausa i Efrona:
ili molekula? vidi hemija,... - PARTICLE u potpuno naglašenoj paradigmi prema Zaliznyaku:
dijelovi "tsy, dijelovi" tsy, dijelovi "tsy, dijelovi" ts, dijelovi "tse, dijelovi" tsam, dijelovi "tsu, dijelovi" tsy, dijelovi "tsei, dijelovi" tse, dijelovi "tsami, dijelovi" tse, .. . - PARTICLE u Tezaurusu ruskog poslovnog vokabulara:
Syn: iskra, zrno, ... - PARTICLE u ruskom tezaurusu:
Syn: iskra, zrno, ... - PARTICLE u rječniku sinonima ruskog jezika:
Syn: iskra, zrno, ... - PARTICLE u Novom objašnjavajućem i derivacionom rečniku ruskog jezika Efremova:
1. g. 1) a) Mali dio, mali dio smth. cijeli. b) trans. Mali stepen, mala količina; zrno. 2) Najjednostavniji, elementarni... - PARTICLE u Kompletnom pravopisnom rječniku ruskog jezika:
čestica, -s, tv. … - PARTICLE u pravopisnom rječniku:
čestica, -s, tv. … - PARTICLE u Rječniku ruskog jezika Ozhegov:
1 mali dio, stepen, količina nečega Najmanji dio talenta. čestica 2 U gramatici: funkcijska riječ koja je uključena u formiranje oblika ... - PARTICLE u Dahlovom rječniku:
(skraćenica) čestica (dio ... - PARTICLE u Objašnjavajućem rečniku ruskog jezika Ušakov:
čestice, g. 1. Mali udio, dio nečega. Najmanja čestica prašine. Spreman sam ovog trenutka da izgubim svoju decu, svoje imanje i sve što... - PARTICLE u Objašnjavajućem rječniku Efremove:
čestica 1. g. 1) a) Mali dio, mali dio smth. cijeli. b) trans. Mali stepen, mala količina; zrno. 2) Najjednostavniji, ... - PARTICLE u Novom rečniku ruskog jezika Efremova:
I 1. Mali dio, mali dio nečega cijelog. ott. trans. Mali stepen, mala količina; zrno. 2. Najjednostavniji, elementarni dio... - PARTICLE u Velikom modernom objašnjavajućem rečniku ruskog jezika:
I 1. Mali dio, dio nečega cjeline. 2. Mala količina nečega; zrno. II dobro. 1. Najjednostavniji, elementarni dio u ... - ELEMENTARNE ČESTICE
čestice. Uvod. E. h. u tačnom značenju ovog pojma su primarne, dalje nerazgradive čestice, od kojih su, po pretpostavci, ... - AKCELATORI ČESTICA u Velikoj sovjetskoj enciklopediji, TSB:
naelektrisane čestice - uređaji za dobijanje naelektrisanih čestica (elektrona, protona, atomskih jezgara, jona) visokih energija. Ubrzanje se vrši električnim... - KVANTNA TEORIJA POLJA u Velikoj sovjetskoj enciklopediji, TSB:
teorija polja. Kvantna teorija polja - kvantna teorija sistema sa beskonačnim brojem stepeni slobode (fizička polja).K. itd., ... - KVANTNA MEHANIKA u Velikoj sovjetskoj enciklopediji, TSB:
mehanika valna mehanika, teorija koja uspostavlja način opisivanja i zakone kretanja mikročestica (elementarnih čestica, atoma, molekula, atomskih jezgara) i njihovih sistema... - ANTIČESTICE u Velikoj sovjetskoj enciklopediji, TSB:
grupa elementarnih čestica koje imaju iste vrijednosti masa i drugih fizičkih karakteristika kao i njihovi "blizanci" - čestice, ali ... - ALPHA DECAY u Velikoj sovjetskoj enciklopediji, TSB:
(a-raspad), emisija alfa čestica od strane atomskih jezgara u procesu spontanog (spontanog) radioaktivnog raspada (vidi Radioaktivnost). Na A. - rijeci. od radioaktivnog ("roditeljskog") ... - AUTOFAZIRANJE u Velikoj sovjetskoj enciklopediji, TSB:
fenomen koji osigurava ubrzanje elektrona, protona, alfa čestica, višestruko nabijenih jona do visokih energija (od nekoliko MeV do stotina GeV) u većini ... - ELEKTROMETALURGIJA
- FRANZENSBAD u Enciklopedijskom rječniku Brockhausa i Euphrona:
(Franzensbad ili Kaiser-Franzensbad) je poznato austrijsko ljetovalište u Češkoj, 41/2 km od grada Egera, na nadmorskoj visini od 450 m iznad… - PORCULAN u Enciklopedijskom rječniku Brockhausa i Euphrona:
(prod.). - F. se odnosi na odjel keramičkih proizvoda (vidi Proizvodnja grnčarije) sa lobanjom nepropusnom za tekućine; od kamenih proizvoda (gr?s) ... - FIZIČKE TABELE u Enciklopedijskom rječniku Brockhausa i Euphrona:
Fizički termometri su skup numeričkih podataka koji karakteriziraju fizička svojstva različitih tvari. U takvoj T. obično se stavljaju oni podaci koji mogu ... - TABLICE ZA PRETVARANJE METRIČKIH DECIMALNIH MJERA U RUSKI I RUSKI - U METRIČKE u Enciklopedijskom rječniku Brockhausa i Euphrona:
U Enciklopedijskom rječniku općenito je prihvaćena upotreba decimalnih mjera, čiji sistem zbog svoje jednostavnosti obećava da će uskoro postati internacionalan. Njegova glavna jedinica... - ŠTRAKOVI RADNIKA u Enciklopedijskom rječniku Brockhausa i Euphrona:
I U užem smislu, S. se naziva zajedničkim prestankom rada za preduzetnika, kako bi se od njega postigao profitabilniji za radnike... - ALKOHOLMETRIJA u Enciklopedijskom rječniku Brockhausa i Euphrona:
S. ili alkoholimetrija je skup metoda koje se koriste za određivanje količine alkohola (bezvodni alkohol, etil alkohol) u raznim vrstama alkoholnih tečnosti,... - ALKOHOL, PROIZVODNJA I POTROŠNJA u Enciklopedijskom rječniku Brockhausa i Euphrona:
Proizvodnja S. u Rusiji nastala je nešto kasnije nakon što je otkrivena i proširena u zapadnoj Evropi, tj. - SUMPOR, HEMIJSKI ELEMENT u Enciklopedijskom rječniku Brockhausa i Euphrona.
- ŠEĆERNA REPA u Enciklopedijskom rječniku Brockhausa i Euphrona:
(poljoprivredna) - Vrijednost S. za kulturu polja i narodnu privredu. - Mesta uzgoja šećerne S. u Rusiji. - Veličina useva... - SANITARNI USLOVI U RUDARSTVU u Enciklopedijskom rječniku Brockhausa i Euphrona:
\[Ovaj članak je postavljen ovdje kao dodatak člancima Rudari, Gorska policija i Rudarstvo.\]. - Broj radnika uključenih u rudarstvo iz ... - Rybinsk u Enciklopedijskom rječniku Brockhausa i Euphrona:
okružni grad u Jaroslavskoj guberniji, na rijeci Volgi, na ušću rijeke Čeremke. Rijeka Šeksna se ulijeva u Volgu protiv grada. … - RUSIJA. EKONOMSKI ODJEL: OSIGURANJE u Enciklopedijskom rječniku Brockhausa i Euphrona:
1) Opšti pregled. Trenutno u R. djeluju sljedeći oblici osiguravajućih organizacija: 1) vladine agencije, 2) zemske institucije, 3) ... - RUSIJA. EKONOMSKI ODSJEK: PUTEVI KOMUNIKACIJE u Enciklopedijskom rječniku Brockhausa i Euphrona:
I I. Prvi istorijski podaci koji upućuju na određenu organizaciju rada na cestama u R. datiraju iz 17. stoljeća. i ukaži na... - PLODNOST u Enciklopedijskom rječniku Brockhausa i Euphrona:
ili fertilitet stanovništva - odnos broja rođenih i broja stanovnika u datom trenutku, na datoj teritoriji. Od zemalja o kojima... - REAL SCHOLS u Enciklopedijskom rječniku Brockhausa i Euphrona:
Početna istorija R. škola na Zapadu usko je povezana sa istorijom realnog obrazovanja u Nemačkoj, prva koja je koristila naziv Realschule... - RACES u Enciklopedijskom rječniku Brockhausa i Euphrona:
ili rasa čovečanstva. - Postojanje fizičkih razlika među ljudima ili podjelu čovječanstva u posebne rase priznaju manje-više svi... - GRADSKI TROŠKOVI u Enciklopedijskom rječniku Brockhausa i Euphrona:
Prema gradskom propisu iz 1892. godine u fondove gradskog naselja spadaju sljedeće stavke R.: održavanje gradske javne uprave i proizvodnja penzija... - PŠENICA U POLJOPRIVREDI I PRIVREDI u Enciklopedijskom rječniku Brockhausa i Euphrona.
- ORGANIZACIJA TRUPATA u Enciklopedijskom rječniku Brockhausa i Euphrona:
Glavna načela O. trupa određena su njenom svrhom: da budu oružana snaga države. Spolja gledano, veza između vojske i države izražava se supremacijom... - PLATA GOTOVINA u Enciklopedijskom rječniku Brockhausa i Euphrona:
1) u vojnom odjelu - oni, kao i O. u pomorskom odjelu, imaju različita značenja, s jedne strane za oficire i ... - PRUGA MOSKVA-JAROSLAVSK-ARKHANGELSK u Enciklopedijskom rječniku Brockhausa i Euphrona:
Početak ove sada značajne mreže željezničkih pruga bila je M.-Jaroslavska željeznica, koja je postojala i prije objavljivanja povelje društva. dor. linija Moskva - ... - MOSKVA-KURSKA, MOSKVA-NIŽNJI NOVGORODSKA I MUROMSKA ŽELEZNICA u Enciklopedijskom rječniku Brockhausa i Euphrona:
vlada; menadžmenta u Moskvi. Sastoji se od linija: M.-Kursk 503 vek, M.-Nižnji Novgorod 410 vek. i Muromskaja 107 st., ukupno 1020 st. … - MARIINSKY SYSTEM u Enciklopedijskom rječniku Brockhausa i Euphrona:
I je najvažniji od plovnih puteva koji povezuju rijeku Volgu sa lukom Sankt Peterburg. Glavni delovi sistema: reka Šeksna, Beloozero, reka Kovzha (kaspijsko ...
1.2. Svojstva β -zračenje
Beta zračenje ( b -čestice) je tok elektrona (pozitrona), od kojih svaki ima naelektrisanje jednako jednom elementarnom naelektrisanju, 4,8 × 10 - 10 CGSE elektrostatičkih jedinica ili 1,6 10 -19 kulona. masa mirovanja b -čestica je jednaka 1/1840 elementarne mase atoma vodika, (7000 puta manje od mase α -čestice) ili u apsolutnim jedinicama 9,1 × 10 -28 g b čestice se kreću brzinom mnogo većom od α -čestice jednake »0,988 (Ajnštajnova masa) brzine svetlosti, onda njihovu masu treba izračunati prema relativističkoj jednačini:
gdje onda - masa mirovanja (9,1 10 -28 g);
V - brzina β -čestice;
C je brzina svjetlosti.
Za najbrže β -čestice m ≈ 16 m o .
Prilikom emitovanja jednog b -čestice serijski broj elementa se povećava (emisija elektrona) ili smanjuje (emisija pozitrona) za jedan. Beta raspad je obično praćen g -zračenje. Svaki radioaktivni izotop emituje skup b -čestice vrlo različitih energija, koje, međutim, ne prelaze određenu maksimalnu energetsku karakteristiku datog izotopa.
Energy Spectra b -zračenje su prikazane na sl. 1.5, 1.6. Pored kontinuiranog energetskog spektra, neke radioelemente karakteriše prisustvo linijskog spektra povezanog sa ekstrakcijom sekundarnih elektrona g-kvantima iz elektronskih orbita atoma (fenomen unutrašnje konverzije). Ovo se dešava kada β - raspad prolazi kroz srednji energetski nivo, a ekscitacija se može ukloniti ne samo emitovanjem γ -kvantnim, ali i izbacivanjem elektrona iz unutrašnje ljuske.
Međutim, broj b -čestice koje odgovaraju ovim linijama su male.
Kontinuitet beta spektra se objašnjava istovremenom emisijom b -čestice i neutrini.
p = n + β + + η(neutrino)
n = p + β - + η(antineutrino)
Neutrino preuzima dio energije beta raspada.
Prosječna energija b -čestica je jednaka 1/3. E max i fluktuira između 0,25–0,45 E max za razne supstance. Između maksimalne energije E max b -konstanta zračenja i raspada l element Sergent uspostavio je omjer (za E max > 0,5 Mev),
l = k∙E 5 max (1.12)
Dakle, za β - energija zračenja β -čestice su veće, kraći je poluživot. Na primjer:
Pb 210 (RaD) T = 22 godine, E max = 0,014 MeV;
Bi 214 (RaC) T = 19,7 mjeseci, E max = 3,2 MeV.
1.2.1. Interakcija β - zračenje materijom
Prilikom interakcije β -čestice sa materijom, mogući su sledeći slučajevi:
a) Jonizacija atoma. Prati ga karakteristično zračenje. Sposobnost jonizacije β -čestice zavisi od njihove energije. Specifična jonizacija je veća, što je manje energije β -čestice. Na primjer, sa energijom β -čestice 0,04 MeV 200 parova jona se formira na 1 cm putanje; 2 MeV - 25 pari; 3 MeV - 4 para.
b) Ekscitacija atoma. To je tipično za β -čestice sa velikom energijom, kada je vreme interakcije β -čestica sa elektronom je malo i verovatnoća jonizacije je mala; u ovom slučaju β -čestica pobuđuje elektron, pobuđena energija se uklanja emitovanjem karakterističnih rendgenskih zraka, a kod scintilatora se značajan dio energije pobude manifestuje u obliku bljeska - scintilacije (tj. u vidljivom području).
c) Elastično rasipanje. Javlja se kada se električno polje jezgra (elektrona) odbije β -čestica, dok energija β -čestice se ne menjaju, menja se samo smer (za mali ugao);
d) Usporenje elektrona u Kulonovom polju jezgra. U ovom slučaju, elektromagnetno zračenje nastaje sa većom energijom, što je veće ubrzanje elektrona. Budući da pojedinačni elektroni doživljavaju različita ubrzanja, spektar kočnog zračenja je kontinuiran. Gubitak energije za kočno zračenje određen je izrazom: omjer gubitaka energije za kočno zračenje prema gubicima za pobudu i ionizaciju:
Prema tome, gubici i kočno svjetlo su značajni samo za velike energije elektrona s velikim atomskim brojevima.
Za većinu β -čestice, maksimalna energija leži u opsegu od 0,014–1,5 MeV, možemo pretpostaviti da za 1 cm putanje β -čestice formiraju 100 - 200 pari jona. α -čestica na 1 cm putanje formira 25 - 60 hiljada parova jona. Stoga možemo pretpostaviti da je specifičan jonizacioni kapacitet β- zračenje je dva reda veličine manje od α-zračenja. Manje jonizacije - energija se gubi sporije, budući da je snaga jonizacije (i vjerovatnoća ekscitacije) β -čestice su 2 reda veličine manje, što znači da usporava 2 reda veličine sporije, tj. β -čestice su 2 reda veličine veće od za α- čestice. 10 mg / cm 2 100 \u003d 1000 mg / cm 2 ≈ 1 g / cm 2.
Alfa(a) zraci- pozitivno nabijeni ioni helijuma (He ++), koji lete iz atomskih jezgara brzinom od 14.000-20.000 km/h. Energija čestica je 4-9 MeV. a-zračenje se po pravilu uočava u teškim i pretežno prirodnim radioaktivnim elementima (radijum, torij, itd.). Raspon a-čestice u vazduhu raste sa povećanjem energije a-zračenja.
Na primjer, a-čestice torijuma(Th232), koji ima energiju od 3,9 V MeV, prolazi 2,6 cm u vazduhu, a a-čestice radijuma C sa energijom od 7,68 MeV imaju hod od 6,97 cm. Minimalna debljina apsorbera potrebna za potpunu apsorpciju čestica naziva se puštanje ovih čestica u datu supstancu. Opseg a-čestica u vodi i tkivu je 0,02-0,06 mm.
a-čestice potpuno apsorbiran komadom maramice ili tankim slojem aluminija. Jedno od najvažnijih svojstava alfa zračenja je njegovo snažno jonizujuće dejstvo. Na putu kretanja, a-čestica u gasovima formira ogroman broj jona. Na primjer, u zraku na 15° i 750 mm pritiska, jedna a-čestica proizvodi 150.000-250.000 pari jona, ovisno o svojoj energiji.
Na primjer, specifična jonizacija u zraku a-čestice radona, koji ima energiju od 5,49 MeV, je 2500 parova jona po putu od 1 mm. Gustina jonizacije na kraju α-čestica se povećava, tako da je oštećenje ćelija na kraju ciklusa približno 2 puta veće nego na početku ciklusa.
Fizička svojstva a-čestica odrediti karakteristike njihovog biološkog djelovanja na organizam i metode zaštite od ove vrste zračenja. Vanjsko zračenje a-zracima nije opasno, jer je dovoljno odmaknuti se od izvora za nekoliko (10-20) centimetara ili postaviti jednostavan paravan od papira, tkanine, aluminijuma i drugih uobičajenih materijala kako bi zračenje bilo potpuno apsorbuje.
najveći opasnost a-zraka predstavljaju kada se udare i deponuju unutar radioaktivnih elemenata koji emituju a. U tim slučajevima ćelije i tkiva tela se direktno zrače a-zracima.
Beta(b)-zraci- struja elektrona izbačenih iz atomskih jezgara brzinom od približno 100.000-300.000 km/s. Maksimalna energija p-čestica je u rasponu od 0,01 do 10 MeV. Naboj b-čestice je po predznaku i veličini jednak naboju elektrona. Radioaktivne transformacije tipa b-raspada rasprostranjene su među prirodnim i umjetnim radioaktivnim elementima.
b-zrake imaju mnogo veću moć prodiranja od a-zraka. Ovisno o energiji b-zraka, njihov raspon u zraku kreće se od frakcija milimetra do nekoliko metara. Tako je raspon b-čestica sa energijom 2-3 MeV u zraku 10-15 m, a u vodi i tkivu se mjeri u milimetrima. Na primjer, raspon b-čestica koje emituje radioaktivni fosfor (P32) sa maksimalnom energijom od 1,7 MeV u tkivu je 8 mm.
b-čestica sa energijom, jednak 1 MeV, može formirati oko 30.000 pari jona na svom putu u vazduhu. Jonizujuća sposobnost b-čestica je nekoliko puta manja od sposobnosti a-čestica iste energije.
Izloženost b-zracima na tijelu se može manifestirati i vanjskim i unutrašnjim zračenjem, u slučaju gutanja aktivnih supstanci koje emituju b-čestice u tijelo. Za zaštitu od b-zraka pri vanjskom zračenju potrebno je koristiti zaslone od materijala (staklo, aluminijum, olovo itd.). Intenzitet zračenja se može smanjiti povećanjem udaljenosti od izvora.
Od čega su napravljena jezgra? Kako se dijelovi jezgra drže zajedno? Utvrđeno je da postoje sile ogromne veličine koje drže sastavne dijelove jezgra. Kada se te sile oslobode, oslobođena energija je ogromna u poređenju sa hemijskom energijom, to je kao da poredite eksploziju atomske bombe sa eksplozijom TNT-a. To se objašnjava činjenicom da je atomska eksplozija uzrokovana promjenama unutar jezgra, dok se prilikom eksplozije TNT-a samo elektroni na vanjskoj ljusci atoma preuređuju.Koje su to sile koje drže neutrone i protone zajedno u jezgru?
Električna interakcija je povezana sa česticom - fotonom. Slično, Yukawa je sugerirao da privlačne sile između protona i neutrona imaju posebnu vrstu polja i da se oscilacije ovog polja ponašaju kao čestice. To znači da je moguće da, osim neutrona i protona, na svijetu postoje još neke čestice. Yukawa je mogao zaključiti svojstva ovih čestica iz već poznatih karakteristika nuklearnih sila. Na primjer, on je predvidio da bi trebali imati masu 200-300 puta veću od mase elektrona. I, o, čudo!- čestica takve mase upravo je otkrivena u kosmičkim zracima! Međutim, nešto kasnije se pokazalo da to uopće nije ista čestica. Zvali su ga mion, ili mion.
Pa ipak, malo kasnije, 1947. ili 1948. godine, otkrivena je čestica, π-mezon, ili pion, koja je ispunjavala Yukavine zahtjeve. Ispada da se protonu i neutronu mora dodati pion da bi se dobile nuklearne sile. „Savršeno! - uzviknut ćete.- Uz pomoć ove teorije sada ćemo izgraditi kvantnu nuklearnu dinamiku, a pioni će služiti svrhama za koje ih je Yukawa uveo; Hajde da vidimo da li ova teorija funkcioniše, i ako jeste, objasnićemo sve." Uzaludne nade! Pokazalo se da su proračuni u ovoj teoriji toliko komplikovani da ih još niko nije uspeo da uradi i izvuče bilo kakve posledice iz teorije, niko nije imao sreće da je uporedi sa eksperimentom. I to traje skoro 20 godina!
Nešto se ne drži teorijom; ne znamo da li je to istina ili ne; međutim, već znamo da tu nešto nedostaje, da se u tome kriju neke nepravilnosti. Dok smo gazili po teoriji, pokušavajući izračunati posljedice, eksperimentatori su za to vrijeme otkrili nešto. Pa, isti μ-mezon, ili mion. I još uvijek ne znamo za šta je to dobro. Opet, mnoge "dodatne" čestice pronađene su u kosmičkim zracima. Do danas ih je već preko 30, a povezanost između njih još je teško dokučiti, a nije jasno šta priroda želi od njih i koji od njih zavisi od koga. Pred nama se sve te čestice još ne pojavljuju kao različite manifestacije iste suštine, a činjenica da postoji gomila disparatnih čestica samo je odraz prisustva nekoherentnih informacija bez podnošljive teorije. Nakon neospornih uspjeha kvantne elektrodinamike - neki skup informacija iz nuklearne fizike, ostaci znanja, poluiskusni, poluteorijski. Pitaju se, recimo, o prirodi interakcije protona sa neutronom i da pogledaju šta će od toga proizaći, a da zapravo ne razumeju odakle te sile dolaze. Osim onoga što je opisano, nije bilo značajnog napretka.
Ali na kraju krajeva, bilo je i mnogo hemijskih elemenata, i odjednom su uspeli da vide vezu između njih, izraženu periodnim sistemom Mendeljejeva. Recimo da su kalij i natrijum - supstance koje su slične po hemijskim svojstvima - u tabeli svrstane u jednu kolonu. Dakle, pokušali smo da napravimo tablicu poput periodnog sistema za nove čestice. Jednu takvu tablicu nezavisno su predložili Gell-Mann u SAD-u i Nishijima u Japanu. Osnova njihove klasifikacije je novi broj, poput električnog naboja. Pripisuje se svakoj čestici i naziva se njena "čudnost" S. Ovaj broj se ne mijenja (baš kao električni naboj) u reakcijama koje proizvode nuklearne sile.
U tabeli. 2.2 prikazuje nove čestice. Za sada nećemo o njima detaljno. Ali tabela barem pokazuje koliko još malo znamo. Ispod simbola svake čestice je njena masa, izražena u određenim jedinicama koje se nazivaju megaelektronvolti, ili MeV (1 MeV je 1,782 * 10 -27 G). Nećemo ulaziti u istorijske razloge koji su iznudili uvođenje ove jedinice. Čestice su masivnije u gornjoj tabeli. U jednoj koloni su čestice istog električnog naboja, neutralne - u sredini, pozitivne - desno, negativne - lijevo.
Čestice su podvučene punom linijom, "rezonancije" - potezima. Neke čestice uopće nisu u tabeli: nema fotona i gravitona, vrlo važne čestice s nultom masom i nabojem (ne spadaju u klasifikacionu shemu barion-mezon-lepton), a nema ni nekih novih rezonancija (φ , f, Y *, itd.). Antičestice mezona su date u tabeli, a za antičestice leptona i bariona bilo bi potrebno sastaviti novu tabelu sličnu ovoj, ali samo preslikanu u odnosu na nultu kolonu. Iako su sve čestice, osim elektrona, neutrina, fotona, gravitona i protona, nestabilne, njihovi proizvodi raspada zapisani su samo za rezonancije. Čudnost leptona također nije napisana, jer ovaj koncept nije primjenjiv na njih - oni nemaju jaku interakciju s jezgrima.
Čestice koje su zajedno sa neutronom i protonom nazivaju se barioni. Ovo je "lambda" sa masom od 1115,4 MeV i tri druge "sigme", nazvane sigma-minus, sigma-nula, sigma-plus, sa skoro istim masama. Grupe čestica gotovo iste mase (razlika od 1-2%) nazivaju se multipleti. Sve čestice u multipletu imaju istu neobičnost. Prvi multiplet je par (dublet) proton - neutron, zatim dolazi singlet (single) lambda, zatim triplet (triple) sigma, dublet xi i singlet omega-minus. Počevši od 1961. godine počele su da se otkrivaju nove teške čestice. Ali da li su to čestice? Imaju tako kratak životni vek (raspadaju se čim se formiraju) da se ne zna da li ih nazvati novim česticama ili ih smatrati "rezonantnom" interakcijom između njihovih proizvoda raspada, recimo, Λ i π na nekoj fiksnoj energije.
Za nuklearne interakcije, osim bariona, potrebne su i druge čestice - mezoni. To su, prvo, tri varijante piona (plus, nula i minus), formirajući novi triplet. Pronađene su i nove čestice - K-mezoni (ovo je dublet K+ i K 0 ). Svaka čestica ima antičesticu, osim ako čestica nije njena sopstvena antičestica, recimo π+ i π- su jedna drugoj antičestice, a π 0 je sopstvena antičestica. Antičestice i K- sa K + , i K 0 sa K 0 `. Osim toga, nakon 1961. počeli smo da otkrivamo nove mezone, ili neku vrstu mezona, koji se raspadaju gotovo trenutno. Jedan takav kuriozitet se zove omega, ω, njegova masa je 783, pretvara se u tri piona; postoji još jedna formacija iz koje se dobija par piona.
Kao što su neke rijetke zemlje ispale iz vrlo uspješnog periodnog sistema, tako neke čestice ispadaju iz naše tablice. To su čestice koje nemaju snažnu interakciju s jezgrama, nemaju nikakve veze s nuklearnom interakcijom, a nemaju ni snažnu interakciju jedna s drugom (jaka se podrazumijeva kao moćna vrsta interakcije koja daje atomsku energiju). Ove čestice se nazivaju leptoni; tu spadaju elektron (veoma lagana čestica sa masom od 0,51 MeV) i mion (sa masom 206 puta većom od mase elektrona). Koliko možemo suditi iz svih eksperimenata, elektron i mion se razlikuju samo po masi. Sva svojstva miona, sve njegove interakcije se ne razlikuju od svojstava elektrona - samo je jedan teži od drugog. Zašto je teži, čemu koristi, ne znamo. Pored njih, postoji i neutralna grinja - neutrino, sa masom nula. Štaviše, sada je poznato da postoje dvije vrste neutrina: jedna povezana s elektronima, a druga s mionima.
Konačno, postoje još dvije čestice koje također ne stupaju u interakciju s jezgrima. Jedan koji već znamo je foton; a ako gravitaciono polje ima i kvantnomehanička svojstva (iako kvantna teorija gravitacije još nije razvijena), onda, možda, postoji i gravitonska čestica sa nultom masom.
Šta je "nulta masa"? Mase koje smo dali su mase čestica u mirovanju. Ako čestica ima masu nula, to znači da se ne usuđuje da miruje. Foton nikada ne miruje, njegova brzina je uvijek 300.000 km/sec. Još ćemo razumjeti teoriju relativnosti i pokušati dublje proniknuti u značenje pojma mase.
Dakle, suočeni smo sa čitavim nizom čestica, koje zajedno izgledaju kao veoma fundamentalni deo materije. Na sreću, ove čestice se ne razlikuju sve u međusobnoj interakciji. Očigledno, postoje samo četiri vrste interakcija između njih. Navodimo ih prema opadajućoj jačini: nuklearne sile, električne interakcije, (interakcija β-raspada i gravitacija. Foton je u interakciji sa svim nabijenim česticama sa silom koju karakteriše neki konstantni broj 1/137. Detaljan zakon ove veze je poznat - ovo je kvantna elektrodinamika.Gravitacija je u interakciji sa bilo kojom energijom,ali izuzetno slabo,mnogo slabija od elektriciteta.I ovaj zakon je poznat.Potom postoje tzv.slabi raspadi:β-raspad, zbog kojeg se neutron prilično sporo raspada u proton, elektron i neutrino.Ovde je zakon pojašnjen I takozvana jaka interakcija (veza mezona sa barionom) ima silu jednaku jedan na ovoj skali, i njen zakon je potpuno nejasan, iako neki poznata su pravila, kao što je činjenica da se broj bariona ne mijenja ni u jednoj reakciji.
Situacija u kojoj se nalazi moderna fizika mora se smatrati strašnom. Sažeo bih to ovim rečima: izvan jezgra, čini se da znamo sve; unutar nje je kvantna mehanika validna, kršenja njenih principa tu nisu pronađena.
Pozornica na kojoj djeluje svo naše znanje je relativistički prostor-vrijeme; moguće je da je s njim povezana i gravitacija. Ne znamo kako je nastao Univerzum i nikada nismo postavljali eksperimente kako bismo precizno testirali naše ideje o prostor-vremenu na malim udaljenostima, znamo samo da su izvan ovih udaljenosti naši pogledi nepogrešivi. Moglo bi se dodati i da su pravila igre principi kvantne mehanike; a, koliko znamo, primjenjuju se na nove čestice ništa gore nego na stare. Potraga za porijeklom nuklearnih sila vodi nas do novih čestica; ali sva ova otkrića samo izazivaju zabunu. Nemamo potpuno razumijevanje njihovih međusobnih odnosa, iako smo već vidjeli neke upadljive veze među njima. Mi se, očigledno, postepeno približavamo razumijevanju svijeta izvanatomskih čestica, ali nije poznato koliko smo daleko otišli tim putem.
Prirodni radioaktivni b-raspad se sastoji u spontanom raspadu jezgara uz emisiju b-čestica - elektrona. Pravilo pomaka za
prirodni (elektronski) b-raspad opisuje se izrazom:
Z X A® Z + 1 Y A+ - 1 e 0 .(264)
Proučavanje energetskog spektra b-čestica pokazalo je da, za razliku od spektra a-čestica, b-čestice imaju kontinuirani spektar od 0 do Emax. Kada je otkriven b-raspad, bilo je potrebno objasniti sljedeće:
1) zašto matično jezgro uvijek gubi energiju E max , dok energija b-čestica može biti manja od E max ;
2) kako nastaje -1e0 u b-raspadu?, jer elektron nije dio jezgra;
3) ako tokom b-raspada leti - 1 e 0, tada se krši zakon održanja ugaonog momenta: broj nukleona ( ALI) se ne mijenja, ali elektron ima spin ½ħ, pa se u desnoj strani relacije (264) spin razlikuje od spina lijeve strane relacije za ½ ħ.
Da bi se izvukao iz teškoća 1931. Pauli je predložio da osim - 1 e 0 tokom b-raspada, druga čestica izleti - neutrino (o o), čija je masa mnogo manja od mase elektrona, naboj je 0 i spin s = ½ ħ. Ova čestica nosi energiju E max - E β i osigurava primjenu zakona održanja energije i impulsa. Otkriven je eksperimentalno 1956. godine. Poteškoće u otkrivanju o o povezane su s njegovom malom masom i neutralnošću. U tom smislu, o o može putovati velike udaljenosti prije nego što ga materija apsorbira. U vazduhu se jedan akt jonizacije pod dejstvom neutrina dešava na udaljenosti od oko 500 km. Opseg o o sa energijom od 1 MeV u olovu ~10 18 m. o o može se pronaći posredno korištenjem zakona održanja količine gibanja u b-raspadu: zbir vektora impulsa - 1 e 0 , o o i jezgro trzanja treba da bude jednako 0. Eksperimenti su potvrdili ovo očekivanje.
Budući da se broj nukleona ne mijenja tokom b-raspada, ali se naboj povećava za 1, jedino objašnjenje za b-raspad može biti sljedeće: jedno od o n 1 jezgro se pretvara u 1 r 1 sa emisijom - 1 e 0 i neutrino:
o n 1 → 1 r 1 + - 1 e 0+o o (265)
Utvrđeno je da prirodni b-raspad emituje elektronski antineutrino - o o. Energetski, reakcija (265) je povoljna, budući da je masa mirovanja o n 1 više mase za odmor 1 r 1. Za očekivati je bilo besplatno o n 1 radioaktivan. Ovaj fenomen je zapravo otkriven 1950. godine u visokoenergetskim neutronskim tokovima koji nastaju u nuklearnim reaktorima i služi kao potvrda mehanizma b-raspada prema shemi (262).
Razmatrani b-raspad naziva se elektronskim. Godine 1934. Frederic i Joliot-Curie otkrili su umjetni pozitron b-raspad, u kojem antičestica elektrona, pozitron i neutrino, pobjegnu iz jezgra (vidi reakciju (263)). U ovom slučaju, jedan od protona jezgra pretvara se u neutron:
1 r 1 → o n 1+ + 1 e 0+ o o (266)
Za slobodni proton takav proces je nemoguć, iz energetskih razloga, jer masa protona je manja od mase neutrona. Međutim, u jezgri, proton može posuditi potrebnu energiju od drugih nukleona u jezgri. Dakle, reakcija (344) se može dogoditi i unutar jezgra i za slobodni neutron, dok se reakcija (345) događa samo unutar jezgra.
Treći tip b-raspada je K-hvatanje. U ovom slučaju, jezgro spontano hvata jedan od elektrona K-ljuske atoma. U ovom slučaju, jedan od protona jezgra pretvara se u neutron prema šemi:
1 r 1 + - 1 e 0 → o n 1 + o o (267)
Kod ovog tipa b-raspada samo jedna čestica izleti iz jezgra - o o. K-hvatanje je praćeno karakterističnom emisijom rendgenskih zraka.
Dakle, za sve vrste b-raspada, po šemama (265) - (267), ispunjeni su svi zakoni održanja: energija, masa, naboj, impuls, ugaoni moment.
Transformacije neutrona u proton i elektrona i protona u neutron i pozitron nisu posljedica intranuklearnih sila, već sila koje djeluju unutar samih nukleona. Vezani za ove moći interakcije se nazivaju slabim. Slaba interakcija je mnogo slabija od ne samo jake, već i elektromagnetne interakcije, ali mnogo jača od gravitacione. Jačina interakcije može se suditi po brzini procesa koje izaziva pri energijama od ~1 GeV, koje su karakteristične za fiziku elementarnih čestica. Pri takvim energijama se procesi zbog jake interakcije odvijaju za ~10 -24 s, elektromagnetski proces za ~10 -21 s, a vremenska karakteristika procesa zbog slabe interakcije je mnogo duža: ~10 -10 s, tako da u U svijetu elementarnih čestica, slabi procesi se odvijaju izuzetno sporo.
Kada b-čestice prolaze kroz materiju, one gube energiju. Brzina b-elektrona koji se pojavljuju tokom b-raspada može biti vrlo visoka - uporediva sa brzinom svjetlosti. Njihovi gubici energije u materiji nastaju usled jonizacije i kočnog zračenja. Bremsstrahlung je glavni izvor gubitaka energije za brze elektrone, dok su za protone i teže nabijena jezgra gubici kočnog zračenja neznatni. At niske energije elektrona glavni izvor energetskih gubitaka su jonizacioni gubici. Ima ih kritična energija elektrona, pri čemu gubici pri kočenju postaju jednaki gubicima ionizacije. Za vodu je oko 100 MeV, za olovo oko 10 MeV, za vazduh nekoliko desetina MeV. Apsorpcija struje b-čestica sa istim brzinama u homogenoj tvari podliježe eksponencijalnom zakonu N \u003d N 0 e - m x, gdje N0 i N je broj b-čestica na ulazu i izlazu sloja supstance debljine X, m- koeficijent apsorpcije. b _ radijacija je, dakle, jako raspršena u materiji m ne zavisi samo od supstance, već i od veličine i oblika tela na koja pada b_zračenje. Kapacitet jonizacije b-zraka je nizak, oko 100 puta manji od kapaciteta a-čestica. Stoga je prodorna moć b-čestica mnogo veća od one a-čestica. U vazduhu domet b-čestica može dostići 200 m, u olovu do 3 mm. Budući da b-čestice imaju vrlo malu masu i jedinični naboj, njihova putanja kretanja u mediju je isprekidana linija.
12.4.6 γ zraci
Kao što je navedeno u paragrafu 12.4.1, γ - zraci su tvrdo elektromagnetno zračenje sa izraženim korpuskularnim svojstvima. Koncepti γ raspadanje ne postoji. γ - zraci prate a- i b-raspad kad god je jezgro kćer u pobuđenom stanju. Za svaku vrstu atomskih jezgara postoji diskretni skup frekvencija g-zračenja određen ukupnom količinom energetskih nivoa u atomskom jezgru. Dakle, a- i g-čestice imaju diskretne emisione spektre, i
b-čestice - kontinuirani spektri. Prisustvo linijskog spektra γ- i a-zraka je od fundamentalnog značaja i dokaz je da atomska jezgra mogu biti u određenim diskretnim stanjima.
Apsorpcija γ - zraka materijom odvija se prema zakonu:
I = I 0e-m x , (268)
gdje ja i ja 0 - intenziteti γ - zraka prije i nakon prolaska kroz sloj materije debljine X; μ je linearni koeficijent apsorpcije. Apsorpcija γ - zraka materijom nastaje uglavnom zbog tri procesa: fotoelektričnog efekta, Comptonovog efekta i formiranja elektron-pozitrona ( e+e-) para. Dakle μ može se predstaviti kao zbir:
μ \u003d μ f + μ k + μ p.(269)
Kada γ-kvant apsorbira elektronska ljuska atoma, dolazi do fotoelektričnog efekta, uslijed kojeg elektroni izbijaju iz unutrašnjih slojeva elektronske ljuske. Ovaj proces se zove fotoelektrična apsorpcijaγ zraci. Proračuni pokazuju da je značajan pri energijama γ - kvanta ≤ 0,5 MeV. Koeficijent apsorpcije μ f zavisi od atomskog broja Z supstance i talasne dužine γ-zraka. Kako se energija γ - kvanta povećava u poređenju sa energijom vezivanja elektrona u atomima, u molekulima ili u kristalnoj rešetki supstance, interakcija γ - fotona sa elektronima se u prirodi sve više približava interakciji sa slobodnim elektronima. U ovom slučaju, to se dešava Comptonovo raspršivanjeγ - zraci na elektronima, karakterizirani koeficijentom raspršenja μ to.
Sa povećanjem energije γ - kvanta do vrijednosti koje premašuju dvostruku energiju mirovanja elektrona 2 m o c 2 (1,022 MeV), javlja se abnormalno velika apsorpcija γ zraka, povezana sa formiranjem parova elektron-pozitron, posebno u teškim supstancama. Ovaj proces karakteriše koeficijent apsorpcije μ p.
Samo γ-zračenje ima relativno slabu jonizujuću sposobnost. Ionizaciju medija proizvode uglavnom sekundarni elektroni koji se pojavljuju u sva tri procesa. γ - zraci - jedno od najprodornijih zračenja. Na primjer, za tvrđe γ-zrake, debljina poluapsorpcionog sloja je 1,6 cm u olovu, 2,4 cm u gvožđu, 12 cm u aluminijumu i 15 cm u zemlji.