Temel parçacık. Nominal parçacık A b parçacıkları

B-PARÇACIK

beta parçacığına bakın.

Tıbbi terimler. 2012

Ayrıca sözlüklerde, ansiklopedilerde ve referans kitaplarında Rusça'da B-PARÇACIK'ın ne olduğuna ve kelimenin anlamlarına, eş anlamlılarına, anlamlarına bakın:

• PARTİKÜL
  veya bir molekül - bkz. Kimya, ...
• PARTİKÜL Ansiklopedik Sözlükte:
  1, -s, f. 1. Bir şeyin küçük bir kısmı, derecesi, miktarı. Yeteneğin en küçük parçası. 2. Temel saat tipi (özellik) ile aynı. …
• PARTİKÜL Brockhaus ve Efron Ansiklopedisinde:
  yoksa molekül mü? bkz. Kimya, ...
• PARTİKÜL Zaliznyak'a göre Tam vurgulanmış paradigmada:
  parçalar "tsy, parçalar" tsy, parçalar "tsy, parçalar" ts, parçalar "tse, parçalar" tsam, parçalar "tsu, parçalar" tsy, parçalar "tsei, parçalar" tsey, parçalar "tsami, parçalar" tse, .. .
• PARTİKÜL Rusça iş sözlüğü sözlüğünde:
  Syn: kıvılcım, tahıl, ...
• PARTİKÜL Rusça Thesaurus'ta:
  Syn: kıvılcım, tahıl, ...
• PARTİKÜL Rus dilinin eşanlamlıları sözlüğünde:
  Syn: kıvılcım, tahıl, ...
• PARTİKÜL Rus dili Efremova'nın yeni açıklayıcı ve türetme sözlüğünde:
  1. g. 1) a) Küçük bir kısım, küçük bir kısım. tüm. b) çev. Küçük derece, küçük miktar; tahıl. 2) En basit, temel ...
• PARTİKÜL Rus Dilinin Tam Yazım Sözlüğü'nde:
  parçacık, -s, tv. …
• PARTİKÜL Yazım Sözlüğü'nde:
  parçacık, -s, tv. …
• PARTİKÜL Rus Dili Ozhegov Sözlüğünde:
  1 küçük parça, derece, bir şeyin miktarı Yeteneğin en küçük parçası. parçacık 2 Dilbilgisinde: formların oluşumunda yer alan bir işlev kelimesi ...
• Dahl'ın Sözlüğünde PARÇACIK:
  (kısaltma) parçacık (bir parçası ...
• PARTİKÜL Rus Dili Ushakov'un Açıklayıcı Sözlüğünde:
  parçacıklar, g. 1. Küçük bir pay, bir şeyin parçası. En küçük toz parçacığı. Şu anda çocuklarımı, malımı ve her şeyi kaybetmeye hazırım...
• PARTİKÜL Efremova'nın Açıklayıcı Sözlüğünde:
  parçacık 1. g. 1) a) Küçük bir kısım, küçük bir kısım. tüm. b) çev. Küçük derece, küçük miktar; tahıl. 2) En basiti, ...
• PARTİKÜL Rus Dili Efremova'nın Yeni Sözlüğünde:
  ben 1. Küçük bir parça, bir bütünün küçük bir parçası. ot. trans. Küçük derece, küçük miktar; tahıl. 2. En basit, temel kısım ...
• PARTİKÜL Rus Dilinin Büyük Modern Açıklayıcı Sözlüğünde:
  ben 1. Küçük bir parça, bir bütünün payı. 2. Az miktarda bir şey; tahıl. II iyi. 1. En basit, temel kısım ...
• TEMEL PARÇACIKLAR
  parçacıklar. Giriiş. E. h. bu terimin tam anlamıyla, varsayımla, ...
• PARÇACIK HIZLANDIRICILARI Büyük Sovyet Ansiklopedisi'nde, TSB:
  yüklü parçacıklar - yüksek enerjili yüklü parçacıklar (elektronlar, protonlar, atom çekirdeği, iyonlar) elde etmek için cihazlar. Hızlanma elektrikle yapılır...
• KUANTUM ALAN TEORİSİ Büyük Sovyet Ansiklopedisi'nde, TSB:
  alan teorisi. Kuantum alan teorisi - sonsuz sayıda serbestlik derecesine sahip sistemlerin kuantum teorisi (fiziksel alanlar).K. vb., ...
• KUANTUM MEKANİĞİ Büyük Sovyet Ansiklopedisi'nde, TSB:
  mekanik dalga mekaniği, mikropartiküllerin (temel parçacıklar, atomlar, moleküller, atom çekirdekleri) ve bunların sistemlerinin hareket yasalarını ve açıklama yolunu belirleyen bir teori ...
• ANTİPARTİKLER Büyük Sovyet Ansiklopedisi'nde, TSB:
  "ikizleri" ile aynı kütle değerlerine ve diğer fiziksel özelliklere sahip bir grup temel parçacık - parçacıklar, ancak ...
• ALFA ÇÖZÜMÜ Büyük Sovyet Ansiklopedisi'nde, TSB:
  (a-bozunma), kendiliğinden (kendiliğinden) radyoaktif bozunma sürecinde atom çekirdeği tarafından alfa parçacıklarının emisyonu (bkz. Radyoaktivite). A.'da - nehir. radyoaktiften ("ebeveyn") ...
• OTOFAZ Büyük Sovyet Ansiklopedisi'nde, TSB:
  elektronların, protonların, alfa parçacıklarının hızlanmasını sağlayan bir fenomen, çoğu durumda yüklü iyonları yüksek enerjilere (birkaç MeV'den yüzlerce GeV'ye kadar) çoğaltır ...
• ELEKTROMETALURJİ
• FRANZENSBAD Brockhaus ve Euphron Ansiklopedik Sözlüğünde:
  (Franzensbad veya Kaiser-Franzensbad), Çek Cumhuriyeti'nde, Eger şehrine 41/2 km uzaklıkta, 450 m yükseklikte ünlü bir Avusturya tatil beldesidir.
• PORSELEN Brockhaus ve Euphron Ansiklopedik Sözlüğünde:
  (ürün.). - F., sıvı geçirmeyen bir kafatasına sahip seramik ürünler bölümüne (bkz. Çömlek üretimi) atıfta bulunur; taş ürünlerden (gr?s) ...
• FİZİKSEL TABLOLAR Brockhaus ve Euphron Ansiklopedik Sözlüğünde:
  Fiziksel termometreler, çeşitli maddelerin fiziksel özelliklerini karakterize eden bir dizi sayısal veridir. Böyle bir T.'de, genellikle bu veriler yerleştirilir ...
• METRİK ONDALIK ÖLÇÜLERİN RUSÇA VE RUSÇA - METRİK'E DÖNÜŞTÜRÜLMESİNE İLİŞKİN TABLOLAR Brockhaus ve Euphron Ansiklopedik Sözlüğünde:
  Ansiklopedik Sözlükte, sistemi basitliği nedeniyle yakında uluslararası olmayı vaat eden genel olarak ondalık ölçülerin kullanımı kabul edilir. Ana birimi...
• İŞÇİ GREVLERİ Brockhaus ve Euphron Ansiklopedik Sözlüğünde:
  I Dar anlamda, S.'ye, ondan işçiler için daha karlı hale getirmek için girişimci için işin ortak feshi denir ...
• ALKOLMETRİ Brockhaus ve Euphron Ansiklopedik Sözlüğünde:
  S. veya alkolimetri, çeşitli alkollü sıvılarda alkol (susuz alkol, etil alkol) miktarını belirlemek için kullanılan bir dizi yöntem, ...
• ALKOL, ÜRETİM VE TÜKETİM Brockhaus ve Euphron Ansiklopedik Sözlüğünde:
  Rusya'da S. üretimi, Batı Avrupa'da keşfedildikten ve yayıldıktan bir süre sonra ortaya çıktı, yani. ...
• KÜKÜRT, KİMYASAL ELEMENT Brockhaus ve Euphron Ansiklopedik Sözlüğünde.
• ŞEKERPANCARI Brockhaus ve Euphron Ansiklopedik Sözlüğünde:
  (tarım) - S.'nin tarla kültürü ve ülke ekonomisi için değeri. - Rusya'da şeker S. ekim yerleri. - Ekinlerin boyutu...
• MADENCİLİKTE HİJYENİK ŞARTLAR Brockhaus ve Euphron Ansiklopedik Sözlüğünde:
  \[Bu makale Madenciler, Dağ Polisi ve Madencilik makalelerine ek olarak buraya yerleştirilmiştir.\]. - Madenciliğe katılan işçi sayısı ...
• Rybinsk Brockhaus ve Euphron Ansiklopedik Sözlüğünde:
  Yaroslavl eyaletinin ilçe kasabası, Volga Nehri üzerinde, Cheremkha Nehri'nin birleştiği yerde. Sheksna nehri, şehrin karşısında Volga'ya akar. …
• RUSYA. EKONOMİ BÖLÜMÜ: SİGORTA Brockhaus ve Euphron Ansiklopedik Sözlüğünde:
  1) Genel bakış. Şu anda, aşağıdaki sigorta kuruluşu biçimleri R.'de faaliyet göstermektedir: 1) devlet kurumları, 2) zemstvo kurumları, 3) ...
• RUSYA. EKONOMİ BÖLÜMÜ: İLETİŞİM YOLLARI Brockhaus ve Euphron Ansiklopedik Sözlüğünde:
  I I. R.'de bir tür yol çalışması organizasyonunu öneren ilk tarihsel bilgi, 17. yüzyıla kadar uzanıyor. ve işaret et...
• DOĞURGANLIK Brockhaus ve Euphron Ansiklopedik Sözlüğünde:
  veya nüfusun doğurganlığı - belirli bir zamanda, belirli bir bölgede doğum sayısının nüfus sayısına oranı. Hangi ülkeler hakkında...
• GERÇEK OKULLAR Brockhaus ve Euphron Ansiklopedik Sözlüğünde:
  Batı'daki R. okullarının ilk tarihi, Realschule adını ilk kullanan Almanya'daki gerçek eğitim tarihi ile yakından bağlantılıdır ...
• YARIŞLAR Brockhaus ve Euphron Ansiklopedik Sözlüğünde:
  ya da insan ırkı. - İnsanlar arasındaki fiziksel farklılıkların varlığı veya insanlığın ayrı türlere bölünmesi az çok herkes tarafından kabul edilmektedir...
• ŞEHİR MALİYETLERİ Brockhaus ve Euphron Ansiklopedik Sözlüğünde:
  1892 şehir yönetmeliğine göre, R.'nin aşağıdaki maddeleri kentsel yerleşimin fonlarına aittir: kentsel kamu yönetiminin bakımı ve emekli maaşlarının üretimi ...
• TARIMDA VE EKONOMİDE BUĞDAY Brockhaus ve Euphron Ansiklopedik Sözlüğünde.
• BİRLİKLERİN ORGANİZASYONU Brockhaus ve Euphron Ansiklopedik Sözlüğünde:
  O. birliklerinin temel ilkeleri amacına göre belirlenir: Devletin silahlı gücü olmak. Dışarıdan bakıldığında, ordu ile devlet arasındaki bağ, üstünlükle ifade edilir...
• MAAŞ NAKİT Brockhaus ve Euphron Ansiklopedik Sözlüğünde:
  1) askeri departmanda - deniz bölümündeki O. gibi, bir yandan memurlar için farklı anlamlara sahipler ve ...
• MOSKOVA-YAROSLAVSK-ARKHANGELSK DEMİRYOLU Brockhaus ve Euphron Ansiklopedik Sözlüğünde:
  Artık önemli olan bu demiryolu hatları ağının başlangıcı, dernek tüzüğünün yayınlanmasından önce bile var olan M.-Yaroslavl demiryoluydu. dor. Moskova hattı - ...
• MOSKOVA-KURSKAYA, MOSKOVA-NIZHNY NOVGORODSKAYA VE MUROMSK DEMİRYOLU Brockhaus ve Euphron Ansiklopedik Sözlüğünde:
  devlet; Moskova'da yönetim. Çizgilerden oluşur: M.-Kursk 503 yüzyıl, M.-Nizhny Novgorod 410 yüzyıl. ve Muromskaya 107 c., toplam 1020 c. …
• MARIINSKY SİSTEMİ Brockhaus ve Euphron Ansiklopedik Sözlüğünde:
  Volga Nehri'ni St. Petersburg limanına bağlayan su yollarının en önemlisidir. Sistemin ana parçaları: Sheksna Nehri, Beloozero, Kovzha Nehri (Hazar ...

1.2. Özellikleri β -radyasyon

Beta radyasyonu ( b -partiküller), her biri bir temel yüke, 4,8 × 10 - 10 CGSE elektrostatik birimine veya 1,6 10 -19 coulomb'a eşit bir yüke sahip olan bir elektron akışıdır (pozitronlar). dinlenme kütlesi b -parçacık, bir hidrojen atomunun temel kütlesinin 1/1840'ına eşittir, (kütleden 7000 kat daha az) α -partiküller) veya mutlak birimlerde 9,1 × 10 -28 g. b parçacıklar çok daha büyük bir hızla hareket ederler. α -ışık hızının » 0.988'ine (Einstein'ın kütlesi) eşit parçacıklar, daha sonra kütleleri göreli denkleme göre hesaplanmalıdır:

nerede sonra - dinlenme kütlesi (9.1 10-28 g);

V - hız β -parçacıklar;

C ışık hızıdır.

en hızlısı için β -parçacıklar m ≈ 16 m o .

Bir tane yayınlarken b -parçacıklar elementin seri numarası bir artar (bir elektron emisyonu) veya azalır (pozitron emisyonu). Beta bozunması genellikle eşlik eder. g -radyasyon. Her radyoaktif izotop bir dizi yayar. b -Belirli bir izotopun belirli bir maksimum enerji karakteristiğini aşmayan çok farklı enerjilere sahip parçacıklar.

enerji spektrumu b -radyasyon şek. 1.5, 1.6. Sürekli enerji spektrumuna ek olarak, bazı radyo elementler, atomun elektron yörüngelerinden g-kuanta tarafından ikincil elektronların çıkarılmasıyla ilişkili bir çizgi spektrumunun varlığı ile karakterize edilir (iç dönüşüm olgusu). Bu ne zaman olur β - bozunma bir ara enerji seviyesinden geçer ve uyarım sadece yayarak ortadan kaldırılamaz. γ -kuantum, aynı zamanda iç kabuktan bir elektronu nakavt ederek.

Ancak, sayı b -Bu çizgilere karşılık gelen parçacıklar küçüktür.

Beta spektrumunun sürekliliği, eşzamanlı emisyon ile açıklanmaktadır. b -parçacıklar ve nötrinolar.

p = n + β + + η(nötrino)

n = p + β - + η(antineutrino)

Nötrino, beta bozunma enerjisinin bir kısmını alır.

ortalama enerji b -parçacık 1/3'e eşittir. E maks ve 0,25-0,45 arasında dalgalanıyor E maksçeşitli maddeler için. Maksimum enerji arasında E maks b -radyasyon ve bozunma sabiti ben eleman Sergent oranı oluşturdu (için E maksimum > 0,5 Mev),

l = k∙E 5 maks (1.12)

Böylece, için β - radyasyon enerjisi β -parçacıklar ne kadar büyükse yarı ömür o kadar kısadır. Örneğin:

Pb 210 (RaD) T = 22 yıl, E maks = 0.014 MeV;

Bi 214 (RaC) T = 19.7 ay, E maks = 3.2 MeV.

1.2.1. Etkileşim β - madde ile radyasyon

Etkileşimdeyken β -madde ile parçacıklar, aşağıdaki durumlar mümkündür:

a) Atomların iyonlaşması. Karakteristik radyasyon eşlik eder. iyonlaşma yeteneği β -parçacıklar enerjilerine bağlıdır. Özgül iyonizasyon ne kadar büyükse, o kadar az enerji β -parçacıklar. Örneğin, enerji ile β -parçacıklar 0.04 MeV yolun 1 cm'si başına 200 çift iyon oluşur; 2 MeV - 25 çift; 3 MeV - 4 çift.

b) Atomların uyarılması. için tipik β - Etkileşim zamanı yüksek enerjili parçacıklar β - elektronlu parçacıklar azdır ve iyonlaşma olasılığı küçüktür; bu durumda β -parçacık bir elektronu uyarır, uyarma enerjisi karakteristik X-ışınları yayarak uzaklaştırılır ve sintilatörlerde, uyarma enerjisinin önemli bir kısmı kendini flaş - sintilasyon (yani görünür bölgede) şeklinde gösterir.

c) Elastik saçılma. Çekirdeğin (elektron) elektrik alanı saptığında oluşur β -parçacık, enerji iken β -parçacıklar değişmez, sadece yön değişir (küçük bir açıyla);

d) Çekirdeğin Coulomb alanında elektron yavaşlaması. Bu durumda, elektromanyetik radyasyon ne kadar büyük enerjiyle ortaya çıkarsa, elektronun deneyimlediği ivme de o kadar büyük olur. Bireysel elektronlar farklı ivmeler yaşadığından, bremsstrahlung spektrumu süreklidir. Bremsstrahlung için enerji kaybı şu ifadeyle belirlenir: bremsstrahlung için enerji kayıplarının uyarma ve iyonizasyon kayıplarına oranı:

Bu nedenle kayıplar ve bremsstrahlung, yalnızca büyük atom numaralarına sahip yüksek elektron enerjileri için önemlidir.

Çoğu için β -parçacıklar, maksimum enerji 0.014–1.5 MeV aralığındadır, yolun 1 cm'si için olduğunu varsayabiliriz β -parçacıklar 100 - 200 çift iyon oluşturur. α -parçacık başına 1 cm yol 25 - 60 bin çift iyon oluşturur. Bu nedenle, spesifik iyonizasyon kapasitesinin β- radyasyon, α-radyasyonundan iki kat daha küçüktür. Daha az iyonizasyon - iyonizasyon gücü (ve uyarılma olasılığı) nedeniyle enerji daha yavaş kaybolur β -parçacıklar 2 büyüklük mertebesi daha küçüktür, bu da 2 büyüklük mertebesi daha yavaş, yani yaklaşık olarak koşuyu yavaşlattığı anlamına gelir β -parçacıklar için 2 büyüklük sırası daha büyüktür α- parçacıklar. 10 mg / cm2 100 \u003d 1000 mg / cm2 ≈ 1 g / cm2.

Alfa(a) ışınları- atom çekirdeğinden 14.000-20.000 km / s hızla uçan pozitif yüklü helyum iyonları (He ++). Parçacık enerjisi 4-9 MeV'dir. a-radyasyon, kural olarak, ağır ve ağırlıklı olarak doğal radyoaktif elementlerde (radyum, toryum, vb.) gözlenir. Bir a-parçacığının havadaki menzili, a-radyasyonunun enerjisindeki artışla artar.

Örneğin, a-toryum parçacıkları(Th232), 3,9 V MeV enerjiye sahip, havada 2,6 cm koşan ve 7,68 MeV enerjili radyum C a-parçacıkları 6,97 cm uzunluğa sahiptir.Parçacıkların tam olarak emilmesi için gereken minimum soğurucu kalınlığına denir. Bu parçacıkları belirli bir maddede çalıştırın. Su ve dokudaki a parçacıklarının aralıkları 0,02-0,06 mm'dir.

a-parçacıkları bir parça kağıt mendil veya ince bir alüminyum tabakası tarafından tamamen emilir. Alfa radyasyonunun en önemli özelliklerinden biri güçlü iyonlaştırıcı etkisidir. Gazlardaki bir a parçacığı hareket halindeyken çok sayıda iyon oluşturur. Örneğin, havada 15° ve 750 mm basınçta, bir a-parçacığı enerjisine bağlı olarak 150.000-250.000 çift iyon üretir.

Örneğin, havada spesifik iyonlaşma radondan a-parçacıkları 5,49 MeV enerjiye sahip olan , 1 mm yol başına 2500 çift iyondur. α-parçacık çalışmasının sonunda iyonlaşma yoğunluğu artar, bu nedenle çalışmanın sonunda hücrelere verilen hasar, çalışmanın başlangıcından yaklaşık 2 kat daha fazladır.

a-parçacıklarının fiziksel özellikleri vücut üzerindeki biyolojik etkilerinin özelliklerini ve bu tür radyasyona karşı korunma yöntemlerini belirler. A-ışınları ile harici ışınlama tehlikeli değildir, çünkü kaynaktan birkaç (10-20) santimetre uzaklaşmak veya radyasyonu azaltmak için kağıt, kumaş, alüminyum ve diğer yaygın malzemelerden yapılmış basit bir ekran yerleştirmek yeterlidir. tamamen emilir.

en iyisi tehlike ışınları vurulduğunda ve radyoaktif a yayan elementlerin içinde biriktiğinde temsil eder. Bu durumlarda vücudun hücreleri ve dokuları direkt olarak a-ışınları ile ışınlanır.

Beta(b)-ışınları- yaklaşık 100.000-300.000 km / s hızında atom çekirdeğinden çıkarılan bir elektron akışı. p-parçacıklarının maksimum enerjisi 0.01 ila 10 MeV aralığındadır. B-parçacığının yükü, işaret ve büyüklük olarak elektronun yüküne eşittir. B-bozunma türünün radyoaktif dönüşümleri, doğal ve yapay radyoaktif elementler arasında yaygındır.

b-ışınları a-ışınlarından çok daha fazla nüfuz etme gücüne sahiptir. B-ışınlarının enerjisine bağlı olarak, havadaki aralıkları bir milimetrenin kesirlerinden birkaç metreye kadar değişir. Böylece 2-3 MeV enerjili b-parçacıklarının havada menzili 10-15 m, su ve dokuda ise milimetre ile ölçülür. Örneğin, dokuda maksimum 1,7 MeV enerjiye sahip radyoaktif fosfor (P32) tarafından yayılan b-parçacıklarının aralığı 8 mm'dir.

enerjili b-parçacığı 1 MeV'e eşit, havada giderken yaklaşık 30.000 çift iyon oluşturabilir. B-parçacıklarının iyonlaşma yeteneği, aynı enerjiye sahip a-parçacıklarınınkinden birkaç kat daha azdır.

b-ışınlarına maruz kalma vücutta b-partikülleri yayan aktif maddelerin yutulması durumunda hem dış hem de iç ışınlama ile kendini gösterebilir. Dış ışınlama sırasında b-ışınlarından korunmak için malzemelerden (cam, alüminyum, kurşun vb.) yapılmış ekranların kullanılması gerekir. Radyasyon yoğunluğu, kaynaktan uzaklık artırılarak azaltılabilir.

Peki çekirdekte nötronları ve protonları bir arada tutan kuvvetler nelerdir?

Elektriksel etkileşim bir parçacıkla ilişkilidir - bir foton. Benzer şekilde, Yukawa, bir proton ve bir nötron arasındaki çekici kuvvetlerin özel bir alana sahip olduğunu ve bu alanın salınımlarının parçacıklar gibi davrandığını öne sürdü. Bu, nötron ve protonlara ek olarak dünyada başka parçacıkların da bulunmasının mümkün olduğu anlamına gelir. Yukawa, bu parçacıkların özelliklerini nükleer kuvvetlerin zaten bilinen özelliklerinden çıkarabildi. Örneğin, bir elektrondan 200-300 kat daha büyük bir kütleye sahip olmaları gerektiğini öngördü. Ve, oh, bir mucize! - kozmik ışınlarda böyle bir kütleye sahip bir parçacık keşfedildi! Ancak bir süre sonra bunun aynı parçacık olmadığı ortaya çıktı. Ona müon veya müon dediler.

Ve yine de, biraz sonra, 1947 veya 1948'de, Yukawa'nın gereksinimlerini karşılayan bir parçacık, π-mezonu veya pion keşfedildi. Nükleer kuvvetleri elde etmek için proton ve nötrona bir pion eklenmesi gerektiği ortaya çıktı. "Müthiş! - diye haykıracaksınız. - Bu teorinin yardımıyla, şimdi kuantum nükleer dinamiği oluşturacağız ve pionlar, Yukawa'nın tanıttığı amaçlara hizmet edecek; Bakalım bu teori işe yarayacak mı ve eğer öyleyse, her şeyi açıklayacağız." Boş umutlar! Bu teorideki hesaplamaların o kadar karmaşık olduğu ortaya çıktı ki, henüz kimse bunları yapamıyor ve teoriden herhangi bir sonuç çıkaramıyor, hiç kimse onu deneyle karşılaştırma şansına sahip değil. Ve neredeyse 20 yıldır devam ediyor!

Teoriye uymayan bir şey var; doğru olup olmadığını bilmiyoruz; ancak, içinde bir şeylerin eksik olduğunu, bazı düzensizliklerin gizlendiğini zaten biliyoruz. Biz teorinin etrafından dolaşıp sonuçları hesaplamaya çalışırken, deneyciler bu sırada bir şey keşfettiler. Aynı μ-meson veya müon. Ve hala neye iyi geldiğini bilmiyoruz. Yine, kozmik ışınlarda birçok "ekstra" parçacık bulundu. Bugüne kadar, zaten 30'dan fazla var ve aralarındaki bağlantıyı anlamak hala zor ve doğanın onlardan ne istediği ve hangisinin kime bağlı olduğu net değil. Önümüzde, tüm bu parçacıklar henüz aynı özün farklı tezahürleri olarak görünmüyor ve bir sürü farklı parçacığın olması, tolere edilebilir bir teori olmadan tutarsız bilgilerin varlığının yalnızca bir yansımasıdır. Kuantum elektrodinamiğinin yadsınamaz başarılarından sonra - nükleer fizikten bazı bilgiler, bilgi kırıntıları, yarı deneyimli, yarı teorik. Diyelim ki, bir protonun bir nötronla etkileşiminin doğası gereği soruluyorlar ve bu kuvvetlerin nereden geldiğini gerçekten anlamadan bundan ne çıkacağına bakıyorlar. Açıklananların ötesinde, önemli bir ilerleme olmamıştır.

Ancak sonuçta, birçok kimyasal element de vardı ve aniden Mendeleev'in periyodik tablosu tarafından ifade edilen aralarında bir bağlantı görmeyi başardılar. Diyelim ki potasyum ve sodyum - kimyasal özelliklerde benzer maddeler - tablodaki bir sütuna düştü. Böylece yeni parçacıklar için periyodik tablo gibi bir tablo oluşturmaya çalıştık. Böyle bir tablo ABD'de Gell-Mann ve Japonya'da Nishijima tarafından bağımsız olarak önerilmiştir. Sınıflandırmalarının temeli, elektrik yükü gibi yeni bir sayıdır. Her parçacığa atanır ve "garipliği" S olarak adlandırılır. Bu sayı, nükleer kuvvetlerin ürettiği reaksiyonlarda (tıpkı elektrik yükü gibi) değişmez.

Masada. 2.2 yeni parçacıkları gösterir. Şimdilik onlardan ayrıntılı olarak bahsetmeyeceğiz. Ama tablo en azından hala ne kadar az şey bildiğimizi gösteriyor. Her parçacığın simgesinin altında, megaelektronvolt veya MeV olarak adlandırılan belirli birimlerde ifade edilen kütlesi vardır (1 MeV, 1.782 * 10'dur. -27 G). Bu birimin ortaya çıkmasına neden olan tarihsel nedenlere girmeyeceğiz. Parçacıklar yukarıdaki tabloda daha büyük. Bir sütunda, aynı elektrik yüküne sahip parçacıklar, nötr - ortada, pozitif - sağa, negatif - sola.

Parçacıkların altı düz bir çizgiyle, "rezonanslar" ile vurgulanmıştır - vuruşlarla. Bazı parçacıklar tabloda hiç yok: foton ve graviton yok, sıfır kütleli ve yüklü çok önemli parçacıklar (baryon-meson-lepton sınıflandırma şemasına girmezler) ve bazı yeni rezonanslar yok (φ , f, Y *, vb.). Mezonların karşıt parçacıkları tabloda verilmiştir ve leptonların ve baryonların karşıparçacıkları için buna benzer yeni bir tablo derlemek gerekir, ancak yalnızca sıfır sütununa göre yansıtılır. Elektron, nötrino, foton, graviton ve proton dışındaki tüm parçacıklar kararsız olmasına rağmen, bozunma ürünleri sadece rezonanslar için yazılır. Leptonların tuhaflığı da yazılmaz, çünkü bu kavram onlar için geçerli değildir - çekirdeklerle güçlü bir şekilde etkileşime girmezler.

Bir nötron ve bir proton ile birlikte olan parçacıklara baryon denir. Bu, 1115.4 MeV kütleye ve sigma-eksi, sigma-sıfır, sigma-artı olarak adlandırılan ve hemen hemen aynı kütlelere sahip diğer üç "sigma"ya sahip bir "lambda"dır. Hemen hemen aynı kütleye (% 1-2 fark) sahip parçacık gruplarına çoklu denir. Bir multipletteki tüm parçacıklar aynı tuhaflığa sahiptir. İlk multiplet bir çift (ikili) proton - nötrondur, ardından singlet (tekli) lambda, ardından triplet (üçlü) sigma, doublet xi ve singlet omega-eksi gelir. 1961'den itibaren yeni ağır parçacıklar keşfedilmeye başlandı. Ama onlar parçacık mı? Ömürleri o kadar kısadır (oluştukları anda bozunurlar), onlara yeni parçacıklar mı diyeceğimiz yoksa bozunma ürünleri arasında, diyelim ki Λ ve π arasında "rezonans" bir etkileşim olarak mı kabul edileceği bilinmemektedir. enerji.

Nükleer etkileşimler için baryonlara ek olarak başka parçacıklara da ihtiyaç vardır - mezonlar. Bunlar, ilk olarak, yeni bir üçlü oluşturan üç çeşit pion (artı, sıfır ve eksi). Yeni parçacıklar da bulundu - K-mezonları (bu bir K çiftidir+ ve K 0 ). Her parçacığın bir karşı parçacığı vardır, eğer parçacık kendi karşı parçacığı değilse, diyelim ki π+ ve π- birbirlerinin antiparçacıklarıdır, a π 0 kendi antiparçacığıdır. Antiparçacıklar ve K- K + ile ve K 0 ile K 0 ile `. Ek olarak, 1961'den sonra neredeyse anında bozunan yeni mezonlar veya bir çeşit mezon keşfetmeye başladık. Böyle bir meraka omega denir, ω, kütlesi 783, üç pion'a dönüşür; bir çift pion elde edilen başka bir oluşum var.

Çok başarılı periyodik tablodan bazı nadir toprak elementleri düştüğü gibi, bazı parçacıklar da tablomuzdan düşer. Bunlar, çekirdeklerle güçlü bir şekilde etkileşime girmeyen, nükleer etkileşimle hiçbir ilgisi olmayan ve birbirleriyle de güçlü bir şekilde etkileşime girmeyen parçacıklardır (güçlü, atom enerjisi veren güçlü bir etkileşim türü olarak anlaşılır). Bu parçacıklara lepton denir; bunlar arasında elektron (kütlesi 0,51 MeV olan çok hafif bir parçacık) ve müon (bir elektronun kütlesinin 206 katı olan) bulunur. Tüm deneylerden yargılayabildiğimiz kadarıyla, elektron ve müon sadece kütle olarak farklıdır. Müonun tüm özellikleri, tüm etkileşimleri elektronun özelliklerinden farklı değildir - sadece biri diğerinden daha ağırdır. Neden daha ağırdır, ne işe yarar, bilmiyoruz. Bunlara ek olarak, nötr bir akar da vardır - kütlesi sıfır olan bir nötrino. Dahası, artık iki tür nötrino olduğu bilinmektedir: biri elektronlarla, diğeri ise müonlarla ilişkilidir.

Son olarak, çekirdekle etkileşime girmeyen iki parçacık daha var. Zaten bildiğimiz bir foton; ve eğer yerçekimi alanı da kuantum mekanik özelliklere sahipse (kuantum yerçekimi teorisi henüz geliştirilmemiş olsa da), o zaman belki de sıfır kütleli bir graviton parçacığı vardır.

"kütle sıfır" nedir? Verdiğimiz kütleler, hareketsiz haldeki parçacıkların kütleleridir. Bir parçacığın kütlesi sıfırsa, bu, dinlenmeye cesaret edemediği anlamına gelir. Bir foton asla sabit durmaz, hızı her zaman 300.000 km/sn'dir. Yine de görelilik teorisini anlayacağız ve kütle kavramının anlamını daha derinden araştırmaya çalışacağız.

Böylece birlikte maddenin çok temel bir parçası gibi görünen bir dizi parçacıkla karşılaştık. Neyse ki, bu parçacıkların hepsi etkileşimleri bakımından birbirinden farklı değildir. Görünüşe göre, aralarında sadece dört tür etkileşim var. Bunları azalan kuvvet sırasına göre sıralıyoruz: nükleer kuvvetler, elektriksel etkileşimler, (β-çürüme etkileşimi ve yerçekimi. Bir foton, 1/137 sabit sayısı ile karakterize edilen bir kuvvetle tüm yüklü parçacıklarla etkileşime girer. Bu bağlantının ayrıntılı yasası bilinmektedir. - bu kuantum elektrodinamiğidir.Yerçekimi herhangi bir enerji ile etkileşime girer, ancak son derece zayıf, elektrikten çok daha zayıftır.Ve bu yasa bilinir.O zaman sözde zayıf bozunmalar vardır: β-çürüme, çünkü nötron oldukça yavaş bozunur bir proton, bir elektron ve bir nötrino Burada yasa açıklığa kavuşturulmuştur Ve sözde güçlü etkileşim (bir mezonun bir baryonla bağı) bu ölçekte bire eşit bir güce sahiptir ve yasası tamamen belirsizdir, ancak bazıları baryon sayısının hiçbir tepkimede değişmemesi gibi kurallar bilinmektedir.

Modern fiziğin içinde bulunduğu durum korkunç kabul edilmelidir. Bunu şu sözlerle özetlerdim: çekirdeğin dışında her şeyi biliyor gibiyiz; içinde kuantum mekaniği geçerlidir, ilkelerinin ihlali orada bulunmadı.

Tüm bilgimizin üzerinde çalıştığı aşama göreli uzay-zamandır; yerçekiminin de onunla ilişkili olması mümkündür. Evrenin nasıl başladığını bilmiyoruz ve uzay-zaman hakkındaki fikirlerimizi küçük mesafelerde doğru bir şekilde test etmek için hiçbir zaman deneyler kurmadık, yalnızca bu mesafelerin dışında görüşlerimizin yanılmaz olduğunu biliyoruz. Oyunun kurallarının kuantum mekaniğinin ilkeleri olduğu da eklenebilir; ve bildiğimiz kadarıyla, eskilerinden daha kötü olmayan yeni parçacıklara uygulanırlar. Nükleer kuvvetlerin kökenini araştırmak bizi yeni parçacıklara götürür; ancak tüm bu keşifler yalnızca kafa karışıklığına neden olur. Aralarında bazı çarpıcı bağlantılar görmüş olsak da, karşılıklı ilişkileri hakkında tam bir anlayışa sahip değiliz. Görünüşe göre, yavaş yavaş atom ötesi parçacıkların dünyasının anlaşılmasına yaklaşıyoruz, ancak bu yolda ne kadar ilerlediğimiz bilinmiyor.

Doğal radyoaktif b-bozunması, b parçacıklarının - elektronların emisyonu ile çekirdeklerin kendiliğinden bozulmasından oluşur. için yer değiştirme kuralı

doğal (elektronik) b-bozunması şu ifadeyle tanımlanır:

ZXA® Z + 1 Y A+ - 1 e 0 .(264)

b-parçacıklarının enerji spektrumunun incelenmesi, a-parçacıklarının spektrumunun aksine, b-parçacıklarının 0 ila Emax arasında sürekli bir spektruma sahip olduğunu göstermiştir. B-bozunması keşfedildiğinde, aşağıdakileri açıklamak gerekiyordu:

1) neden ana çekirdek her zaman Emax enerjisini kaybederken b-parçacıklarının enerjisi Emax'tan daha az olabilir;

2) nasıl oluşur -1e0 b-bozunmasında?, çünkü elektron çekirdeğin bir parçası değildir;

3) b-çürüme sırasında uçarsa - 1 ve 0, o zaman açısal momentumun korunumu yasası ihlal edilir: nükleon sayısı ( ANCAK) değişmez, ancak elektronun ½ħ dönüşü vardır, bu nedenle (264) bağıntısının sağ tarafında dönüş, ilişkinin sol tarafının dönüşünden ½ ħ kadar farklıdır.

1931'deki zorluktan kurtulmak için. Pauli şunu önerdi: - 1 ve 0 b-bozunması sırasında, başka bir parçacık uçar - kütlesi bir elektronun kütlesinden çok daha az olan bir nötrino (o o), yük 0 ve spin s = ½ ħ. Bu parçacık enerji taşır E max - E β ve enerjinin ve momentumun korunumu yasalarının uygulanmasını sağlar. 1956 yılında deneysel olarak keşfedilmiştir. O o tespitindeki zorluklar, düşük kütlesi ve nötrlüğü ile ilişkilidir. Bu bakımdan o o, madde tarafından emilmeden önce çok büyük mesafeler kat edebilir. Havada, nötrinoların etkisi altında bir iyonizasyon eylemi, yaklaşık 500 km mesafede meydana gelir. Kurşunda 1 MeV enerjiye sahip o o aralığı ~10 18 m. o o, b-decay'de momentumun korunumu yasası kullanılarak dolaylı olarak bulunabilir: momentum vektörlerinin toplamı - 1 e 0 , o o ve geri tepme çekirdeği 0'a eşit olmalıdır. Deneyler bu beklentiyi doğrulamıştır.

b-bozunması sırasında nükleon sayısı değişmediği, ancak yük 1 arttığı için, b-bozunmasının tek açıklaması şu şekilde olabilir: 1'deçekirdek dönüşür 1 saat 1 emisyonlu - 1 ve 0 ve nötrino:

o n 1 → 1 р 1 + - 1 ve 0+hakkında yaklaşık (265)

Doğal b-çürüme yaydığı bulunmuştur. elektron antinötrino - o hakkında. Enerjik olarak, reaksiyon (265) uygundur, çünkü kalan kütle 1'de daha fazla dinlenme kütlesi 1 saat 1. Ücretsiz olması bekleniyordu 1'de radyoaktif. Bu fenomen aslında 1950'de nükleer reaktörlerde ortaya çıkan yüksek enerjili nötron akışlarında keşfedildi ve şemaya (262) göre b-çürüme mekanizmasının teyidi olarak hizmet ediyor.

Dikkate alınan b-çürüme elektronik olarak adlandırılır. 1934'te Frederic ve Joliot-Curie, bir elektron antiparçacığı, bir pozitron ve bir nötrino'nun çekirdekten kaçtığı yapay pozitron b-bozunmasını keşfetti (bkz. reaksiyon (263)). Bu durumda, çekirdeğin protonlarından biri bir nötrona dönüşür:

1 r 1 → o n 1+ + 1 ve 0+ o o (266)

Serbest bir proton için böyle bir süreç, enerji nedenleriyle imkansızdır, çünkü protonun kütlesi nötronun kütlesinden küçüktür. Ancak çekirdekte proton, çekirdekteki diğer nükleonlardan gerekli enerjiyi ödünç alabilir. Böylece reaksiyon (344) hem çekirdeğin içinde hem de serbest bir nötron için meydana gelebilirken, reaksiyon (345) sadece çekirdeğin içinde meydana gelir.

Üçüncü tür b-çürüme, K-yakalamadır. Bu durumda, çekirdek kendiliğinden atomun K kabuğunun elektronlarından birini yakalar. Bu durumda, çekirdeğin protonlarından biri şemaya göre bir nötrona dönüşür:

1 r 1 + - 1 e 0 → o n 1 + o o (267)

Bu tür b-çürümesinde, çekirdekten yalnızca bir parçacık uçar - o o. K yakalamaya karakteristik X-ışını emisyonu eşlik eder.

Böylece, şemalara (265) - (267) göre ilerleyen tüm b-bozunma türleri için tüm koruma yasaları yerine getirilir: enerji, kütle, yük, momentum, açısal momentum.

Bir nötronun bir protona ve bir elektrona ve bir protonun bir nötrona ve bir pozitrona dönüşmesi, intranükleer kuvvetlerden değil, nükleonların kendilerinin içinde hareket eden kuvvetlerden kaynaklanmaktadır. Bu yetkilere bağlı etkileşimlere zayıf denir. Zayıf etkileşim, yalnızca güçlü olandan değil, aynı zamanda elektromanyetik etkileşimden de çok daha zayıftır, ancak yerçekimi etkileşiminden çok daha güçlüdür. Etkileşimin gücü, temel parçacık fiziğinin karakteristiği olan ~1 GeV enerjilerinde neden olduğu süreçlerin hızıyla değerlendirilebilir. Bu tür enerjilerde, güçlü etkileşimden kaynaklanan süreçler ~10 -24 s'de, bir elektromanyetik süreç ~10 -21 s'de meydana gelir ve zayıf etkileşimden kaynaklanan süreçlerin zaman özelliği çok daha uzundur: ~10 -10 s, yani temel parçacıkların dünyasında, zayıf süreçler son derece yavaş ilerler.

B-parçacıkları maddeden geçerken enerjilerini kaybederler. B-bozunması sırasında ortaya çıkan b-elektronlarının hızı çok yüksek olabilir - ışık hızıyla karşılaştırılabilir. Maddedeki enerji kayıpları iyonlaşma ve bremsstrahlung nedeniyle meydana gelir. Bremsstrahlung enerji kayıplarının ana kaynağıdır hızlı elektronlar için, protonlar ve daha ağır yüklü çekirdekler için bremsstrahlung kayıpları önemsizdir. saat düşük elektron enerjileri enerji kayıplarının ana kaynağı iyonlaşma kayıpları. Biraz var kritik elektron enerjisi, burada fren kayıpları iyonizasyon kayıplarına eşit olur. Su için yaklaşık 100 MeV, kurşun için yaklaşık 10 MeV, hava için ise onlarca MeV'dir. Homojen bir maddede aynı hızlara sahip bir b-parçacık akımının absorpsiyonu üstel yasaya uyar. N \u003d N 0 e - mx, nerede N0 ve N kalınlığa sahip bir madde tabakasının giriş ve çıkışındaki b-parçacıklarının sayısıdır. X, m- absorpsiyon katsayısı. b _ radyasyon madde içinde güçlü bir şekilde saçılır, bu nedenle m sadece maddeye değil, aynı zamanda b _ radyasyonunun düştüğü cisimlerin boyutuna ve şekline de bağlıdır. B-ışınlarının iyonlaşma kapasitesi düşüktür, a parçacıklarınınkinden yaklaşık 100 kat daha azdır. Bu nedenle, b-parçacıklarının nüfuz etme gücü, a-parçacıklarınınkinden çok daha fazladır. Havada, b-parçacıklarının menzili, kurşunda 3 mm'ye kadar 200 m'ye ulaşabilir. B-parçacıkları çok küçük bir kütleye ve birim yüke sahip olduklarından ortamdaki yörüngeleri kesikli bir çizgidir.

12.4.6 y ışınları

Paragraf 12.4.1'de belirtildiği gibi, y - ışınları belirgin korpüsküler özelliklere sahip sert elektromanyetik radyasyondur. kavramlar γ bozunma bulunmuyor. y - ışınları, yavru çekirdek uyarılmış bir durumda olduğunda a- ve b-bozunmasına eşlik eder. Her tür atom çekirdeği için, atom çekirdeğindeki enerji seviyelerinin toplamı tarafından belirlenen ayrı bir g-radyasyon frekansları seti vardır. Böylece, a- ve g-parçacıkları ayrı emisyon spektrumlarına sahiptir ve

b-parçacıkları - sürekli spektrumlar. γ- ve a-ışınlarının bir çizgi spektrumunun varlığı temel öneme sahiptir ve atom çekirdeğinin belirli ayrık durumlarda olabileceğinin kanıtıdır.

γ - ışınlarının madde tarafından emilmesi yasaya göre gerçekleşir:

ben = ben 0e-m x , (268)

nerede ben ve ben 0 - yoğunluğu olan bir madde tabakasından geçmeden önce ve sonra γ - ışınlarının yoğunluğu X; μ lineer absorpsiyon katsayısıdır. y - ışınlarının madde tarafından emilmesi esas olarak üç süreçten dolayı gerçekleşir: fotoelektrik etki, Compton etkisi ve elektron-pozitron oluşumu ( e+e-) buhar. Bu yüzden μ toplam olarak temsil edilebilir:

μ \u003d μ f + μ k + μ p.(269)

Bir γ-kuantum atomların elektron kabuğu tarafından emildiğinde, elektronların elektron kabuğunun iç katmanlarından koptuğu bir fotoelektrik etki meydana gelir. Bu süreç denir fotoelektrik absorpsiyonγ ışınları. Hesaplamalar, bunun γ - quanta ≤ 0,5 MeV enerjilerinde önemli olduğunu göstermektedir. Absorpsiyon katsayısı μ f atom numarasına bağlıdır Zγ-ışınlarının maddeler ve dalga boyları. γ - kuantanın enerjisi atomlardaki, moleküllerdeki veya bir maddenin kristal kafesindeki elektronların bağlanma enerjisiyle karşılaştırıldığında arttıkça, γ - fotonların elektronlarla etkileşimi doğada giderek serbest elektronlarla etkileşime yaklaşır. Bu durumda olur Compton saçılmasıγ - saçılma katsayısı μ ile karakterize edilen elektronlar üzerindeki ışınlar.

Bir elektronun çift dinlenme enerjisini aşan değerlere γ - quanta enerjisinde bir artış ile m o c 2 (1.022 MeV), özellikle ağır maddelerde elektron-pozitron çiftlerinin oluşumu ile ilişkili olarak anormal derecede büyük bir γ ışınları absorpsiyonu meydana gelir. Bu süreç, absorpsiyon katsayısı ile karakterize edilir. μp.

y-radyasyonunun kendisi nispeten zayıf bir iyonlaşma kabiliyetine sahiptir. Ortamın iyonlaşması esas olarak her üç işlemde de ortaya çıkan ikincil elektronlar tarafından üretilir. γ - ışınları - en nüfuz eden radyasyonlardan biri. Örneğin, daha sert gama ışınları için, yarı soğurma tabakasının kalınlığı kurşunda 1,6 cm, demirde 2,4 cm, alüminyumda 12 cm ve toprakta 15 cm'dir.