Несохранение чётности в ядрах. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Несохранение чётности в ядрах - отсутствие определённой чётности ядерных волновых функций по отношению к пространств, отражению (Р-инверсип), т. е. по отношению к одноврем. изменению направлений всех координатных осей на противоположные (см. Чётность ). Причиной несохранение чётности в ядрах является слабое взаимодействие между составляющими ядро нуклонами (нейтронами и протонами). Ядерные силы с учётом слабого взаимодействия представляются в виде суммы доминирующего Р-чётного вклада сильного взаимодействия и малой Р-нечётной добавки слабого взаимодействия. Относит, величина (F)слабых межнуклонных сил в ядре определяется константой слабого взаимодействия

(т - масса нуклона) и безразмерной массой пиона

характеризующей межнуклонные расстояния

в ядре:

В результате модули волновой функции ядра до и после Р-инверсии отличаются друг от друга, вообще говоря, на относит, величину

Малость эффекта затрудняет его эксперим. исследование.

Несохранение чётности на уровне порядка

было зарегистрировано непосредственно в нуклои-иуклонном взаимодействии (1980) при рассеянии поляризов. протонов на поляризов. протонной мишени [1]. Однако открытие несохранения чётности в ядрах было сделано раньше (1964). Оно стало возможным благодаря тому, что в ряде случаев есть усиление эффектов Н. ч. в я., предсказанное теоретически [2,3]. Известны три источника такого усиления - динамич., кинематич. и структурное.

Динамическое усиление. Если пренебречь слабым взаимодействием, то ядерному состоянию а с определённой чётностью отвечает волновая функция y_а. При его учёте волновая функция имеет вид суперпозиции, содержащей помимо

небольшую примесь состояний с чётностью, противоположной чётности

причём наиб, вклад в примесь даёт волновая функция

ближайшего по энергии состояния b ядра:

Здесь

- матричный элемент гамильтониана слабого взаимодействия между нуклонами,

- энергии состояний а и и. При отсутствии усиления

Если энергии

близки, то

мало, что может усиливать примесь состояний с противоположной чётностью в

т. е. до величины

Благоприятные условия для динамич. усиления возникают в тяжёлых ядрах, где плотность энергетич. уровней велика, а расстояния между уровнями малы.

Кинематическое усиление. Амплитуда М ядерной реакции (см. Амплитуда процесса)или g - перехода между ядерными состояниями с образованием или распадом состояния с неопределённой чётностью может быть представлена в виде суммы:

здесь

- амплитуды процесса (в пренебрежении слабым взаимодействием), соответствующие образованию или распаду состояний а и b, обладающих противоположными чётностями. Относит, величина не сохраняющего чётность вклада

усилена, если "основная" амплитуда

подавлена по к-либо кинематич. причине. Пусть

- амплитуды поглощения ядром медленных продольно поляризованных нейтронов с орбитальными моментами При поглощении могут образовываться резонансные состояния ядра (р- и s-резонансы) с одним и тем же моментом, но с противоположными чётностямп [чётность

Эти состояния смешиваются слабым взаимодействием, в результате амплитуда приобретает вид (2), т. е. возникает интерференция амплитуд противоположной чётности. Т. к. проекция спина нейтрона при Р-ин-версии не меняет знака, а импульс меняет, то проекция спина на импульс меняет знак при Р-инверсии. Поэтому при сохранении чётности сечение поглощения не может зависеть от знака продольной поляризации нейтрона и должно оставаться неизменным при изменении поляризации на противоположную. Несохрапение чётности проявляется в неодинаковости отвечающих амплитуде (2) сечений поглощения нейтронов, поляризованных по импульсу и против импульса. В р-резонансе отношение

пропорц.

где

- ширины р- и s-резонансов, k - импульс нейтрона, R - радиус ядра. Для нейтронов с энергией порядка 1эВ фактор кинематпч. усиления 1/kR достигает 10³.

Если ядерные состояния не обладают определённой Р-чётностыо, то становится возможным испускание в одном и том же переходе магн. и электрич. g-квантов одинаковой мультипольности, т. е. с одинаковыми полными: моментами, но противоположными чётностями. При равной мультипольности маги, переходы происходят с меньшей вероятностью, чем электрические. Если "основной" переход (с сохранением Р-чётности) - магнитный, то "примесный" электрич. переход будет происходить с большей вероятностью (см. Гамма-излучение ).Пусть М_а и M_b - амплитуды испускания магн. и электрич. квантов, тогда М_а подавлена по сравнению с М_b в

раз (

- ср. скорость нуклона в ядре), а эффект усилен в

раз.

Структурное усиление имеет место в случае, когда в ф-ле (2) "основная" амплитуда М_а подавлена по срав-неипю с M_b, вследствие структурных особенностей состояний ядра, участвующих в переходе. Напр., "основ-нон" Ml переход

с испусканием g-кванта с энергией 482 кэВ в ядре ¹³¹Та подавлен, т. к. сопряжён с изменением орбитального момента нуклона на 2, а примесный Ei переход

не подавлен. Структурное усиление может достигать величины

Впервые несохранение чётности в ядрах наблюдалось в угл. распределении

-квантов, испускаемых при захвате поляризов. тепловых нейтронов ядром

При сохранении чётности угл. распределение

-квантов

(

- угол между импульсом

-кванта и направлением поляризации нейтронов) не должно зависеть от знака проекции спина нейтрона на импульс

-кванта и, следовательно, должно быть симметричным относительно направления поляризации нейтронов. На опыте была обнаружена асимметрия, описываемая ф-лой:

причём

(в отсутствие усиления можно было бы ожидать значение

). Впоследствии аналогичная асимметрия была обнаружена в опытах с др. ядрами. При захвате неполяризованных нейтронов ядрами несохранение чётности приводит к появлению циркулярной поляризации у испускаемых g-квантов. Это явление также наблюдалось в реакции ¹¹³Cd(n, g)¹¹⁴Cd.

Зависимость от энергии нейтронов отношения e прозрачности мишени из La для нейтронов с поляризациями, направленными по импульсу и против импульса, к сумме этих прозрачностей.

Максимальное несохранение чётности в ядрах было обнаружено при исследовании поглощения ядрами ¹³⁹La продольно поляризов. нейтронов с энергией 0,75 эВ, отвечающей р-резонансу [5, 6, 7, 8]. Наблюдалось изменение прозрачности ядерной мишени для нейтронов при изменении знака их продольной поляризации (рис.). Возникающая за счёт несохранения чётности в ядрах разность сечений поглощения в резонансе достигает 10%. Увеличение эффекта в 10⁶ раз происходит за счёт его динамич. и кинематич. усилений. Несколько меньший эффект наблюдался и для др. ядер. Несохранение чётности в ядрах приводит также к появлению продольной поляризации у первоначально не-поляризов. пучка нейтронов после его прохождения через ядерную мишень.

При прохождении поперечно поляризов. нейтронов через вещество несохранение чётности приводит к вращению спина нейтрона вокруг направления его движения [8].

Несохранение чётности в ядрах обнаружено также при исследовании деления ядер U и Рu под действием поляризов. нейтронов [9].

Литература по несохранению чётности в ядрах

Знаете ли Вы, что, когда некоторые исследователи, пытающиеся примирить релятивизм и эфирную физику, говорят, например, о том, что космос состоит на 70% из "физического вакуума", а на 30% - из вещества и поля, то они впадают в фундаментальное логическое противоречие. Это противоречие заключается в следующем.

Вещество и поле не есть что-то отдельное от эфира, также как и человеческое тело не есть что-то отдельное от атомов и молекул его составляющих. Оно и есть эти атомы и молекулы, собранные в определенном порядке. Также и вещество не есть что-то отдельное от элементарных частиц, а оно состоит из них как базовой материи. Также и элементарные частицы состоят из частиц эфира как базовой материи нижнего уровня. Таким образом, всё, что есть во вселенной - это есть эфир. Эфира 100%. Из него состоят элементарные частицы, а из них всё остальное. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.