Домашнее задание

Теоретический материал

Проработать содержание занятия по пособию и своим конспектам.

Решение задач

Задача 1. Зависимость сечения взаимодействия
K^-+p®L*0®L0+p++p- от импульса каона (pc) показана на рисунке 52. Нижняя кривая описывает нерезонансный фон; верхняя кривая показывает, что на этот фон наложено резонансное сечение. Чему равно значение инвариантной массы и время жизни возникающего резонанса L*0?

Занятие 2.3.6

Повторение пройденного материала

Контрольные вопросы

1.2.1 В фотоумножитель попадает один фотон, который может выбить из фотокатода только один электрон. Как же в фотоумножителе получается большой импульс тока, создаваемый большим числом электронов?

1.2.2 Чем определяется угол, под которым излучается частицами свет в черенковском счетчике? Чему равен максимальный угол раствора конуса излучения, если показатель преломления среды n?

1.2.3 Почему центры парообразования или конденсации в переохлажденном паре или в перегретой жидкости образуются на ионах?

1.2.4 В чем состоят сходство и различия мезонов и барионов?

1.2.5 Что такое инвариантная масса одной частицы? системы частиц? Имеются два фотона с заданными энергиями E1 и E2, рожденные в независимых процессах. Укажите верхнюю и нижнюю границы спектра инвариантных масс данной пары фотонов

1.2.6 Что такое спектр инвариантных масс? Времена жизни адроннонестабильных частиц настолько малы, что их следы в трековых камерах наблюдать невозможно. Как устанавливают факт их существования? Как удается измерить их массы и времена жизни?

1.2.7 Каков смысл фразы "сечение взаимодействия"? Объясните, почему сечение адронного взаимодействия больше сечения электромагнитного взаимодействия, а то, в свою очередь, больше сечения слабого взаимодействия.

1.2.8 Разъясните смысл фразы "распад нейтрального пиона происходит в результате электромагнитного взаимодействия”. Что с чем взаимодействует в процессе распада?

1.2.9 Почему адронное взаимодействие является короткодействующим, а электромагнитное - дальнодействующим?

1.2.10 Приведите пример фейнмановской диаграммы и охарактеризуйте каждый элемент ее.

1.2.11 Чему равна константа электромагнитного взаимодействия? Изобразите диаграммы электромагнитного взаимодействия электрона и протона и электромагнитного распада возбужденного состояния ядра.

1.2.12 В теории Ферми бетта-распада использовалось приближение контактного взаимодействия. В чем суть этого приближения? Каковы физические причины успеха его использования?

1.2.13 Какие экспериментальные данные говорят о том, что адронное взаимодействие сильнее электромагнитного и слабого?

1.2.14 Изобразите фейнмановскую диаграмму, поясняющую связь нуклонов в ядре.

1.2.15 Используя модель прямоугольной потенциальной ямы, оцените глубину потенциальной ямы, удерживающей дейтрон от распада. Считайте, что радиус ямы b равен 1,4 Фм.

1.2.16 Какие физические соображения указали Юкаве, что в природе должна существовать частица с массой порядка нескольких сотен масс электрона? Каким было бы ядерное взаимодействие, если бы пион имел нулевую массу покоя? Что собой представляло бы вещество и весь окружающий нас мир в этом случае?

1.2.17 Многочисленные исследования в субатомной физике показывают, что электрон и мюон обладают совершенно одинаковыми свойствами. Отличие заключается лишь в различных массах, и в различии лептонных квантовых чисел. Почему же мюон распадается, а электрон является стабильной частицей?

1.2.18 При рассеянии фотонов высокой энергии на ядрах наблюдается резонансная зависимость сечения рассеяния от энергии фотонов, которую интерпретируют как возникновение промежуточного состояния - рождения векторного ро-мезона. В соответствии с этой интерпретацией ро-мезон имеет случайное значение инвариантной массы. Как можно понять случайность возможных значений инвариантной массы ро-мезона?

1.2.19 При рассеянии пионов на протонах при кинетических энергиях, близких к 200 МэВ,наблюдается локальный пик сечения рассеяния шириной примерно 100 МэВ. Дайте подробную интерпретацию этому факту:
а) что означает наличие пика рассеяния;
б) какую информацию дают положение пика на оси энергии и его ширина;
в) Чему равны инвариантная масса и время жизни наблюдаемого резонанса?