Законы сохранения

Рождение элементарных частиц является результатом взаимодействия (столкновения) высокоэнергетичных частиц между собой, т. е. они появляются в результате ядерных реакций. Это свойство элементарных частиц — релятивистский эффект, обусловленный соотношением между массой частицы m, ее энергией Е и импульсом р:

Е² =р²с² +m²с⁴. (11.1.2.1)

Отсюда сразу следует известное соотношение Эйнштейна

Е₀ =mс², (11.1.2.2)

означающее, что энергия покоя тела пропорциональна его массе. Тем самым массу частиц можно выражать в энергетических единицах, что и принято в физике элементарных частиц.

Имеется 8 строгих законов сохранения при взаимодействии частиц: законы сохранения энергии E, импульса P, момента импульса J, электрического Q, лептонного (электронного L_e, мюонного L_μ, таонного L_τ) и барионного B зарядов.

В сильных взаимодействиях сохраняются все характеристики.

В электромагнитном не сохраняется изоспин.

В слабых взаимодействиях не сохраняются странность s, очарование с, боттом b, топ t, изоспин I, проекция изоспина I₃, пространственная Р, зарядовая С и комбинированная СР четность, инвариантность к обращению времени Т. СРТ-инвариантность справедлива для всех видов взаимодействий.

11.1.3. Процессы взаимодействия частиц и их распады наглядно изображаются в виде диаграмм

Рис. 11.1. Диаграмма β -распада отрицательного мюона

Процесс идет с испусканием промежуточного бозона. Промежуточные стадии могут при записи реакций опускаться и тогда на рисунке промежуточный бозон отсутствует.

11.1.4. Пороговая энергия реакции

E_пор = |Q|(m_A + m_B +1/2|Q|)/m_B

=(Σ^N_im_i + m_A + m_B)(Σ^N_im_i - m_A - m_B)/2m_B

11.1.5. Принцип неопределенности(см. 8.1.2.)