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, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.