Большая техническая энциклопедия
2 3 8 9
U
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
ЭЖ ЭК ЭЛ ЭМ ЭН ЭП ЭС ЭТ ЭФ

Электронно-позитронные пары

 
Электронно-позитронные пары образуются при взаимодействии гамма-квантов с гравитационным полем ядра за счет поглощения энергии гамма-квантов.
Электронно-позитронные пары были действительно обнаружены в помещенной в магнитное поле камере Вильсона, в которой электрон и позитрон, имеющие противоположные по знаку заряды, отклонялись в противоположные стороны.
Электронно-позитронные пары могут рождаться фотонами в ку-лоновском поле не только ядра, но и электрона. Однако последний процесс приводит к гораздо более слабому поглощению у-излучения из-за малости соответствующего сечения ( для электрона Z 1), несмотря на то, что электронов в веществе больше, чем ядер.
Электронно-позитронные пары были действительно обнаружены в помещенной в магнитное поле камере Вильсона, в которой электрон и позитрон, имеющие противоположные по знаку заряды, отклонялись в противоположные стороны.
Электронно-позитронные пары могут образовываться не только при столкновениях фотонов с заряженными частицами, но также при столкновениях между двумя заряженными частицами, обладающими достаточной энергией, напр, при столкновении быстрого электрона с атомом или со свободным электроном.
Электронно-позитронные пары могут рождаться фотонами в ку-лоновском поле не только ядра, но и электрона. Однако последний процесс приводит к гораздо более слабому поглощению уизлучения из-за малости соответствующего сечения ( для электрона Z 1), несмотря на то, что электронов в веществе больше, чем ядер.
Процесс рождения электронно-позитронных пар в поле ядра состоит в том, что квант поглощается, а рождаются и вылетают электрон и позитрон. При этом ядро получает некоторый импульс отдачи ( см. также гл. Согласующийся с опытом кванто-воэлектродинамический расчет показывает, что поглощение фотона и рождение пары происходит не внутри ядра, а около него в области, имеющей размер порядка комптоновской длины волны электрона. Передача импульса отдачи ядру происходит через посредство его кулоновского поля. Без передачи импульса постороннему телу превращение фотона в электронно-позитронную пару запрещено законами сохранения энергии-импульса.
Процесс рождения электронно-позитронных пар в поле ядра состоит в том, что квант поглощается, а рождаются и вылетают электрон и позитрон. При этом ядро получает некоторый импульс отдачи ( см. также гл. Согласующийся с опытом кванто-воэлектродинамический расчет показывает, что поглощение фотона и рождение пары происходит не внутри ядра, а около него в области, имеющей размер порядка комптоновской длины волны электрона. Передача импульса отдачи ядру происходит через посредство его кулоновского поля. Без передачи импульса постороннему телу превращение фотона в электронно-позитронную пару запрещено законами сохранения энергии-импульса.
Микроскопическое сечение образования электронно-позитронных пар т п при средних энергиях гамма-квантов возрастает с увеличением энергии Еу и порядкового номера Z элемента.
Возникновение и уничтожение электронно-позитронных пар отражает важный принцип обратимости процессов микромира, известный в квантовой физике. Если существует какой-то прямой процесс, то существует и обратный процесс.
О полном сечении аннигиляции электронно-позитронных пар в адроны при высоких энергиях.
В свое время открытие рождения и аннигиляции электронно-позитронных пар вызвало настоящую сенсацию в науке, До того никто не предполагал, что электрон, старейшая из частиц, важнейший строительный материал атомов, может оказаться невечным. Впоследствии двойники - античастицы - были найдены у всех частиц. Античастицы противопоставляются частицам именно потому что при встрече любой частицы с соответствующей античастицей происходит их аннигиляция. Обе частицы исчезают, превращаясь в кванты излучения иди другие частицы.
Мы изучили угловое распределение ан-нигиляционных - квантов от электронно-позитронных пар в жидких и, ш-дифенилалканах и получили спектры импульсного распределения электронов, на которых идет аннигиляция.
При больших энергиях фотонов в кулоновском поле ядер образуются электронно-позитронные пары. Указанное значение энергии является порогом для этого процесса. Сечение процесса образования пар медленно растет в области энергий от 1 02 до 4 МэВ, а затем возрастает в логарифмической зависимости от энергии. Сечение образования пар пропорционально Z2 Z, где первый член отвечает ядерным процессам, а второй - процессам в поле электронов.

Жолио-Кюри в своих опытах с радиоактивными лучами обнаружил возникновение электронно-позитронных пар; § 91) Росси и другие физики установили, что образование электронно-позитронных пар постоянно происходит в космических лучах. Оказалось, что в космических лучах этот процесс часто развивается каскадно ( в особенности при поглощении космических лучей такими плотными веществами, как свинец): взаимодействие электрона и позитрона первой возникшей пары с веществом приводит к образованию новых электронно-позитронных пар, и, таким образом, число частиц стремительно нарастает - создается электронно-позитронная лавина.
В парном спектрометре ( рис. 9.32) для регистрации используются электронно-позитронные пары. При этом электроны и позитроны также фокусируются магнитным полем и, кроме того, регистрируются по описанной в следующем пункте схеме совпадений.
В парном спектрометре ( рис. 9.32) для регистрации используются электронно-позитронные пары. При этом электроны и позитроны также фокусируются магнитным полем и, кроме того, регистрируются по описанной в следующем пункте схеме совпадений.
Этот процесс представляет собой образование в облучаемой рентгеновскими или у-лучами среде электронно-позитронных пар.
Другим видом внутренней конверсии является процесс: внутренней конверсии с образованием электронно-позитронных пар.
Комптона, может происходить третий вид взаимодействия у-квантов с веществом - образование электронно-позитронных пар.
Еще важнее обратить внимание читателя на то, что процессы рождения и аннигиляции электронно-позитронных пар разрушают считавшуюся дотоле непреодолимой границу между веществом и полем.
В 1931 году Поль Дирак прямо указал на реальную возможность наблюдать явление рождения электронно-позитронных пар. Он сделал удивительное предсказание: должны существовать не только антиэлектроны, но также антипротоны. Фактически это было предвидение существования антимира.
Удельные потери энергии электронов в кремнии.| Толщина защиты из свинца, мм, в зависимости от кратности ослабления и энергии f - излучения ( широкий пучок. При прохождении уизлучения через вещество наиболее интенсивно протекают три процесса: фотоэффект комптон-эффект и рождение электронно-позитронных пар. Каждый из этих процессов приводит к удалению фотона из пучка.
Таким образом, электрон, взаимодействуя с внешним электромагнитным полем, порождает вокруг себя облако виртуальных электронно-позитронных пар.
Третий вид взаимодействия, при котором у-лучи могут терять свою энергию, представляет собой непосредственное образование электронно-позитронных пар. Этот процесс не может происходить, если энергия Y-КВЗНТОВ меньше удвоенной энергии покоя электрона, тс2, которая составляет 1 02 Мэв.
Комптона, а в области больших энергий ( Е -, Е2) - процесс образования электронно-позитронных пар.
При рассмотрении взаимодействия у-лучен со средой надо учитывать - все три процесса: фотоэффект, эффект Комптона и образование электронно-позитронных пар.
При энергиях, превышающих 2т0с2 - 1 02 Мэв, становится возможен процесс поглощения - лучей, связанный с образованием электронно-позитронных пар.

Это означает, в частности, пренебрежение радиационными поправками, которые изменяют фотонную функцию Грина в вакууме за счет виртуального рождения электронно-позитронных пар.
При энергиях, превышающих 2т с2 1 02 МэВ, становится возможен процесс поглощения f - лучей, связанный с образованием электронно-позитронных пар.
Зависимость коэффициентов поглощения для воды от энергии f - излучения. Таким образом, при взаимодействии - - излучения с веществом образуются кванты, обладающие меньшей энергией, фотоэлектроны, электроны отдачи, электронно-позитронные пары. Главную роль в ионизации атомов вещества играют быстрые вторичные электроны. В связи с этим химические эффекты, вызываемые действием f - лучей, во многих случаях оказываются такими же, как эффекты, вызываемые действием электронов. Различие между этими видами излучений заключается в значительно большей проникающей способности f - излучения, вследствие чего поглощение энергии - j - лучей веществом происходит равномерно, в то время как электроны отдают большую часть своей энергии в сравнительно тонких слоях вещества.
Поглощение у-излучения веществом в основном происходит за счет трех процессов: а) фотоэффекта, б) комптон-эффекта и в) рождения электронно-позитронных пар в кулоновском поле ядра ( гл. В первых двух процессах кванты сталкиваются с электронами, в третьем - с ядрами. Столкновения с электронами преобладают при низких энергиях, а столкновения с ядрами - при высоких.
Жолио-Кюри в своих опытах с радиоактивными лучами обнаружил возникновение электронно-позитронных пар; § 91) Росси и другие физики установили, что образование электронно-позитронных пар постоянно происходит в космических лучах. Оказалось, что в космических лучах этот процесс часто развивается каскадно ( в особенности при поглощении космических лучей такими плотными веществами, как свинец): взаимодействие электрона и позитрона первой возникшей пары с веществом приводит к образованию новых электронно-позитронных пар, и, таким образом, число частиц стремительно нарастает - создается электронно-позитронная лавина.
Электромагнитные взаимодействия по своей интенсивности в 102 - 103 раз слабее сильных взаимодействий и наблюдаются между электрически заряженными частицами, ими обусловлены кулоновские силы, процессы рождения электронно-позитронных пар у-фотонами, распад л - мезона на два у-фотона и распад - гиперона на Л - гиперон и у-фотон.
Поглощение ( - лучей в веществе обусловлено в основном тремя процессами: фотоэффектом ( см. § 136), эффектом Комптона ( см. § 137) и образованием электронно-позитронных пар.
Возбужденное ядро может перейти в состояние с меньшей энергией не только путем испускания у-фотона или выбрасывания какой-либо частицы, но и путем внутренней конверсии или конверсии с образованием электронно-позитронных пар.
Третья группа затруднений связана с открытием новых свойств микрочастиц, свойств, связанных с тем обстоятельством, что при больших энергиях число заряженных частиц перестает быть постоянным вследствие рождения электронно-позитронных пар.
Поглощение - [ - лучей в веществе обусловлено в основном тремя процессами: фотоэффектом ( см. § 136), эффектом Комптона ( см. § 137) и образованием электронно-позитронных пар.
Изотоп 2вРе69 испускает кванты с энергиями ( см. табличные данные) 1 3; 1 1 и 0 195 Мэв, причем Y-КВЭНТЫ с энергией 0 195 Мэв неспособны образовывать электронно-позитронные пары.
Сэру Эрнсту оставалось только радоваться, что задетый за живое Патрик Блэккет очень быстро, в содружестве с начинающим Оккиалини, подтвердил открытие Андерсона, получив при этом замечательно-выразительные фотографии электронно-позитронных пар, рождающихся в космических ливнях.
Итак, прохождение у-фотонов через вещество сопровождается появлением вторичных заряженных частиц - электронов, выбиваемых при фотоэффекте и комптоновском рассеянии; тяжелых заряженных частиц - протонов, вырываемых при ядерном фотоэффекте, и электронно-позитронных пар.
Входящие в состав мягкой компоненты электроны, позитроны и фотоны непрерывно возникают друг из друга: при столкновении с ядрами электроны и позитроны вызывают появление тормозных f - квантов, кванты в свою очередь генерируют в поле ядер электронно-позитронные пары. Так образуются электронно-фотонные ливни.

В области энергий квантов, которые мы будем рассматривать ( от 10 кэв до 3 - 5 Мэв), основную роль играет взаимодействие излучения с атомными электронами, проявляющееся в процессах фотоэлектрического и комптоновского эффектов, и процесс образования электронно-позитронных пар в электрических полях ядер и атомных электронов.
Позитпронная и нейтронная формы вещества. Рождение электронно-позитронных пар в горячем веществе описывается соотношениями д / / 0 и п - п по, где По - исходная концентрация электронов, индексы () и ( -) относятся соответственно к позитронам и электронам.
Третий процесс поглощения электромагнитного излучения обусловлен образованием пар ( см. гл. Возникновение электронно-позитронных пар не может происходить при Ev 1 02 Мэв. В области высоких энергий, где образование пар является преобладающим процессом, энергию у-лучей лучше всего определять путем измерения полной энергии электронно-позитронных пар.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11