Особенности рассеяния нейтрино

neyitrino.jpg

 

Чтобы понять характерные особенности слабых взаимодействий, сравним процессы, идущие посредством слабого и сильного взаимодействий. Рассмотрим в качестве примеров процессы рассеяния нейтрино на протоне и протона на протоне соответственно. Оба процесса исследуются при энергиях порядка десятков ГэВ, когда протоны, как и нейтрино, двигаются почти со скоростью света. В обоих случаях в типичной реакции рождается много адронов.

 

В реакции с нейтрино всегда остается лептон — нейтрино или заряженный лептон, причем тип лептона зависит от того, каким образом были получены первоначальные нейтрино, составляющие падающий пучок. Они могут быть получены как совместно с положительными или отрицательными мюонами (в распаде пионов), так и совместно с положительными и отрицательными электронами (в некоторых распадах каонов). Нейтрино, рождающиеся вместе с мюонами, всегда порождают мюоны, а те, что рождаются вместе с электронами, — электроны.

 

Этот факт, установленный в 1962 г., указывает на существование двух различных типов нейтрино, называемых мюонным и электронным нейтрино соответственно, они отличаются друг от друга тем же свойством, которое отличает мюон от электрона. В случае нейтрино этим свойством не может быть масса нейтрино, так как массы обоих видов нейтрино равны нулю (в пределах экспериментальной точности). Поэтому за неимением лучшего физики приписывают мюонам и мюнейтрино сохраняющуюся аддитивную величину, называемую мюонным числом, а электронам и е-неитрино — аналогичное свойство, называемое электронным числом. Для антилептонов эти числа имеют противоположный знак. Указанные величины, сохраняются аналогично барионному числу, т. е. во всех взаимодействиях. Другое экспериментальное наблюдение состоит в том, что нейтрино, рожденные совместно с положительными лептонами, сами всегда порождают отрицательные лептоны и наоборот. Это вновь указывает, что различие между названными типами нейтрино есть типичное различие между частицей и античастицей. Нейтральная частица, порождаемая совместно с положительным лептоном, — это нейтрино, совместно с отрицательным лептоном — антинейтрино.

 

Основное количественное различие между рассеянием нейтрино на протоне и рассеянием протона на протоне состоит в том, что при сравнимых энергиях в первом случае сечение рассеяния составляет 10 – 11 сечения рассеяния во втором. Здесь термин «слабое взаимодействие» применим в буквальном смысле этого слова, Нейтрино с энергией 10 ГэВ должно пройти в среднем 1013 см в веществе, чтобы вероятность его взаимодействия с веществом составила 50%; протону с той же энергией для этого потребовалось бы пройти в веществе всего 102 см. Это различие еще ярче проявляется при более низких энергиях, поскольку с уменьшением энергии сечение рассеяния нейтрино убывает значительно быстрее. По оценкам, нейтрино с энергией 1 Мэв может пройти в обычном веществе расстояние в один световой год, вообще ни разу не испытав взаимодействия. В экспериментах по рассеянию нейтрино в качестве детектора используется много тонн вещества, однако все равно каждое нейтрино имеет не более одного шанса на миллион испытать взаимодействие. Реально подобное взаимодействие может наблюдаться лишь при использовании очень интенсивных нейтринных пучков. Именно этот факт на протяжении многих лет делал обнаружение нейтрино вообще невозможным, и само их существование оставалось гипотезой, предложенной для обеспечения выполнения различных законов сохранения. Эта гипотеза стала реальностью, когда была доказана возможность поглощения нейтрино с образованием заряженных лептонов.

Рекомендуем почитать!

knyaz-izyaslav-mstislavich
Годы правления 1146-1154   Князь Изяслав...ДАЛЕЕ .....1121
otkuda-u-akul-boyazn-delfinov
Акула – это один из древнейших в мире обитатель морей и...ДАЛЕЕ .....923
pochemu-produkty-portyatsya-i-gniyut
Что такое фотостарение? Как можно пищу защитить от...ДАЛЕЕ .....1087
otkrytie-rentgenovskikh-luchej
Несмотря на то, что с момента открытия рентгеновских лучей...ДАЛЕЕ .....326
perenoschiki-sil-v-materii
Прежде чем перейти к рассмотрению материи на субъядерном...ДАЛЕЕ .....427
bluzhdayushchie-mogily-mistika-ili-realnost
Блуждающие могилы   Только представьте на...ДАЛЕЕ .....1191
samye-dlinnye-nogti-v-mire
1.Ли Редмонд     Ли Редмонд,...ДАЛЕЕ .....999
Яндекс.Метрика