Главная > Фейнмановские лекции по физике. Т.9. Квантовая механика. Ч.2
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

§ 5. Измерение ядерного спина

Продемонстрируем теперь пример, где понадобятся только что описанные коэффициенты. Он связан с проделанными не так давно интересными опытами, которые вы теперь в состоянии будете понять. Некоторым физикам захотелось узнать спин одного из возбужденных состояний ядра . Для этого они принялись бомбить углеродную мишень пучком ускоренных ионов углерода и породили нужное им возбужденное состояние  (обозначаемое ) в реакции

,

где  - это -частица, или . Кое-какие из создаваемых таким образом возбужденных состояний  неустойчивы и распадаются таким путем:

.

Значит, на опыте видны возникающие в реакции две -частицы. Обозначим их  и ; поскольку они вылетают с разными энергиями, их можно отличить друг от друга. Кроме того, выбирая , имеющие нужную энергию, мы можем отобрать любые возбужденные состояния .

Опыт ставился так, как показано на фиг. 16.9. Пучок ионов углерода с энергией 16 Мэв был направлен на углеродную пленку. Первая -частица регистрировалась кремниевым детектором, настроенным на прием -частиц с нужной энергией, движущихся вперед (по отношению к падающему пучку ионов ). Вторая -частица регистрировалась счетчиком , поставленным под углом  к . Скорость счета сигналов совпадений от  и  измерялась как функция угла .

154.gif

Фиг. 16.9. Размещение приборов в опыте по определению спина возбужденных состояний .

Идея опыта в следующем. Прежде всего нужно знать, что спины ,  и -частицы все равны нулю. Назовем направление движения начальных частиц  направлением ; тогда известно, что  должен обладать нулевым моментом количества движения относительно оси . Ведь ни у одной из остальных частиц нет спина; кроме того,  прилетает вдоль оси  и  улетает вдоль оси , так что у них не может быть момента относительно этой оси. И каким бы ни был спин  ядра , мы знаем, что это ядро находится в состоянии . Что же случится, когда распадется на  и другую -частицу? Что ж, -частицу поймает счетчик , а , чтобы сохранить начальный импульс, вынужден будет уйти в противоположную сторону. Относительно новой оси (оси ) не может быть тоже никакой компоненты момента количества движения. А раз конечное состояние имеет относительно новой оси нулевой момент количества движения, то у распада  должна быть некоторая амплитуда того, что , где  - квантовое число компоненты момента количества движения относительно новой оси. Вероятность наблюдать  под углом  будет на самом деле равна квадрату амплитуды (или матричного элемента)

.                  (16.41)

Чтобы получить спин интересующего нас состояния , вычертим интенсивность наблюдений второй -частицы как функцию угла и сравним с теоретическими кривыми для различных значений . Как мы отмечали в конце предыдущего параграфа, амплитуды  - это просто функции . Значит, угловые распределения будут следовать кривым . Экспериментальные результаты для двух возбужденных состояний показаны на фиг. 16.10. Вы видите, что угловое распределение для состояния 5,80 Мэв очень хорошо укладывается на кривую , т. е. оно должно быть состоянием со спином 1. С другой стороны, данные для состояния 5,63 Мэв выглядят совершенно иначе; они ложатся на кривую . Спин этого состояния равен 3.

155.gif

Фиг. 16.10. Экспериментальные результаты измерений углового распределения -частиц, вылетающих при распаде двух возбужденных состояний .

Они получены на устройстве, показанном на фиг. 16.9.

В этом опыте мы измерили момент количества движения двух возбужденных состояний . Этой информацией можно воспользоваться, чтобы понять, как ведут себя протоны и нейтроны внутри этого ядра, и это принесет нам добавочные сведения о таинственных ядерных силах.

 

1
Оглавление
email@scask.ru