§ 47. РЕАКЦИИ МЕЖДУ ЧАСТИЦАМИ

При реакциях между частицами выполняются общие законы сохранения, являющиеся следствием некоторой инвариантности и симметрии в природе. Как известно, в любом физическом процессе должны оставаться неизменными:

а) полный электрический заряд —

б) полная энергия —

в) полный импульс

г) момент количества движения

Отметим еще две особенности реакций между элементарными частицами, которые имеют значение общих законов.

Во-первых, реакции обратимы. Если одна частица распадается на две другие, то можно ожидать, что и обратно данная пара может соединиться, образовав первоначальную частицу.

Во-вторых, испускание частицы сопоставляется поглощению соответствующей античастицы (зная вероятность одного из этих процессов, можно найти вероятность другого). При переносе частицы из правой части уравнения реакции в левую или наоборот ее надо заменить античастицей.

Рассмотрим в качестве примера процесс р-распада:

Поскольку нейтрон превращается протон, испуская электрон и антинейтрино, можно ожидать существования обратной реакции, в которой протон поглощает электрон и антинейтрине, превращаясь в нейтрон:

Кроме того, поскольку поглощение электрона соответствует испусканию позитрона, должна существовать и реакция

Эта реакция и была использована для обнаружения антинейтрино в опыте Рейнеса и Коуэна (§ 34).

Эти правила позволяют создать своего рода «алгебру» для решения задач физики элементарных частиц

Однако наши знания еще столь неполны, что подобная цепь чисто формальных рассуждений в ряде случаев может привести и к ошибочным результатам. Например, перечисленные выше законы сохранения не запрещают реакцию

которые в природе не наблюдаются.

Следовательно, в мире элементарных частиц существуют какие-то характеристики и законы, которые мы пока еще не учли.