Ғарыш сәулелері арқылы мюонның өмір сүру уақытын бағалау және біртекті магнит өрісіндегі зарядталған бөлшектердің қозғалысы

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 3 бет
Таңдаулыға:

ҒС көмегімен мюонның өмір сүру уақытын бағалау әдісі

Мюондар, өмір сүру уақыты τ _μ = 2, 2*10 ^-6 с, спині s _μ = h/2, массасы(m _μ =105, 66МэВ/с ² ) электронның массасынан 207 еседей артық, орнықсыз бөлшек. Олар нәзік әсерлесу салдарынан былай ыдырайды:

\[m^{+}\ \mathrm{G}\ e^{+}+n_{e}+{\tilde{\nu}}_{\mu}\]

Осы ыдыраулар мюондардың вакуумдағы өмірінің ұзақтығын анықтайды. Заттарда μ ^- өмірі қысқарақ болады. Ол атомның оң зарядты ядросымен тартылып, онымен мюондық атом құрайды. Мюатомдардағы мюондар атом ядросымен қарпылуы мүмкін:

μ ^- + zA→ _z - ₁ A+ ν _μ

Бұл құбылыс кәдімгі атомдағы К-қарпуға ұқсас, осыдан ол қарапайым μ ^- + р→n+ ν _μ әсерлесуге сәйкес келеді.

Осының нәтижесінде теріс зарядты мюонның заттағы өмірі вакуумдағыға қарағанда жеңіл Z≈10 заттарда 2 есе, ауыр элементтерде 20-30 есе қысқарады.

\[{\frac{t}{\sigma_{0\pi}}}=10^{2}\]

⁽

\[T_{\mathit{0}}\]

-«тыныштықтағы» мезонның өмір сүру уақыты) .

ҒС-ң қатан (мюондық) құраушысының қарқындылығын тік сызыққа қатысты

\[\hat{O}\]

бұрышына еңкейтілген телескоппен өлшеп, одан кейін бұл қарқындылықты телескоп үстінен жолдары әр түрлі болғандағы атмосферадағы µ- мезондар жұтылуын теңестіретін қорғасын қабатын орнатқан жағдайда тік бағытталған телескоппен өлшегенде, мынау байқалды: µ- мезондар жұтылуы мағынада тік және көлбеу жол бірдей болса да, еңкейтілген телескоппен өлшенетін мюондар қарқындылығы тік бағытталған телескоппен өлшенетін қарқындылығынан аз болады. Мұны тек мюондардың ұшқан кездегі ыдырауымен түсіндіруге болады (көлбеу жол тік жолдан ұзын болғасын оны өтуге кететін уақыт та ұзақ болады да, мюонның көлбеу жолда ыдырап кету ықтималдығы тік жолдағыдан жоғары болады) .

\[\mathbf{N}_{0}\]

мен

\[\mathbf{N}_{\theta}\]

өлшеп, мюонның өмір сүру уақытын бағалауға болады.

Тыныштықтағы мюонның өмір сүру орташа уақыты

\[T_{\mathit{0}}\]

\[\mathbf{\vec{\mathbf{\omega}}}\]

\[-{\mathfrak{G}}\]

с болады (яғни бұл мюонның меншікті өмір сүру уақыты, онымен бірге жүрген сағатпен өлшенген уақыт) . Ал жердегі байқаушының сағаты жылдамдығы v

\[\iff\]

c мюонның әлдеқайда көп

өмір сүру уақытын көрсетеді, өйткені Эйнштейннің салыстырмалылықтың аранайы теориясы бойынша

\[t_{\ o}=t\,{\sqrt{l-\beta^{2}}}\]

, (1)

мұндағы

\[\sqrt{1-\beta^{2}}\]

→

\[\mathrm{E}={\frac{m_{0}c^{2}}{\sqrt{l-\beta^{2}}}}\]

қатынастан табылады. Мұнда

\[m_{0}c^{2}=105,6\]

Мэв - мюонның тыныштық энергиясы, ал Е - оның толық энергиясы, яғни

\[t=\tau_{0}\,{\frac{E}{m_{0}c^{2}}}\]

Мюонның 1см жолдағы ыдырау ықтималдығы

\[W_{0}={\frac{1}{\theta\tau}}\]

, (1) ескере отырып

W=1/ υ τ ₀ /√1- β ² =m ₀ c/ m ₀ υc/√1- β ² * τ ₀ = m ₀ c/(pc) τ ₀

мұндағы р ⋅ с - мезон энергиясы,

\[\delta L\]

бөлігінде оны 3⋅10 ⁹ эв тең деп алуға болады.

Санау жылдамдықтардың

\[\delta N=N\]

_тік -

\[\mathbf{N}\]

_енк айырмасы

\[{\bar{\mathcal{O}}}{\mathcal{L}}\]

бөлігіндегі мюондардың ыдырауымен себептелетіндіктен

\[\delta N=N\]

_верт -

\[\scriptstyle W_{s}\delta L\]

\[{\cal N}\]

_верт m ₀ c ² /(p ² c) τ ₀ *δL,

бұдан

\[t_{\mathrm{\tiny~0}}=\frac{\partial L}{c}*\frac{m_{\mathrm{0}}c^{2}}{p c}\frac{N_{a\bar{a}\bar{a}\bar{a}}}{N_{a\bar{a}\bar{a}\beta}-N_{\bar{a}\bar{a}\bar{a}}}\]

13. Зарядталған бөлшектің тұрақты біртекті магнит өрісіндегі қозғалысы

Зарядталған бөлшектің магнит өрісіндегі қозғалысы:

\[{\dot{p}}=m{\dot{\nu}}\]

(1)

\[\begin{array}{l}{{m=m_{0}g\,,}}\\ {{g=\displaystyle\frac{1}{\sqrt{1-\nu_{}^{2}{\sqrt{_2}}}}\mathrm{~\cal~P~}\left(g c\right)^{2}=c^{2}+(\nu\nu)^{2}~\mathrm{~\cal~P~}~(m c)^{2}=(m_{0}c)^{2}+p^{2}}}\end{array}\]

(2)

(3)

Зарядталған бөлшектің тұрақты біртекті магнит өрісіндегі қозғалысы

Ұйытқымаған қозғалыс

\[1)\quad{\frac{d_{P}^{\prime}}{d t}}={\frac{e}{c}}\P_{B}^{\mathrm{T}}\quad\quad\quad(4)\]

магнит өрісі бағытында бөлшек бірқалыпты қозғалады (магнит өрісі өзіне параллель бөлшектің қозғалысына әсер етпейді)

\[m_{X}^{\tilde{S}_{A}}=\frac{e}{c}\P_{1}^{\Gamma}\bot^{\bar{D}}\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad(7)\]

\[\nu_{\mathrm{s}}\,=c o n s t,{\frac{\mathrm{S}_{\mathrm{s}}}{\mathrm{R}_{\mathrm{s}}}}\times\,{\frac{\Gamma}{\nu_{\perp}}}\]

тұрақты жылдамдықпен шеңбер бойынша қозғалыс

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.