Расскажи друзьям!

Элементы физики элементарных частиц

96. Известно, что в углеродно-азотном, или углеродном, цикле число ядер углерода остается неизменным. В результате этого цикла четыре ядра водорода 11H (протона) превращаются в ядро гелия 42He, а также образуются три y-кванта, два позитрона и два нейтрино. Записав эту реакцию, определите выделяющуюся в этом процессе энергию.

100. Запишите схемы распада положительного и отрицательного мюонов.

101. При соударении высокоэнергетического положительного мюона и электрона образуются два нейтрино. Запишите эту реакцию и объясните, какой тип нейтрино образуется.

102. При захвате протоном отрицательного мюона образуется нейтрон и еще одна частица. Запишите эту реакцию и определите, что это за частица.

103. Принимая, что энергия релятивистских мюонов в космическом излучении составляет 3 ГэВ, определите расстояние, проходимое мюонами за время их жизни, если собственное время жизни мюона t0 = 2,2 мкс, а энергия покоя E0 = 100 МэВ.

104. Известно, что продукты распада заряженных пионов испытывают дальнейший распад. Запишите цепочку реакций для π+- и π--мезонов.

105. π0 - мезон распадается в состоянии покоя на два γ-кванта. Принимая массу покоя пиона равной 264,1me, определите энергию каждого из возникших γ-квантов.

106. Известно, что распад нейтрального короткоживущего каона происходит по схеме K0s –> π+ + п-. Принимая, что до момента распада каон покоился и его масса покоя составляет 974me, определите массу покоя образовавшихся заряженных π-мезонов, если известно, что масса каждого образовавшегося пиона в 1,783 раза больше его массы покоя.

107. K+-мезон распадается (в состоянии покоя) на два пиона. Принимая массу покоя каона равной 966,2me и пренебрегая разностью масс заряженного и нейтрального пионов, определите энергию каждого из возникших пионов.

112. Запишите продукты распада антинейтрона.

113. При столкновении нейтрона и антинейтрона происходит их аннигиляция, в результате чего возникают два γ-кванта, а энергия частиц переходит в энергию γ-квантов. Определите энергию каждого из возникших y-квантов, принимая, что кинетическая энергия нейтрона и антинейтрона до их столкновения пренебрежимо мала.

115. Выбрав из четырех типов нейтрино (νe, ν’e, νμ, ν’μ) правильное, напишите недостающие обозначения (x) в каждой из приведенных реакций

1) x + 10n –> 11p + 0-1e;

2) x + 10n –> 11p + μ-;

3) x + 11p –>10n + 0+1e.

118. Объясните, какая характеристика элементарных частиц положена в основу деления адронов на мезоны и барионы.

121. Перечислите, какие величины сохраняются для процессов взаимопревращаемости элементарных частиц, обусловленных слабым и сильным взаимодействиями.

122. Определите, какие из приведенных ниже процессов разрешены законом сохранения лептонного числа: 1) р –> n + e+ + νe; 2) K- –> μ- + νμ; 3) π+ –> μ+ + e- + e+; 4) K+ –> e+ + π0 + νe.

123. Определите, какие из приведенных ниже процессов запрещены законом сохранения странности: 1) p + π- –> Λ0 + K0; 2)p + π- –> Σ+ + K-; 3) p + n –> Λ0 + Σ+; 4) p + π- –> K- + K+ + n.

124. Ниже приведены запрещенные способы распада. Перечислите для каждого из них законы сохранения, которые он нарушает: 1)π- –> μ- + νμ; 2) K- + n –> Ω- + K+ + K0; 3)p + n –> Λ0 + Σ+.

127. Примените операцию зарядового сопряжения (см. задачу 126) к следующим процессам: 1) π0 –> 2γ; 2) p + K- –> Σ0 + π+ + π-.

130. Запишите, какие комбинации известных в настоящее время кварков воспроизводят свойства: 1) нейтрона; 2) протона; 3) π+-мезона; 4) π--мезона; 5) Σ0-гиперона.