||
基本粒子运动力演变结合能变化规律的2种利用
注意:基本粒子演变所辐射的静止质量=0粒子,与原子中不同能级电子的跃迁,必然辐射光子,是不同的机制。
1. 求得所辐射静止质量=0粒子的频率或速度
已知:基本粒子x与基本粒子y在强力作用下,演变为激发态的基本粒子z,经一定的驰豫时间,在相应弱力作用下,辐射相应的静止质量=0粒子(带电粒子辐射光子;电中性粒子辐射声子),成为非激发态的基本粒子z,其结合能的减少=所辐射粒子的能量。即:
当x粒子+y粒子=z粒子+光子,(能量守恒)有:
x粒子结合能+y粒子结合能=z非激发态粒子结合能+所辐射粒子结合能,
z非激发态粒子结合能=z激发态粒子结合能-z由激发态转变为非激发态粒子结合能的减少,
x粒子结合能+y粒子结合能-z非激发态粒子结合能
=2所辐射粒子结合能,(因:z由激发态转变为非激发态粒子结合能的减少=所辐射粒子结合能)
因而,可以利用基本粒子演变产物结合能的减少求得所辐射静止质量=0粒子(带电粒子辐射光子;电中性粒子辐射声子)的频率或速度。例如:
1.1. k介子与反k介子在近程强力和相继的弱力作用下形成正或反π介子,发出声子。
正反π介子 正反k介子 2乘声子 每声子
能量(兆电子伏) 135,00 497,8 227,8 113,9
平均寿命(秒)(2,2)10^(-16) (1,00)10^(-10)
1.2. 正k介子与反k介子在近程强力和相继的弱力作用下形成正或负π介子,发出光子。
正负π介子 正反k介子 2乘光子 每光子
能量(兆电子伏) 139,59 497,8 218,62 109,31
平均寿命(秒)(2,55)10^(-8) (1,00)10^(-10)
1.3. 反质子与质子(室中的氢核)在强力和相继的弱力作用下,辐射相应的声子,
分裂为:嫩巴达超子和反嫩巴达超子。
正反嫩巴达超子 正反质子 2乘2声子 每声子
质量(兆电子伏) 1115,36 938,213 353,794 88,449
平均寿命(秒) (2,51)10^(-10) 稳定
1.4. 反质子(反嫩巴达超子衰变产生)+质子(氢核),强力和相继的弱力作用下,
辐射相应的光子,分裂为:正π介子+正π介子+负π介子+负π介子,π介子质量减少、稳定性也降低(不同于一般的情况),能量守恒,π介子的动能更大、所辐射的光子更强。
正反质子 正负π介子 2乘4光子 每光子
能量(兆电子伏) 938,213 139,59 1318,066 164,758
平均寿命(秒) 稳定 (2,55)10^(-8)
对于辐射光子的情况,由每个相应光子的能量E=h相应光子的频率,即得,相应光子的频率;由于真空中光速c已知,即得,相应光子的质量m0=E/c^2。
对于辐射声子的情况,由每个相应声子的能量E=h相应声子的频率,即得,相应声子的频率,若已知相应介质条件下的声速,即得,相应声子的频率,和质量m0=E/a^2。
辐射的光子、声子,依其频率不同而有不同的质量。
质量相同的辐射光子、声子,因光速远大于声速,辐射光子的能量和频率,都显著地小于辐射声子的能量和频率。
2. 中微子参与的有关演变的利用
例如,如下关系:
2.1.由正反μ介子到正反π介子,质量增大,结合能变小,稳定性(平均寿命)降低。
正反μ介子 反正中微子 正反π介子 2声子
能量(兆电子伏) 105,655 E 139,59 33,955-E
平均寿命(秒)(2,212)10^(-6) 稳定 (2,55)10^(-8)
2.2.由正反中微子到正反陶轻子,质量增大,结合能变小,稳定性(平均寿命)降低。
正反中微子 反正中微子 正反陶轻子 2声子
能量(兆电子伏) E E 1,777 1,777-2E
平均寿命(秒) 稳定 稳定 很短
2.3.由正、负电子到正反中微子,质量减小,结合能变大,稳定性(平均寿命)增大。
正电子 电子 正反中微子 2声子
能量(兆电子伏) 0.511 0.511 E 1.022-E
平均寿命(秒) 稳定 稳定 稳定
因此,只要由以上各演变反应时,采用相应的措施,测出相应声子的频率,算出相应声子的能量,E=h相应声子的频率,就是正反中微子的相应的能量,就可由其静止质量,m0=E/a^2,求得相应介质条件下的相应声速a。
再由中微子的动能E=ma^2=m0a^2/(1-v(3)^2/a^2)^(1/2),算得:
v(3)^2/a^2=1-(E/(m0乘a^2))^2,
相应中微子的速度v(3)=a(1-(E/(m0乘a^2))^2)^(1/2),
Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )
GMT+8, 2024-4-24 13:40
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007- 中国科学报社