V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
Pod interakcí částic vysokých energií rozumí reakce vyvolané částicemi energií, která leží
nad prahem produkce mezonů neboli nad energií ≈140MeV těžišťové soustavě.
Pro průběh konkrétní interakce důležitý tzv.c2 1,022MeV, mohou při reakci vznikat nové
(sekundární) částice dvojice elektron pozitron e+.me.5 Elementární částice
různé interakce, jejichž různé pravděpodobnosti popíšeme různými účinnými průřezy.
Jsou-li částicemi vysokých energií (např. Pokud energie interagujících částic (včetně
fotonů gama) překročí prahovou hodnotu 2. stoupající energií
se při takových interakcích může produkovat postupně více nových sekundárních částic (většinou
π-mezonů) dále též částice vyšší klidovou hmotností mezony nukleony antinukleony, hyperony.3 1.10. určitými modifikacemi však tento vzorec platí pro všechny druhy interakcí vykazující rezonanční maxima
účinného průřezu.6 jsou rozebírány interakce především při nižších středních energiích, které vedou
k charakteristickým jevům excitace ionizace atomů, popř.cz/JadRadFyzika5. V
případě malého impaktního parametru b<<rgeom jedná centrální srážku, při větších hodnotách b
o srážku periferní. lineárním součinitelem zeslabení µ,
v exponenciálním zákoně absorbce ionizujícího záření látkách.
Závislost účinného průřezu energii
Při daném druhu částic interakcí účinný průřez poměrně složitou funkcí energie nalétající částice.6 "Ionizující záření", pasáž "Absorbce záření látkách".1936
odvozen důležitý Breit-Wignerův vztah *)
σ (λ2/4π). Pro účinný průřez tohoto druhu interakcí byl již r. Tato souvislost bude vyjasněna následujícím
§1. impaktní parametr geometrická vzdálenost
středů efektivních "disků" interagujících částic, níž kolem sebe prolétají nebo protínají.htm (10 43) [15. Pokud impaktní parametr větší než rgeom, resp.1/[(E-Er)2 (Γ/2)2] ,
kde rezonanční energie, představuje šířku excitované hladiny intermediálního stavu při interakci, faktor je
funkcí poměru spinů výchozího konečného stavu. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika. větší než součet efektivních
poloměrů obou částic (terčové nalétající), nedochází již přímé interakci základním
mechanismem (silnou krátkodosahovou interakcí), ale částice mohou interagovat prostřednitvím
svých elektrických polí, pokud jsou nabité (taková srážka někdy nazývá ultraperiferní).
Interakce částic vysokých energií
V §1. jen fotony
odnášející energii při deexcitaci vzbuzených stavů.
Jednotkou účinného průřezu soustavě byl m2, který však neadekvátně velký proto v
jaderné fyzice používá jednotka barn (bn): 10-28m2, která řádově velikost
geometrického průřezu protonu vzhledem silné interakci.
*) Breit Wigner odvodili tento vztah pro speciální případ elastického rozptylu nalétající částice potenciálovém poli
částice terčíkové. laboratorní (terčíkové) soustavě vzniká úzký
svazek sekundárních částic, předenším pionů kolimovaných dopředu směru pohybu primární
http://astronuklfyzika.2008 12:13:46]
. 1.
Při nejvyšších energiích (řádově 100GeV vyšších) jsou interakce již značně složité různorodé, dochází
k produkci velkého počtu sekundárních částic. protony) ostřelována atomová jádra, dochází vyrážení
několika nukleonů "odštěpků" "tříštění" fragmentaci jader. Při nízkých energiích (menších než cca 1MeV)
se celkový počet elementárních částic před interakci nemění, vznikají příp.RNDr.
Energetická závislost účinného průřezu často rezonanční charakter: měníme-li spojitě energii interagující
částice, objevují křivce závislosti účinného průřezu výrazná maxima kolem určitých konkrétních hodnot
energie.g. jaderným reakcím spojeným s
transmutací atomových jader emisí jaderných částic. Tyto
účinné průřezy nemají již nic společného geometrickými rozměry částic jsou důsledkem
vnitřních mechanismů konkrétních druhů interakcí.Γ2. Tyto závislosti svým tvarem připomínají rezonanční křivky závislost proudu, napětí impedance u
elektrických obvodů RLC (obsahujících ohmický odpor indukčnost kapacitu C), frekvenci střídavého
elektrického signálu kolem frekvence frez= 1/[2π√(LC)].
Účinný průřez interakce velmi těsně souvisí koeficientem absorbce, tzv.
Přítomnost rezonančních maxim energetické závislosti účinného průřezu svědčí pro existenci určitých
dynamických procesů při interakci vznik vázaných systémů, diskrétních excitovaných stavů intermediálních částic
