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.
Tyto pokusy o
pozorování rozpadu protonu provádějí hluboko pod zemí důvodu odstínění kosmického záření), kde jsou
umístěny velké nádrže vodou, opatřené mnoha fotonásobiči, které mohly zaregistrovat slabé záblesky
způsobené průchodem rychlých částic vzniklých jako produkty rozpadu protonu. Nejobvyklejší způsob produkce antiprotonů reakcích
p resp. grandunifikační teorie připouštějí nestabilitu protonu, který měl rozpadat miony pozitrony na
jeden neutrální dva nabité piony [p+ (µ+ nebo e+) (πo nebo π++π-)] dobou života řádově τp≈1030-1033 roků. Experimenty zatím dávají odhady τp>1030 let.
Antiprotony antineutrony pozemské přírodě nevyskytují, vznikají při interakci částic
vysokých energií zase pak zanikají interakcemi nukleony.5 Elementární částice
Proton p+
nese kladný elementární elektrický náboj stejné absolutní velikosti jako elektron, jeho klidová
hmotnost 1,6726. n', dále pak reakcích antiprotonů n', n'
+ π−. Antineutron n'o neutrální částicí
jako neutron, něhož liší jen opačnou orientací magnetického momentu, poločas jeho rozpadu
ve vakuu stejný jako neutronu, rozpadá podle schématu n'o p'− antiproton,
pozitron neutrino. Nejdokonalejším zařízením tohoto
druhu Superkamioka-NDE Japonsku, které sice nezaznamenalo žádný rozpad protonu, ale bylo velice úspěšné
při detekci spektrometrii neutrin (viz pasáž "Neutrina" §1. stabilních atomových jádrech jsou neutrony stabilní, volný neutron (ve
vakuu) rozpadá poločasem cca 13minut β−-rozpadem ν'e proton, elektron
a antineutrino.
http://astronuklfyzika.RNDr.h/4πmp tzv.
Tento rozpad byl způsoben přeměnou kvarku lepton prostřednictvím bosonu vzhledem obrovské hmotnosti
bosonu jeho pravděpodobnost nesmírně malá.
Při interakcích antinukleonů jsou nejdůležitěší interakce (p',p) antiprotonů protony. Zánik párů
(p',p) silnou interakcí, při níž nejčastěji vznikají mezony (jen malém procentu mezony K);
nejmenší počet vzniklých mezonů vzhledem zákonu zachování hybnosti jsou mezony většinou
jich však vniká více, nejčastěji mezonů typická interakce tohoto druhu je: p'+p→2π++2π−+πο .
*) Tzv.1 "Atomy atomová jádra"). Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika.
Neutron no
je elektricky neutrální, jeho klidová hmotnost 1,6748. 1. ,
přičemž prahová kinetická energie ostřelujícího protonu laboratorní terčíkové soustavě) činí asi
5,6GeV, resp.10.cz/JadRadFyzika5.htm (14 43) [15. Samotný proton tvoří jádro nejjednoduššího
prvku vodíku 1H1.
Při nízkých energiích antiprotonů nebo při jejich zastavení (viz níže) dochází zániku nukleonových
párů produkcí mezonů, kvant gama, popř. Antineutrony vznikají podobných reakcích p
→ resp.1932 J.). dochází reakci p'+p→n+n' ("výměna náboje"). Magnetický moment protonu je
e. Proton
je stabilní částice (pomineme zde některé spekulace možném rozpadu protonu *).
Antiproton p'− protonu liší jen svým záporným nábojem opačným směrem
magnetického momentu, vakuu rovněž stabilní částicí.Chadwickem při ostřelování jader berylia částicemi
alfa (viz §1. Neutrony byly objeveny r. Při
vysokých energiích zde mohou vznikat další těžké částice jako jsou hyperony, což bude zmíněno níže.10-27kg 1838,65 939,55MeV/c2 o
něco vyšší než protonu. jaderný magneton, který 1836-krát menší než Bohrův magneton (zjednodušeně to
můžeme představit tak, při stejném spinu náboji těžký proton "rotuje pomaleji", než lehký elektron).2 "Radioaktivita"). Vzhledem zákonu zachování
baryonového čísla mohou být antinukleony produkovány pouze párech společně s
nukleony. Počet protonů v
jádře (protonové číslo určuje zároveň počet elektronů obalu tudíž "velikost" atomu a
jeho chemické vlastnosti při slučování dalšími atomy. 3,6GeV; pokud však tato interakce probíhá při ostřelování jádra, může být prahová
energie produkce antiprotonů nižší (kolem 3GeV).
Protony, jakožto jádra vodíku, byly objeveny při studiu elektrických výbojů plynech zhruba stejné době jako
elektrony (koncem 19.10-27kg 1836,151 938,256MeV/c2.stol.2008 12:13:46]
