Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Elementarpartiklar, av B P
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Neutrinon (
När Pauli i mitten av 1930-talet undersökte
neutronens sönderfall, som borde ske enligt följande
formel
n° —> p+ + e"
konstaterade han, att de utsända elektronernas
energispektrum var kontinuerligt, fastän både
neutronernas och protonernas kinetiska energi var noll.
För att få energibalans i ekvationen, måste Pauli
anta, att den kinetiska energin kunde fördelas
mellan elektronen och en hypotetisk partikel kallad
neutrinon:
n° —► p+ + +
eller som senare visats
lf —> p+ + e" + r°
Neutrinon måste vara elektriskt neutral samt ha
en försvinnande liten massa. Den experimentella
verifikationen av dess (och antipartikelns) existens
lät vänta på sig ganska länge, men genomfördes år
1956. v° och v° skiljer sig genom olika spinn.
Fältpartiklar. Fotonen (y), gravitonen (G) och
Jt-me-sonen eller pionen (n)
Den genom Louis de Broglie år 1924 grundade
vågmekaniken, som visade att varje partikel kunde
beskrivas som ett "vågpaket" gav ett starkt stöd åt
den av Planck och Einstein tidigare formulerade
hypotesen om ljusets partikelnatur. Elektromagnetisk
strålning består alltså av energikvanta, benämnda
fotoner, som är elektriskt neutrala och har
vilo-massan noll. Fotonen och antifotonen antas vara
identiska.
Gravitonen är en belt hypotetisk partikel, som antas
associerad till alla gravitationsfält. Den har ej
kunnat påvisas, ocli man har först 1959 uttalat
förhoppningar om att med hjälp av vissa experimentella
metoder kunna spåra den. Gravitonen ocli dess
anti-partikel antas identiska,
jr-mesonens existens förutsades år 1935 av Yukawa,
men den upptäcktes ej förrän ca 10 år senare. Den
är en slags utbytespartikel med vars hjälp
atomkärnans fält och därmed dess stabilitet förklaras. Man
fann, att den kunde ha laddningen + e, — e eller
noll, och den betecknades därför n+, n~ eller De
tre varianterna hade ungefär samma massa = 270
gånger elektronmassan me. Man antar att ct° är
identisk med
Myonen (fi)
,u-mesonen eller myonen (fi) upptäcktes långt före
-t-mesonen i den kosmiska strålningen, men antogs
först vara den av Yukawa förutsagda .i-mesonen.
Den uppmätta massan æ 200 me överensstämde
emellertid ej med Yukawas beräkningar, och värdet av
hans teori blev därför länge underskattat.
Myonen förekommer med både positiv och negativ
enhetsladdning och uppkommer då en yr-meson
sönderfaller:
—> /u+ + v° eller -t" —> -fv0
ju+ är antipartikeln till fi".
Indelning av klassiska partiklar
De ovan uppräknade 15 elementarpartiklarna, som
var kända år 1950, brukar benämnas "klassiska"
partiklar. De indelas i fyra grupper:
1. Baryoner eller tunga partiklar: neutronen n\
protonen p+ samt antipartiklarna p".
2. Leptoner eller lätta partiklar: elektronen e",
neutrinon r° samt antipartiklarna e+ (positronen), v°.
3. Mesoner eller medeltunga partiklar: .-r-mesonerna
a°, ti" och myonerna fi+, fi~.
4. Fotoner (y) ocli gravitoner (G).
Elementarpartiklarnas parametrar
Elementarpartiklarna liar i det föregående
karakteriserats enbart med sina makroskopiska
parametrar dvs. vilomassa och elektrisk laddning. De
mikroskopiska parametrarna är emellertid av lika stor
betydelse. Till dessa räknas spinn, baryontal, paritet
och magnetiskt moment.
En partikels spinn kan bildligt tänkas uppkomma
genom att partikeln roterar. Det definieras genom
symbolen S, som är ett positivt heltal eller en positiv
multipel av V2. Partikelns kinetiska moment M
bestäms av
AF = 5 (5 + 1) h"
där h -
_h_
~ 2 n
h = Plancks konstant.
-V
I en riktning z, t.ex. bestämd av ett yttre magnetfälts
riktning (symmetriaxel för spinnet), blir momentet
Mz = Ms h
där Ms = S, S - 1, .... 0, .... - S + 1, - S
Momentvektorn M kan alltså endast inta 2 S + 1
bestämda riktningar i förhållande till ~z. Så t.ex. ger
S = Vi att Mz = V2 h eller — V2 h, vilket motsvarar en
s.k. spinndubblett. 5 = 1 ger Mz = h, 0 eller - h, dvs.
en spinntriplett. Partiklar, som har S = heltal,
benämnes bosoner, och de, som har S = en multipel av V2,
kallas fermioner. De sistnämnda lyder Paulis
uteslutningsprincip. Vid förändringar i ett partikelsystem
gäller, att ändringen i spinn måste vara ett heltal
A S = SS’ - SS = heltal
Baryontalet B är 1 eller 0, beroende på om partikeln
är en baryon eller ej, och i ett partikelsystem gäller
att A B = 0.
Pariteten hos en partikel bestäms av dess
vågfunktion v (M)
tp (— M) = + y (M) motsvarar pariteten + 1
rp(-M) = -y(M) „ -1
Vid interaktion mellan partiklar måste den totala
pariteten bevaras. Denna regel, som utgjort ett av
fundamenten inom kärnfysiken, har emellertid för
några år sedan visat sig ha vissa undantag i samband
med s.k. svaga interaktionsprocesser.
Det magnetiska momentet är också
karakteriserande för en partikel, men är hittills uppmätt för endast
ett fåtal partiklar. Såsom nämnts ovan, har man
emellertid bl.a. konstaterat att neutronen har ett
magnetiskt moment (vilket även innebär, att en rent
amperesk teori för magnetismens uppkomst är
otillräcklig).
.142 ELTEKNIK 1959
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
