Энергия ускоренных частиц и энергия, освобождающаяся при их взаимодействии

сделать…

Нетрудно понять причину такого «неэкономного ис­пользования» энергии. Чем больше энергия налетающей частицы, тем она тяжелее, поскольку релятивистская мас­са частицы пропорциональна ее полной энергии. При со­ударении быстрого протона с медленным сталкивается тяжелая частица с легкой — грузовик с велосипедом. При таком соударении большая часть энергии остается у дви­жущегося грузовика, а не расходуется при ударе.

Нет ли выхода из этого положения? На первый взгляд, такой выход напрашивается сам собой. Затраты энергии на генерацию новых частиц непропорционально быстро растут, когда массы этих частиц становятся большими. Но что значит большими: большими по сравнению с чем. Из формулы (54) ясно, что дело тут не в самой массе новых частиц, а в соотношении их массы с массой мише­ни, которая стоит в знаменателе. Нельзя ли взять мишень потяжелее, скажем, генерировать ипсилон-частицы при

соударении протонов не с протонами, а с каким-нибудь тяжелым ядром, например, с ядром свинца?

Нетрудно сообразить, что путь этот мало перспекти­вен. Чтобы ядро воспринимало удар как целое, надо что­бы «клей», которым оно «склеено», мог такой удар вы­держать. Ударим, например, кирпичом по разбросанной связке кирпичей, скрепленных между собой нитками. Будет ли наша связка вести себя как целое? Нет, конеч­но. Нитки порвутся и удар воспримет только тот кирпич, но которому пришелся удар. Так обстоит дело и с ядром. При небольших энергиях налетающего протона ядро, дей­ствительно, ведет себя как целое. Но так происходит только при совсем небольших энергиях (напомним, что «крепость клея» — энергия, которая нужна, чтобы выбить протон или нейтрон из ядра, составляет около 8 МэВ). При ударе с энергией несколько МэВ или, может быть, несколько десятков МэВ ядро еще ведет себя как сплош­ная мишень. Но при энергиях, составляющих сотни или тысячи МэВ, протоны и нейтроны, составляющие ядро, воспринимают удар так, как если бы никакого ядра не было. Таким образом, применять тяжелые мишени для нашей цели бесполезно. (На самом деле в небольшом про­центе случаев ядро может себя вести как целое даже при сильных ударах, но доля таких случаев с энергией быстро падает и, в конце концов, становится исчезающе малой.)

Выход из этого затруднения был найден. Нужно пре­кратить непроизводительную стрельбу по неподвижным мишеням и сталкивать между собой две частицы (с равными и противоположно направленными импульсами), летящие навстречу друг другу! Их суммарный импульс равен нулю, а значит, равен нулю и суммарный импульс всех частиц, образовавшихся после соударения. Если эти частицы не разлетаются с большой энергией в разные стороны, то вся кинетическая энергия обеих столкнувших­ся частиц будет использована для генерации новых

Страница 3 of 4« First...34