22. Возможен ли опыт по визуальному наблюдению промежуточных бозонов W±, например, в пузырьковой, искровой, дрейфовой камере, ядерных фотоэмульсиях или другом трековом приборе?

Рассмотрим реакцию рождения W±-бозонов p + antip → W+ + W на протон-антипротонном коллайдере TEVATRON (Лаборатория им. Ферми, США) с энергией каждого пучка 1 ТэВ. Тогда W-бозоны будут рождаться с полной энергией Е = 1 ТэВ и от точки рождения до распада пройдут расстояние l = τ·v, где τ − время жизни W-бозона с учетом релятивистского замедления времени

τ = τ0(E/mWc2) (см. 9)

где τ0 − среднее время жизни W-бозона в его собственной системе τ0 ≈ ћ/Г,  Г − ширина распада W-бозона, равная 2.1 ГэВ. Отсюда

Из релятивистского соотношения для полной энергии

находим скорость

 

Отсюда имеем

Так как энергия покоя W-бозона mWc2 = 80 ГэВ, то mWc2/E = 80/1000 = 0.08 и, пренебрегая незначительным отличием от единицы, получаем из (2.2.1)

l = 3.1·10-25 с × 3·1010 см/с ≈ 1.2·10-13 см ≈ 1 Фм.

    Таким образом, пробег промежуточного бозона до распада слишком мал (примерно в 10 раз меньше диаметра ядра), чтобы его можно было наблюдать в любом трековом приборе.

На головную страницу

Рейтинг@Mail.ru