Giriş: A Century of Discovery

Beta çürümesi - bir nötronun spontan dönüşümü atomik bir atomik bir atomun içinde bir atomik atomik atomik veya arkaktron emisyonu ile birlikte - gözlemlenen en erken radyoaktif süreçlerden biriydi. Ancak teorik açıklama, temel kuvvetler ve parçacıklar hakkında radikal yeni fikirler talep etti.Bu makale, nükleer fizik teorisinin hikayesi değil, sadece zayıf nükleer etkileşimin modern anlayışına yol açtı ve nihayetinde standart bir fizik modelinin temel taşı haline geldi.

Erken Gözlemler ve Enerji Spectrum Bulmaca

Beta Parçacıklarının Keşfedilmesi

1900'lerin başlarında, Ernest Rutherford gibi bilim adamları, Frederick Soddy ve Henri Becquerel, üç tür radyasyon tespit etti: alfa, beta ve kumarlama. Beta radyasyon yakında alfa ve kumar enerjik hatlarında gözlemlenen bir dizi tespit edildi.

Koruma Yasalarının Tanınması

Sürekli beta spektrumu derin bir problem sundu. Nükleer çürümede, ilk ve son nükleler, artı yayılan elektron, enerjinin kesin olduğunu ortaya koydu.Eğer elektron, eksik enerjinin nereye gittiğiniz yerde mi? Benzer bir sorun ortaya çıktı, Niels'in ortaya çıkardığı, atomun ilk ve son çekirdeklerin spinleri, atomik bir şekilde doğrulanmış olduğunu iddia etti.

Wolfgang Pauli ve Desperate Remedy

“Radyoaktif bayanlar ve baylar” için bir mektup

Aralık 1930'da, Wolfgang Pauli, ilk başta “neutron” olarak adlandırılan bir fizik konferansına açık bir mektup yazdı.O, tarafsız, spin-1⁄2 parçacığının beta'daki elektronun yanı sıra, eksik enerji ve angular momentumunu taşıdığını söyledi. Pauli, neredeyse hiç kimsenin kurtarılamayacağı kadar emin değildi.

Neutrino Properties from Theory

Pauli'nin ⁇ , kitlesel olarak zorlanmış (veya neredeyse öyle) ve ışıkla yakın hızlarda seyahat etmeyi varsayıyordu. sorumluluğu atomları boşa harcamayacak ve küçük etkileşimi kesiti doğrudan algılamayı başardı. Bununla birlikte, hipotez mantıksal olarak tutarlıydı ve deneyselistler için net bir hedef sağladı.

Enrico Fermi'nin Beta Decay Teorisi

Weak Interaction

1934 yılında, Enrico Fermi, kapsamlı bir kuantum alanı teorisi beta çürütüğünü yayınladı.Bir nötron bir protona, bir elektrona ve dört parçacık (neutron, proton, elektron, ⁇ ) bir noktada etkileşime girdi.Bu etkileşimin gücü elektromanyetik etkileşimlerine çok daha kısa bir şekilde yol açtı, ancak daha zayıf bir darbe ile.[0Fermisyon etkileşimi)

Fermi'nin Teorisinin Anahtar Özellikleri

  • [FONT:0)Conserved vektör mevcut hipotez[[Dönetici: 1) Teori zayıf etkileşimin bir vektör doğası, elektromanyetizme analog olduğunu varsaymıştır, ancak farklı bir “şarj” üzerinde hareket eder.
  • [FONT:0)Seçim kuralları[[Dönetici: 0, ±1], beta çürümelerinin nükleer spinde bir değişiklik içereceğini tahmin etti (345J = 0). Daha sonra tamamlayıcı bir “Gamow-Teller” geçiş (345J = 0, ±1), nükleer spinin değiştiğini açıklamaya eklendi.
  • [FONT:0)Continuous spektrumu hesaplandı[Dönetici: Fermi’nin teorisi, spektral Kurie arsası dahil olmak üzere beta enerji spektrumunun gözlem şeklini üretti.

Fermi'nin çalışması bir dönüm noktasıydı: Doğal olarak zayıf bir kuvvet kavramı, yerçekimi ve elektromanyetizmden ayrı bir şekilde ortaya çıktı ve ilk başarılı kuantum alan bir parçacığın teorisine hızlı bir şekilde verildi.

Deneysel Onay: Neutrino Var

Elusive Parçacık için Av

On iki yıl boyunca, ⁇ doğrudan deneysel kanıt olmadan teorik bir rahatlık olarak kaldı. Pauli kendisi, bir fizikçinin “büyük bir teknisyen” olabileceğini şakaladı.

Cowan ve Reines (1956)

1956 yılında, Clyde Cowan ve Frederick Reines, bir pozitron ve bir nötron oluşturmak için sudaki bir dönüm noktası yaptı.Sudavılda sinyali ile çözülmüş, nötron daha sonra birkaç mikrosaniye tarafından yakalandı, bu iki patlamanın ardından Conetron ve bir nötronyu paylaşmak için bir araya geldi.

Daha sonra Neutrino Analizleri

Daha sonra deneyler Sun'dan (Evler satın alma deneyi, 1960'larda başlayan) tespit edildi ve atmosferdeki kozmik ışın etkileşimleri (Super-Kamiokande, 1998). 1974 yılında, muon ⁇ ve tau ⁇ , Standart Model tarafından tahmin edilen üç nesil ailesini tamamladı.

Fermi'nin Ötesinde: Parity Violation ve V-A Theory

Theta-Tau Puzzle ve Parity Breakdown

1950’lerde bir puzzle ortaya çıktı: kaon gibi bazı parçacıklar, ters paritenin devletlerine çürüttü (bundan sonra “ta-tau puzzle”). 1956 yılında, Tsung-Dao Lee ve Chen Ning Yang zayıf etkileşiminin pariteyi ihlal edebileceğini önerdi - yani aynanın yansıması altında değişmez.

Wu Deneyi (1957)

Chien-Shiung Wu ve Columbia Üniversitesi'ndeki ekibi, kobalt-60 kullanarak bir deney tasarladı ve Yang 1957'de Nobel Ödülü aldı.

V-A Teorisi

Parity ihlalinin keşfi, zayıf etkileşimin reformunu zorladı. 1958'de Richard Feynman ve Murray Gell-Mann ve bağımsız olarak Robert Marshak ve George Sudarshan, V-A (vector eksi aksi vektör) zayıf etkisini önerdi. Bu teori sadece sol tarafta parçacıkların hareket ettiği gibi zayıf gücü açıkladı (ve doğru el karşıtı antipartiküller) beta çürüme spektrumu ve helicity of ⁇ s (vector) ve helicity of ⁇ s (vector)

Elektroweak Unification ve Standart Model

Gauge Devrimi

1960'larda, Sheldon Glashow, Abdus Salam ve Steven Weinberg bağımsız olarak zayıf ve elektromanyetik etkileşimleri birleştirmiş bir ölçüm teorisi geliştirdi. Teori zayıf ve Z bosonlarının düşük enerji sınırıdır.

Deneysel Doğrulama

W ve Z bosonları 1983 yılında UA1 ve UA2 işbirliği ile keşfedildi, çünkü tüm bilinen parçacıklar ve dört temel güçten üçü (kırıklık dışında) için, teoriyi doğrulayan.

Neutrino Mass ve Oscillations

Solar Neutrino Problemi

1960'larda Ray Davis, Homestake deneyini Güneş'ten tespit etmek için inşa etti. Her iki güneş fiziği ve parçacık fiziği için de zorlu bir tank kullandı ve argon atomları ⁇ yakalamalar tarafından üretilen sayıldı.

Neutrino Oscillations: A Radikal Çözüm

1968 yılında, Bruno Pontecorvo ve Vladimir Gribov, ⁇ s'in 1998'de üretilen bir elektron ⁇ 'nin bir muon veya tau ⁇ 'ya dönüştürebileceğini önerdi. Bu, 2001'de SNO'nun üç ⁇ tadı tespit etmek için çok ağır su ihtiyacı olduğunu düşündü.

Neutrino Mass

Neutrino oscillations, ⁇ s'in kitlesel olduğunu ima ediyor, yani Standart Modelin uzatılması gerekiyor. mutlak kütle ölçeği ve yeraltı sularının doğası (daha doğrusu kendi antipartikülleri, yani, Binbaşılar) araştırma alanlarıdır.

Miraç ve Devam Eden Araştırma

Neutrinoless Double Beta Decay

Modern fizikte yüksek orandaki bir deneydir. Bu süreç, gözlemlenenler, ⁇ lerin Binbaşı Parçacıkları olduğunu ve Lepton sayılarının korunmasız olduğunu kanıtlayacaktır - evrenin önemli bir örneği.

Beta Decay in Astrofizik

Beta çürüme süreçleri, nükleosynthesis'te kritiktir, çünkü Güneş'deki proton-proton zincirinden süpernovatif nesneler ve patlayıcı olaylardaki ağır elementlerin yaratılmasına kadar.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Beta demografinin tarihi bir testtir (bu kelimeyi kaçınsak da – bu ifadeyi açık bir örnek olarak adlandıralım) çünkü inatçı bir gözlemsel bulmacanın fizikteki devrimci ilerlemeleri nasıl yönlendirdiğini, sürekli enerji spektrumumuzun Pauli tarafından cesur bir şekilde devrilmesini sağlar, aynı zamanda parite ihlalinin zayıf bir sınırı, ve yeraltı dünyasının zayıf etkileşimlerinin ardındakiler, her adımın tersine dönmesi, her adımın yeniden tanımlanmasını sağlar.

[0]Further Reading: [Dönem: [Düzd:0)

  • Nobel Ödülü Wolfgang Pauli)
  • Nobel Ödülü, ►D:0)Enrico Fermi).
  • Nobel Ödülü Fidreerick Reines)
  • [0]Encyclopædia Britannica beta çürümesinde[Döntilmiş 1 )
  • [FONT=0)Wolfram Neutrino web sayfası[DÜT:1] (yer sahibi, ancak Wolfram Şeytanstrations'a gerçek bağlantı mı? saygın kaynak kullanın: AIP History Center)