ΚΕΝΤΡΟ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ & ΧΗΜΕΙΑΣ Ε ΟΥΑΡ ΟΥ ΛΑΓΑΝΑ Ph.D. Λεωφ. Κηφισίας 56, Αµπελόκηποι, Αθήνα Τηλ.: ,

Σχετικά έγγραφα
Ασκήσεις στην Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων


ΚΕΝΤΡΟ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ & ΧΗΜΕΙΑΣ ΕΔΟΥΑΡΔΟΥ ΛΑΓΑΝΑ Ph.D. Λεωφ. Κηφισίας 56, Αμπελόκηποι, Αθήνα Τηλ.: ,

ΚΕΝΤΡΟ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ & ΧΗΜΕΙΑΣ Ε ΟΥΑΡ ΟΥ ΛΑΓΑΝΑ Ph.D. Λεωφ. Κηφισίας 56, Αµπελόκηποι, Αθήνα Τηλ.: ,

Διάλεξη 16: Παράδοξα σωματίδια και οκταπλός δρόμος

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ & ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ

Το Ισοτοπικό σπιν Μαθηµα 5ο 30/3/2017

Εισαγωγή στην Πυρηνική Φυσική και τα Στοιχειώδη Σωµάτια

Στοιχειώδη Σωματίδια. Διάλεξη 23η Πετρίδου Χαρά. Τμήμα G3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου

Ο Πυρήνας του Ατόμου

ΚΕΝΤΡΟ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ & ΧΗΜΕΙΑΣ Ε ΟΥΑΡ ΟΥ ΛΑΓΑΝΑ Ph.D. Λεωφ. Κηφισίας 56, Αµπελόκηποι, Αθήνα Τηλ.: ,

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΣΧΕΤΙΚΙΣΤΙΚΗΣ ΥΝΑΜΙΚΗΣ Έλλειµµα µάζας και ενέργεια σύνδεσης του πυρήνα του ατόµου A

Σύγχρονη Φυσική : Πυρηνική Φυσική και Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων 11/05/15

ΚΕΝΤΡΟ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ & ΧΗΜΕΙΑΣ Ε ΟΥΑΡ ΟΥ ΛΑΓΑΝΑ Ph.D. Λεωφ. Κηφισίας 56, Αµπελόκηποι, Αθήνα Τηλ.: ,

Φερμιόνια & Μποζόνια

Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων. Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

( ) Φ.27 είξετε ότι, για ένα σωµατίδιο µε µάζα ηρεµίας m 0, το οποίο κινείται µε ταχύτητα υκαι έχει ορµή pκαι κινητική ενέργεια Κ, ισχύει η σχέση ΛΥΣΗ

Πυρηνική δύναμη Μεσόνια και θεωρία Yukawa Τάσος Λιόλιος Μάθημα Πυρηνικής Φυσικής

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων ΙΙ (8ου εξαμήνου) Μάθημα 10: Διαγράμματα Feynman. Λέκτορας Κώστας Κορδάς

Διάλεξη 18: Καθιερωμένο πρότυπο (1978-?)

Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής και Στοιχειωδών Σωματιδίων (5ου εξαμήνου, χειμερινό ) Τμήμα T2: Κ. Κορδάς & Δ. Σαμψωνίδης

Θέµατα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2000

Στοιχειώδη σωμάτια. Τα σωμάτια ύλης

Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων. Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

Το Μποζόνιο Higgs. Το σωματίδιο Higgs σύμφωνα με το Καθιερωμένο Πρότυπο

Στοιχειώδη Σωματίδια. Διάλεξη 21η Πετρίδου Χαρά. Τμήμα Τ3: Χ. Πετρίδου

Θέµατα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2000

Στοιχειώδη Σωματίδια. Διάλεξη 21η Πετρίδου Χαρά. Τμήμα G3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου

Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων. Ασκήσεις Στοιχειωδών Σωματιδίων. 5 ο Εξάμηνο. Δ. Σαμψωνίδης Κ. Κορδάς Χ. Πετρίδου 20 Ιανουαρίου 2017

Στοιχειώδη Σωματίδια. Διάλεξη 10η Πετρίδου Χαρά. Τμήμα G3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου

Σύγχρονη Φυσική : Πυρηνική Φυσική και Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων 10/05/16

Μάθημα 9o' 12/5/2014


Στοιχειώδη Σωματίδια. Διάλεξη 11η Πετρίδου Χαρά. Τμήμα G3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου

Πυρηνική Φυσική και Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων (5ου εξαμήνου, χειμερινό ) Τμήμα T2: Κ. Κορδάς & Δ. Σαμψωνίδης

Ε Θ Ν Ι Κ Ο Μ Ε Τ Σ Ο Β Ι Ο Π Ο Λ Υ Τ Ε Χ Ν Ε Ι Ο Τ Ο Μ Ε Α Σ Φ Υ Σ Ι Κ Η Σ

n proton = 10N A 18cm 3 (2) cm 2 3 m (3) (β) Η χρονική απόσταση δύο τέτοιων γεγονότων θα είναι 3m msec (4)

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ & ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ

Πρότυπο Αδρονίων µε Στατικά κουάρκ ΙΙ

Νουκλεόνια και ισχυρή αλληλεπίδραση

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ & ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ. Ομοτιμία Κβαντικοί Αριθμοί Συμμετρίες και Νόμοι Διατήρησης

Στοιχειώδη Σωματίδια. Διάλεξη 2η Πετρίδου Χαρά

Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων. Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

Σύγχρονη Φυσική 1, Διάλεξη 11, Τμήμα Φυσικής, Παν/μιο Ιωαννίνων. Επιλεγμένες εφαρμογές της Ειδικής Θεωρίας της Σχετικότητας

5. ΣΧΕΤΙΚΙΣΤΙΚΗ ΥΝΑΜΙΚΗ

Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων. 5 ο Εξάμηνο Δεκέμβριος 2009

Στοιχειώδη Σωματίδια. Διάλεξη 3η Πετρίδου Χαρά

Σύγχρονη Φυσική 1, Διάλεξη 10, Τμήμα Φυσικής, Παν/μιο Ιωαννίνων. Ορμή και Ενέργεια στην Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων ΙΙ (8ου εξαμήνου) Μάθημα 7: Οπτικό θεώρημα, συντονισμοί, παραγωγή σωματιδίων σε υψηλές ενέργειες

Διάλεξη 17: Το μοντέλο των κουάρκ

Το Καθιερωμένο Πρότυπο. (Standard Model)

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ & ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ. Ισχυρές Αλληλεπιδράσεις Γκλουόνια και Χρώμα Κβαντική Χρωμοδυναμική Ασυμπτωτική Ελευθερία

Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων. Ασκήσεις Στοιχειωδών Σωματιδίων

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ & ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ

Σύγχρονη Φυσική : Πυρηνική Φυσική και Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων 18/04/16

Μάθημα 7 Διαγράμματα Feynman

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. 5. Τα θετικά φορτισµένα σωµάτια α αποκλίνουν προς µία κατεύθυνση µε τη βοήθεια ενός µαγνητικού πεδίου. Άρα σωστή απάντηση είναι η δ.

Λ p + π + + Όλα τα κουάρκ και όλα τα λεπτόνια έχουν ασθενείς αλληλεπιδράσεις Τα νετρίνα έχουν ΜΟΝΟ ασθενείς αλληλεπιδράσεις

Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων. Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων. Ασκήσεις Στοιχειωδών Σωματιδίων

Στοιχειώδη Σωματίδια. Διάλεξη 24η Πετρίδου Χαρά. Τμήμα G3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου

Πρότυπο Αδρονίων µε Στατικά κουάρκ Ι

ΛΕΠΤΟΝΙΑ ΗΜ ΚΑΙ ΑΣΘΕΝΕΙΣ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ FEYNMAN ΔΙΑΣΠΑΣΗ ΜΙΟΝΙΟΥ

ΕΔΟΥΑΡΔΟΥ ΛΑΓΑΝΑ Ph.D. Κεντρικό : Λεωφ. Κηφισίας 56, Αμπελόκηποι Αθήνα Τηλ.: ,

ΚΕΝΤΡΟ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ & ΧΗΜΕΙΑΣ ΕΔΟΥΑΡΔΟΥ ΛΑΓΑΝΑ Ph.D. Λεωφ. Κηφισίας 56, Αμπελόκηποι, Αθήνα Τηλ.: ,

Διάλεξη 2: Πυρηνική Σταθερότητα, σπιν & μαγνητική ροπή

Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων. Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων Ε: Από τί αποτελείται η ύλη σε θεμελειώδες επίπεδο;

Υπό Γεωργίου Κολλίντζα

ΦΥΣΙΚΗ ΙΑΛΕΞΗ 4: Ο ΑΤΟΜΙΚΟΣ ΠΥΡΗΝΑΣ. ιδάσκων Ευθύµιος Τάγαρης Φυσικός, ρ Περιβαλλοντικών Επιστηµών. ρ Ευθύµιος Α. Τάγαρης

Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων. Ασκήσεις Στοιχειωδών Σωματιδίων

ΔΕΙΓΜΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΤΡΑΠΕΖΑ ΘΕΜΑΤΩΝ ΤΩΝ ΧΙΛΙΑΔΩΝ ΕΡΩΤΗΣΕΩΝ ΓΝΩΣΤΙΚΟΥ ΦΥΣΙΚΩΝ (ΒΑΣΙΚΟ+ΣΥΝΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ) ΠΟΥ ΔΙΑΘΕΤΟΥΜΕ ΚΑΙ ΠΟΥ ΑΝΟΙΓΟΥΝ ΤΟ ΔΡΟΜΟ ΓΙΑ ΤΟΝ

Αναζητώντας παράξενα σωματίδια στο A LargeIonColliderExperimnent. MasterClasses : Μαθήματα στοιχειωδών σωματιδίων

Yukawa: στην προσπάθεια να εξηγήσει τις δυνάμεις μεταξύ n-p στον πυρήνα

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΤΑΞΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 2003

Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας

Μάθημα 4 Mέγεθος πυρήνα

To CERN (Ευρωπαϊκός Οργανισµός Πυρηνικών Ερευνών) είναι το µεγαλύτερο σε έκταση (πειραµατικό) κέντρο πυρηνικών ερευνών και ειδικότερα επί της σωµατιδι

Ο CKM Πίνακας και Παραβίαση της CP Συµµετρίας. Σ. Ε. Τζαµαρίας Στοιχειώδη Σωµάτια 1

Το Ισοτοπικό σπιν. και εγαρµογές του στην Πυρηνική Φυσική και τη Φυσική Στοιχειωδών Σωµατιδίων. Κώστας Κορδάς. LHEP, University of Bern

Ο µετασχηµατισµός της ορµής και της ενέργειας. x y z x y z

3. Ο Rutherford κατά το βοµβαρδισµό λεπτού φύλλου χρυσού µε σωµάτια α παρατήρησε ότι: α. κανένα σωµάτιο α δεν εκτρέπεται από την πορεία του

Τα είδη της κρούσης, ανάλογα µε την διεύθυνση κίνησης των σωµάτων πριν συγκρουστούν. (α ) Κεντρική (ϐ ) Εκκεντρη (γ ) Πλάγια

Μάθημα 5 α) Μέγεθος του πυρήνα β) Μάζα πυρήνα, ενέργεια σύνδεσης, έλλειμα μάζας γ) Ασκήσεις σετ #2 - εκφωνήσεις

Η Φυσική που δεν διδάσκεται ΣΥΛΛΟΓΟΣ ΦΥΣΙΚΩΝ ΚΡΗΤΗΣ

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 3 ΙΟΥΛΙΟΥ 2001 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΦΥΣΙΚΗ

ΘΕΜΑ 1 ο. Μονάδες Σε µια εξώθερµη πυρηνική αντίδραση:

Κεφάλαιο 6 : Σχετικιστική ενέργεια και ορμή.

Φυσική ΙΙ (Ηλεκτρομαγνητισμός Οπτική)

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ & ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ. Παπανικόλας) & Ε. Στυλιάρης ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ,, Ιδιότητες των Σωματίων Ισοτοπικό Σπιν

Ομοτιμία Parity Parity

Ε Θ Ν Ι Κ Ο Μ Ε Τ Σ Ο Β Ι Ο Π Ο Λ Υ Τ Ε Χ Ν Ε Ι Ο Τ Ο Μ Ε Α Σ Φ Υ Σ Ι Κ Η Σ

Αλληλεπιδράσεις µε Ανταλλαγή Σωµατιδίων

ΒΡΥΩΝΗΣ ΧΑΡΑΛΑΜΠΟΥΣ Α.Ε.Μ : Θεωρία Cabibbo CKM Matrix (Πίνακας) «εργασία στα πλαίσια του µαθήµατος ΦΥΣΙΚΗ ΣΤΟΙΧΕΙΟ ΩΝ ΣΩΜΑΤΙ ΙΩΝ ΙΙ»

1929 Dirac: Πρώτη αναφορά στην αντιύλη ως λύση της Σχετικιστικής Δ. Εξίσωση Schrödinger, ύλη με αντίθετο φορτίο από το γνωστό.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ & ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ

Στοιχείατης. τηςθεωρίαςτης Σχετικότητας. Άλµπερτ Αϊνστάιν 1905

Πυρηνική Επιλογής. Τα νετρόνια κατανέμονται ως εξής;

Το Ισοτοπικό σπιν Μαθηµα 5ο 27/3/2014

ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ. Στις παρακάτω ερωτήσεις 1-4, να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα, το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Transcript:

Ε ΟΥΑΡ ΟΥ ΛΑΓΑΝΑ PhD Τηλ: 1 69 97 985, wwwdlaggr ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ - ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Τηλ: 1 69 97 985, E-mail: dlag@ottgr, wwwdlaggr Ε ΟΥΑΡ ΟΣ ΛΑΓΑΝΑΣ, PhD KENTΡΟ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ & ΧΗΜΕΙΑΣ Τηλ: 1 69 97 985 -mail: dlag@ottgr, wwwdlaggr εν ε ιτρέ εται η ολική ή µερική αναδηµοσίευση του κειµένου ή των σχηµάτων χωρίς την γρα τή άδεια του συγγραφέα

Τηλ: 1 69 97 985, E-mail: dlag@ottgr, wwwdlaggr Θεωρώντας ότι η ισχυρή (πυρηνική) αλληλεπίδραση συµβαίνει µε την ανταλλαγή πιονίων µεταξύ των νουκλεονίων ενός πυρήνα και αν η εµβέλεια του µεσονικού πεδίου είναι περίπου ίση µε το µέγεθος ~ 14fm, να υπολογιστεί η µάζα του πιονίου καθώς και ο χρόνος (διάρκεια) της του νουκλεονίου ( ) αλληλεπίδρασης Θα χρησιµοποιήσουµε την αρχή αβεβαιότητας ενέργειας χρόνου: E t ħ Θα ερµηνεύσουµε ως Ε την επιπλέον ενέργεια που εµφανίζεται λόγω της παρουσίας του ενδιάµεσου φορέα και ως t τον χρόνο που διαρκεί αυτή η παραβίαση ηλαδή: E= mc και t= l c (l είναι η εµβέλεια της αλληλεπίδρασης υποθέτοντας ότι ο φορέας κινείται µε την ταχύτητα του φωτός c) Αντικαθιστώντας στην αρχή αβεβαιότητας έχουµε: l ħ mc ħ m c lc Συνεπώς: ħc 197,37MV fm m = lc 1,4fm c m = 14 MV/c Ο χρόνος διάρκειας της αλληλεπίδρασης θα είναι: t ħ E = ħ mc ħc 197,37 MV fm t= = 8 14 MV c 14 MV 3 1 m/s 3 4 t,46 1 s= 4,6 1 s (α) Τί ονοµάζουµε κατώφλιο αντιδράσεων; Να ορισθεί η παράµετρος Q Ποιά είναι η ελάχιστη ορµή δέσµης πρωτονίων για να παραχθεί ένα πιόνιο στην αντίδραση: π 3

Τηλ: 1 69 97 985, E-mail: dlag@ottgr, wwwdlaggr (β) Να υπολογιστεί η ενέργεια του νετρονίου που παράγεται όταν βραδέα αρνητικά πιόνια συλλαµβάνονται από ένα πρωτόνιο ( π γ ) Έστω η αντίδραση: a A b B όπου Α είναι το βαρύτερο σωµάτιο-στόχος, a είναι το ελαφρύ σωµάτιο-βλήµα και αντίστοιχα b και Β είναι τα προϊόντα µε b το ελαφρύτερο και Β το βαρύτερο Ενέργεια κατωφλίου T a ονοµάζεται η κινητική ενέργεια που πρέπει να έχει το σωµάτιοβλήµα στο σύστηµα εργαστηρίου (LAB), ώστε τα προϊόντα της αντίδρασης (b και Β) να παράγονται ακίνητα στο σύστηµα του κέντρου µάζας (CM) Σηµειώνουµε ότι κάτι τέτοιο είναι ανέφικτο στο σύστηµα του εργαστηρίου λόγω της αρχής διατήρησης της ορµής Ως Q της αντίδρασης ορίζεται η διαφορά των µαζών αντιδρώντων και προϊόντων: Q= m A ma m B m b Για να βρούµε την ελάχιστη ορµή δέσµης θα ακολουθήσουµε την τεχνική που έχουµε ήδη περιγράψει νωρίτερα και θα υποθέσουµε ότι τόσο τα πρωτόνια όσο και το πιόνιο παράγονται ακίνητα στο CM Εποµένως η διατήρηση της ενέργειας στο CM (*) θα δώσει: * E = m m m = m m ΟΛ π π Θα λογαριάσουµε τώρατην ενέργεια αυτή στο εργαστήριο (LAB) υποθέτοντας ότι το ένα πρωτόνιο είναι ακίνητο, χρησιµοποιώντας τη µέθοδο της αναλλοίωτης µάζας Έτσι θα έχουµε: * (E ΟΛ ) = (E,1 E, ) (,1, ) Όµως, = και άρα E, = m Επίσης (E,1 ) = (,1) (m ) Άρα: * (E ΟΛ ) = (E,1 m ) (,1) (m m ) = (E ) (m ) E m ( ) π,1,1,1 4(m ) (m ) 4 m m = (m ) (m ) E m π π,1 Τελικά βρίσκουµε: (m ) (m ) 4 m m E m E m (m ) m π π π =,1,1 = π m (β) Θα εφαρµόσουµε την αρχή διατήρησης της τετραορµής ή ισοδύναµα τις αρχές διατήρησης ορµής και ενέργειας Το ότι τα πιόνια είναι βραδέα υποδεικνύει ότι η ορµή τους είναι µηδενική Επίσης τα πρωτόνια είναι ακίνητα (στόχοι), οπότε και αυτά θα έχουν µηδενική ορµή Άρα, η αρχή διατήρησης της ορµής θα δώσει: = γ = γ Η αρχή διατήρησης της ενέργειας θα δώσει: m mπ = E Eγ 4

Τηλ: 1 69 97 985, E-mail: dlag@ottgr, wwwdlaggr Όµως η ενέργεια του φωτονίου ισούται µε την ορµή του, αφού το φωτόνιο δεν έχει µάζα ηρεµίας: = E και σε συνδυασµό µε τη σχέση = γ προκύπτει = Eγ Συνεπώς: m mπ = E Όµως : Θέτοντας M m mπ E = (m ) ( ) = (E ) (m ) =, παίρνουµε την έκφραση: γ M= E (E ) (m ) M E = (E ) (m ) (M E ) = (E ) (m ) M (E ) M E = (E ) (m ) Τελικά η ζητούµενη ενέργεια του νετρονίου θα είναι: M (m ) E = M γ Τί εννοούµε µε τον όρο παραδοξότητα στις ισχυρές αλληλεπιδράσεις της Πυρηνικής Φυσικής; Aν δοθεί ότι το µεσόνιο K έχει παραδοξότητα 1 και ότι η ποσότητα αυτή διατηρείται στις ακόλουθες αντιδράσεις: π Σ K K Σ π βρείτε την παραδοξότητα των σωµατιδίων K και Σ H αραδοξότητα είναι ένας νέος κβαντικός αριθµός, ο οποίος σχετίζεται σε επίπεδο quarks µε το αντίστοιχο παράδοξο quark s O κβαντικός αυτός αριθµός δεν διατηρείται α όλυτα Έτσι διατηρούνταν στις ισχυρές αλληλε ιδράσεις, παραβιαζόταν όµως στις ασθενείς Η ανακάλυψη της παραδοξότητας συνδέθηκε µε την παρατήρηση της ύπαρξης κάποιων σωµατιδίων που παράγονταν πολύ εύκολα, δείχνοντας ότι αλληλεπιδρούσαν ισχυρά Όµως, ήταν ολύ µακρόβια 1 (ζούσαν 1 s ) πράγµα περίεργο για σωµάτια που αλληλεπιδρούν ισχυρά Για το λόγο αυτό ονοµάστηκαν αράδοξα Από το χρόνο ζωής των σωµατιδίων αυτών φαινόταν ότι η καταστροφή τους γινόταν εξαιτίας της ασθενούς αλληλεπίδρασης Συνεπώς, παράγονταν ισχυρά ζεύγη τέτοιων σωµατιδίων µε αντίθετη 5

Τηλ: 1 69 97 985, E-mail: dlag@ottgr, wwwdlaggr παραδοξότητα (διατήρηση της παραδοξότητας), όµως κατά την καταστροφή τους διασπώνταν µόνα τους και ασθενώς (παραβίαση της παραδοξότητας), Τόσο το π όσο και το έχουν παραδοξότητα S= Αφού λοιπόν η παραδοξότητα διατηρείται (ισχυρή αντίδραση) θα έχουµε: S: = 1 S S = 1 Με αντίστοιχο τρόπο εύκολα βρίσκουµε ότι η παραδοξότητα του µεσονίου K είναι Σ Σ S = 1 K (α) Ποιές από τις επόµενες αντιδράσεις είναι δυνατές; ικαιολογείστε τις απαντήσεις σας ɶ ν π µ ɶ ν µ γ π µ ɶ ν π Λ K (β) Κατατάξτε τις ακόλουθες αλληλεπιδράσεις ως προς το είδος τους και δικαιολογείστε την δυνατότητα ή µη της πραγµατοποίησής τους µ µ π K π π (γ) ώστε ενδεικτικά διαγράµµατα Fyma ασθενών αλληλεπιδράσεων ουδετέρου και φορτισµένου ρεύµατος (α) Θυµίζουµε ότι για να πραγµατοποιείται µια αντίδραση θα πρέπει να διατηρούνται: το φορτίο Q, ο βαρυονικός αριθµός B καθώς και οι διάφοροι λεπτονικοί αριθµοί L i Συνεπώς: 1 ɶ ν Πραγµατοποιείται αφού διατηρούνται όλοι οι αριθµοί π µ ɶ ν µ Πραγµατοποιείται αφού διατηρούνται όλοι οι αριθµοί 3 γ εν πραγµατοποιείται αφού παραβιάζονται τόσο ο βαρυονικός αριθµός Β όσο και ο λεπτονικός αριθµός L 6

Τηλ: 1 69 97 985, E-mail: dlag@ottgr, wwwdlaggr 4 εν πραγµατοποιείται αφού παραβιάζεται ο λεπτονικός αριθµός 5 π µ ɶ ν εν πραγµατοποιείται αφού παραβιάζονται τόσο ο λεπτονικός αριθµός L µ όσο και ο λεπτονικός αριθµός L 6 π Λ K Πραγµατοποιείται αφού διατηρούνται όλοι οι αριθµοί L (β) 1 µ µ Στην παραπάνω αντίδραση διατηρείται το φορτίο Q και οι λεπτονικοί αριθµοί Άρα η παραπάνω αντίδραση γίνεται και είναι Η/Μ L και L µ π Στην παραπάνω αντίδραση, διατηρείται το φορτίο Q, ο βαρυονικός αριθµός Β και η παραδοξότητα S Άρα η παραπάνω αντίδραση γίνεται και είναι ισχυρή 3 K π Στην παραπάνω αντίδραση διατηρείται το φορτίο Q και ο λεπτονικός αριθµός S παραβιάζεται, διότι το K είναι παράδοξο, όχι όµως και τα π, και L Η παραδοξότητα Η παρουσία των λεπτονίων, υποδεικνύει ότι η αντίδραση δεν µπορεί να είναι ισχυρή, αλλά ασθενής και να παραβιάζεται η παραδοξότητα S Άρα, η αντίδραση γίνεται και είναι ασθενής Είναι εξάλλου γνωστό ότι τα καόνια διασπώνται µέσω των ασθενών αλληλεπιδράσεων 4 π Στην παραπάνω αντίδραση, παραβιάζεται ο βαρυονικός αριθµός Β και ο λεπτονικός αριθµός Προφανώς η αντίδραση δεν γίνεται (γ) L (α) Το Λ είναι βαρυόνιο µε S= 1 Ποια είναι η κατά κουάρκ σύστασή του 7

Τηλ: 1 69 97 985, E-mail: dlag@ottgr, wwwdlaggr (β) Τα Ξ βαρυόνια σχηµατίζουν ισοτοπική διπλέτα µε S= Ποιες είναι οι πιθανές καταστάσεις φορτίου (γ) Καθορίστε την κατά κουάρκ σύσταση των µεσονίων: K, K ( S= 1) και K, K ( S= 1) (α) Αφού το Λ είναι βαρυόνιο θα αποτελείται από τρία quarks εκ των οποίων το ένα θα είναι το s ώστε η παραδοξότητα S= 1 Επίσης πρέπει να έχει φορτίο µηδέν Όµως το s έχει φορτίο 1 Τα άλλα δύο quarks θα είναι λοιπόν το u (µε φορτίο /3 και το d (µε φορτίο 1/3) Άρα: 3 Λ = uds (β) Θα χρησιµοποιήσουµε την σχέση: Y Q= I3 Υ = υπερφορτίο = B S, µε B= 1 και S= Αφού τα Ξ βαρυόνια αποτελούν ισοτοπική διπλέτα, θα ισχύει: 1 I 1= I= Άρα: 1 1 I3 = ή I3 = Άρα: 1 1 ι) Q1= = 1 1 ιι) Q = = 1 Άρα τα δύο Ξ βαρυόνια, είναι το Ξ και το Ξ (γ) Αφού πρόκειται για µεσόνια, θα έχουν δοµή ενός quark και ενός αντι-quark Αφού S= 1, θα συµµετέχει το αντι-quark s µε φορτίο 1/3 Άρα για το K, απαιτείται το quark u, που έχει φορτίο /3 ηλαδή K = u s Αντίστοιχα, για το K = d s Εποµένως για τα K, K, που είναι τα αντισωµάτια των K, K θα ισχύει η δοµή: K = us, K = ds 8

Τηλ: 1 69 97 985, E-mail: dlag@ottgr, wwwdlaggr Εφαρµοσµένα Μαθηµατικά Ι, ΙΙ Φυσική Στερεάς Κατάστασης Ανάλυση Ι, ΙΙ Πυρηνική Φυσική & Στοιχειώδη Σωµάτια ΜΜΦ Ι, ΙΙ Σύγχρονη Φυσική Πιθανότητες Στατιστική Ειδική Σχετικότητα Φυσική Ι, II, III, IV Χηµεία Πρακτικά Χηµείας Mηχανική Ι, ΙΙ Ηλεκτρονική Ι, ΙΙ Ηλεκτροµαγνητισµός I, II Πρακτικά Ηλεκτρονικής Κβαντοµηχανική Ι, ΙΙ Συστήµατα Τηλε ικοινωνιών Στατιστική Φυσική Υ ολογιστές Ε ιλογές H σίγουρη λύση ου οδηγεί στο τυχίο 9