Мюонное нейтрино, откуда берется и какие его свойства.
В 1937 году, во время исследования космического излучения, Карл Андерсон и Сет Наддермеер обнаружили частицы, которые при прохождении через магнитное поле отклонялись в меньшей степени, чем электроны, но сильнее, чем протоны. Эту частицу они назвали мезотрон. Мезо – промежуточный. Различных промежуточных частиц оказалось много их и начали открывать.
Открыли группу пионов или пи-мезонов: π0, π+ и π-. Это короткоживущие частицы: время жизни нейтрального пиона 8,52(18)⋅10−17 секунды, а заряженных – 2,6033(5)⋅10−8 секунды.
Устройство пионов простое – пионы всех видов состоят из пары кварк-антикварк. Но как видите эти пи-мезоны быстро распадаются. Вот Феймановская диаграмма распада +пи-мезона:
Вот в этой реакции и рождается мюонное нейтрино νμ. Но тут есть некоторые неясности. Согласно современной науке, описанной в книге “Частицы и атомные ядра”, которую написали ученые Б.С. Ишханов, И.М. Капитонов, Н.П. Юдин, утверждается, что кварки являются фундаментальными частицами, они бесструктурные, то есть представляются каким-то одним, неделимым субстратом. Кроме того, специально оговаривается, что кварки порознь не существуют, их нельзя оторвать друг от друга. Этот учебник одобрен ученым советом Московского Государственного университета во главе с ректором В.А. Садовничим. Материал этого учебника рекомендован для изучения в передовых вузах нашего государства. И вот возникает вопрос, как этот пион π+ входит в состав W+-бозона? Он входит в неизменном виде, как изюм в булочку, или он как-то растворяется и входит в бозон, как сахар или соль в эту же булочку? Наивный вопрос, но, все таки, хотелось бы это знать. И еще такое.
Масса этого пи-мезона равна 139,57061(24) МэВ. В то же время масса u-кварка равна 2.3 МэВ и масса d̅-антикварка (массы кварка и антикварка равны) равна 4.8 МэВ. А так как кварки по отдельности существовать не могут, то придется предположить, что масса глюона, объединяющая кварки в пион π+, будет равна 139.6 – (2.3 + 4.8) = 132.5 МэВ. Так или иначе, но эта масса каким-то чудом превратилась в массу 80.4 ГэВ W+-бозона, а затем уже эта масса превратилась в массу мюона μ+, равную 105.7 МэВ и массу мюонного нейтрино νμ, равную <0.17 МэВ. Не сопоставимые массы до распада и после распада. Ну что это за чехарда? Неужели нет ни одного в мире ученого, который привел бы все в порядок, хотя бы и ложный?
Кроме такого пути рождения мюонного нейтрино, есть еще и такой путь его появления. Оказывается, что мюоны, полученные при распаде пионов, тоже не устойчивые и распадаются в течение 2,19703(4)⋅10−6 cекунд на мюонное нейтрино νμ и W--бозон. А бозон распадается на электрон e и электронное нейтрино νe. Формула распада такая: μ− → e− + ν̅e + νμ. А вот Фейнмановская диаграмма распада мюона.
Само собой получается, что никакой закон сохранения энергии здесь не работает ни на одном из этапов распада. И, конечно же, это не смущает ни одного ученого.
Но это еще не все. Некоторые полагают, что мюоны рождаются в результате столкновения высоко энергичных электронов и позитронов. Схема распада такая: e- + e+→μ- + μ+:
Вот что пишут по этому вопросу в статье “12. e+e-–аннигиляция. Высокие энергии”
Аннигиляция электрона и позитрона происходит в результате электромагнитного взаимодействия. В результате аннигиляции электрона и позитрона рождается виртуальный фотон. Образовавшийся виртуальный фотон может родить любые частицы, которые способны образоваться с энергией меньшей или равной сумме энергий электрона и позитрона. В частности в результате e- + e+-аннигиляции могут рождаться пары мюонов μ
Видите здесь уже есть ноу-хау. А именно, электрон-позитронная пара конвертируется в мюонную пару или кварк-антикварковую пару не при помощи W--бозона (Рис. 1), а при помощи виртуального фотона. Ужас, как можно писать такое: Образовавшийся виртуальный фотон может родить любые частицы, которые способны образоваться с энергией меньшей или равной сумме энергий электрона и позитрона и тут же на диаграмме указывать абсолютно разные суммы масс. Сумма масс электрона и позитрона равна 2×0.511 = 1.022 МэВ, масса мюона равна 105.7 МэВ, а масса кварка минимальна 2.3 МэВ. Смотрите сами табличку Стандартной модели.
Но откуда же взялся такой большой добавок энергии в рожденных продуктах? Ученые полагают, что высокоэнергетические электрон и позитрон к своей энергии в 0.511 МэВ обладают большим добавком кинетической энергии, которую они получили из вне, например, в ускорителе. То есть сталкиваемые электроны и позитроны должны обладать кинетической энергией равной 105.7 – 0.511 = 105.189 МэВ. Предполагается, что при столкновении этой пары данный довесок энергии как раз и превратится в добавок массы мюонов, пионов или кварков.
Все это вроде бы логично, но ученые плохо понимают или и вовсе не понимают, что представляет собой эта энергия E=mc2. Вот лежит на Земле камень в виде шара. Спрашивается: обладает он кинетической энергией или нет? Если считать, что он движется вместе с Землей, то несомненно обладает какой-то кинетической энергией, но если предположить, что этот шар покоится, то можно утверждать, что кинетической энергией шар не обладает, а вот внутренняя энергия в шаре есть и в том, и в другом случае. Это, примерно, как шар из динамита, он может лететь с какой-то скоростью, неся в себе кинетическую энергию и высвободить ее при столкновении с чем-то. И может еще взорваться, высвобождая часть внутренней энергии.
Скажите, при столкновении таких шаров и любого вещества: может ли кинетическая энергия превратится в это вещество? Допустим сталкивающиеся шары были диаметром 10 см, а стали шарами в 100 см. Ну а если шары будут из разных материалов, с разными зарядами, магнитными свойствами (столкнуть два магнита в виде шаров) и тому подобное, то сможет ли кинетическая энергия в какой-нибудь субстрат, обладающий внутренней энергией? Вот мне кажется, что такое произойти не может. А ученым представляется такая конверсия возможна. Причем, кинетическая энергия может превращаться и в субстрат пиона, и в субстрат мюона, и в субстрат любого кварка. Да к тому же еще и строгими порциями. Не знаю, находят ли мезотроны с энергиями близкими к энергии мюона или какого-нибудь кварка.
Если в наличие пионов можно верить, то о мюонном нейтрино этого сказать нельзя. Экспериментального подтверждения существования данного нейтрино нет. Эксперимент заключается в следующем. Он был выполнен в 1947 году группой ученых под руководством Сесила Фрэнка Пауэлла с помощью фотографической эмульсии, представляющую большую стопку, прозрачных для частиц, листов фото пластин. Проходящие через эту стопку частицы высоких энергий взаимодействуют с бромидом серебра, входящим в состав эмульсии, также как свет, и оставляют след на этих пластинах. Получаются такие фотографии:
Вот на этих картинках ученые и видят следы пионов и распад их на мюоны и мюонное нейтрино. На третьей картинке видно, что пион π+ долетел до точки А и считается что он распался на мюон μ+, который долетел до точки В и мюонное нейтрино μ
Дело в том, что на Солнце непрерывно идут ядерные реакции, в результате которых ядра распадаются и высвобождается множество пионов, которые держали ядро, как целостное образование.
Пион – это большой энергии фотон, по крайней мере, он длиннее развернутого электрона или позитрона, примерно, в 200 раз, и он есть в космическом излучении ровно, как и все другие фотоны различных излучений. Спектр космического излучения почти такой же, как и спектр излучения абсолютно черного тела. Мы не знаем за каким излучением прячется пион. Может он движется одиночно, как нейтрино, может пионы движутся группами с частотой оптического спектра излучения или микроволнового излучения, а может быть с частотой радиоволн. Ясно только то, что длина волны излучения должна быть длиннее самого пиона.
Пион – это не конденсированная масса. Он, как и любой фотон, состоит из набора однотипных квантов. О квантах рассказывается в статьях “Квант, из чего он состоит.” и “Квант энергии, как устроен и как движется”. Попадая в фоточувствительный слой, пион взаимодействует с электронами вещества. Природа устроена так, что, чтобы не попало на частицу, оно начинает взаимодействовать с этой частицей. Взаимодействие заключается в том, что частица начинает поглощать попавший на нее любой фотон, в том числе и пион, несмотря на то, что он намного больше самой частицы, если взять электрон. Если этот фотон не пригоден для частицы, то есть он по размерам не может замкнутся сам на себя вокруг частицы, то частицы излучит этот фотон. Произойдет ретрансляция фотона. Такие пары (фотон - частица) я называю не резонансными. А если поглощение возможно – это резонансная пара.
Так вот в случае с пионом поглощения не происходит, но в процессе его поглощения происходит задержка движения электрона в атоме. В результате этой задержки происходит вынужденное излучение обменного фотона. А это уже световой спектр и его фотоны, как и обычные фотоны, начинают высвобождать атомы серебра в фоточувствительной смеси. Из этих атомов и выстраиваются треки, которые мы видим на фотопластинках.
Никакого распада (в смысле обнаруженного фотодетектором) там нет. Бессмысленно считать, что мюон распался на электрон, мюонное и электронное нейтрино, как на рисунке 1. Энергия не должна теряться. Сколько квантов было до распада, ровно столько, ни на один меньше или больше, должно быть и после распада.
Может возникнуть вопрос: а как так случилось, что пион двигался (буду отталкиваться от картинок) слева направо, а мюон полетел снизу вверх? Такое может быть если пион рассматривать как шарик, который столкнулся с чем-то массивным, как в опытах Резерфорда или распался, точнее взорвался. Но в случае распадения надо, чтобы что-то передало мюону импульс движения вверх. Возможно это и есть мюонное нейтрино. Но вполне возможно, что это обычное томпсоновское рассеяние. Чему я больше верю, ибо собрать в начале пути пиона электрон и позитрон высокой энергии, чтобы получить пион мне представляется очень и очень маловероятным.
В заключение можно сказать, что пион или мюон можно интерпретировать, как мюонное нейтрино
Главная Вверх