Основная теорема реакций распада частиц и ее следствия
При разработке новой концепции наступает момент «стыковки» выдуманной картины окружающего мира и экспериментально полученных результатов. Если выбранный путь близок к Истине, то можно ожидать появления новых, иногда неожиданных, связей между различными процессами и предсказания новых физических явлений. Предсказаниями, по крайней мере, в ближайших заметках, мы заниматься не будем, хотя уже сейчас понятно, что особой необходимости в таких объектах как, например «кварки», нет.
Сейчас мы сравним особенности реакций распада, следующие из динамической модели пространства, и экспериментальные реакции распада нестабильных частиц. Напомним, что:
«Любая частица является комбинацией базовых частиц».
Раннее, мы определили, что существуют две компоненты массы: «наблюдаемая» и «фоновая». Фоновая массы каждого базисного заряда равна, примерно, 880 МэВ. На основании закона сохранения энергии:
«В результате любых реакций базовые частицы не возникают и не исчезают».
Нельзя исключить, что рождение базисной пары может произойти при энергии значительно большей фона (больше 1600 МэВ). Ограничимся областью сравнительно низких энергий. Тогда:
«Число базовых частиц до и после реакции не изменяется».
Доказательство достаточно тривиально. Выделим область большую, чем область реакции. Пусть внутри этой области в начале частицы составляли некоторую группу N1 и после окончания реакции N2. Если в результате реакции возникла новая группа N0, тогда
N1 – N2 = N0,
но вследствие закона сохранения:
N1 = N2, то N0 = 0.
Может существовать 2 типа реакций распада. Определим исходную комбинацию частиц в виде N = Nа, конечную - Nс, тогда число базисных пар до и после реакции равно:
N1 – Nа = M1, N1 – Nс = M2,
Тип 1 или «быстрый распад»: M2 > M1, M1 = M2 .
В результате этой реакции происходит формирование новых базисных пар из продуктов распада исходной частицы.
Тип 2 или «медленный распад»/
Эта реакция может протекать только с захватом и последующей трансформацией одного или нескольких базисных элементов: M1 < M2 . Скорость такой реакции значительно ниже (частицы живут дольше). Такие связаны со слабым взаимодействием.
Основная теорема реакций имеет несколько следствий. Справедливым для любых реакций и энергий является следующее Абсолютное правило распада. Подчеркнем, что это правило не может иметь исключений.
«Парность числа базисных частиц до и после реакции не изменяется».
Доказательство:
N1 = Nа + M1 = Nс + M2,
Но M1 и M2 всегда четные (базис состоит из 2 зарядов), тогда парность исходной комбинации Nа и конечной комбинации Nс не изменяется. Проще говоря, в «корзину вакуума» мы можем положить/извлечь только по 2 заряда в правой и левой стороне реакции. В результате если, например, число зарядов до реакции было непарным (1, 3, 5…), то и после реакции оно ВСЕГДА будет непарным. Соответственно, ели число зарядов было парным (2, 4, 6….), то и после реакции оно ВСЕГДА будет парным.
Это следствие жестко ограничивает путь реакций распада нестабильных частиц и легко может быть проверено экспериментально.
1.1. Если некоторая комбинация парна и не имеет электрического заряда, то при ее распаде может генерироваться только парное число нейтрино.
1.2. Если некоторая комбинация четна и имеет электрический заряд, то при ее распаде должно генерироваться не парное число нейтрино.
1.3. Если некоторая комбинация не парна и не имеет электрического заряда, то при ее распаде должно генерироваться не парное число нейтрино.
1.4. Если некоторая комбинация не парна и имеет электрический заряд, то при ее распаде может генерироваться только парное число нейтрино.
Эти правила позволяют восстановить значение спина по спину продуктов распада
2.1. Если конечные продукты распада некоторой не стабильной частицы содержат парное число электрически заряженных частиц и не парное число нейтрино, то исходная не стабильная частица должна иметь полу целый спин, нулевое значение и целое число запрещены.
2.2. Если конечные продукты распада некоторой не стабильной частицы содержат парное число электрически заряженных частиц и парное число нейтрино, то исходная не стабильная частица должна иметь целое значение спина, полу целые значения запрещены.
2.3. Если конечные продукты распада некоторой не стабильной частицы содержат не парное число электрически заряженных частиц и парное число нейтрино, то исходная не стабильная частица должна иметь полу целый спин, нулевое значение и целое число запрещены.
2.4. Если конечные продукты распада некоторой не стабильной частицы содержат не парное число электрически заряженных частиц и не парное число нейтрино, то исходная не стабильная частица должна иметь целое значение спина, полу целые значения запрещены.
Правила могут быть преобразованы в способ определения парности числа нейтрино:
1а.
Если не стабильная частица не имеет электрического заряда и ее спин полу целый, тогда в результате распада должно генерироваться не четное число нейтрино.
2а. Если не стабильная частица не имеет электрического заряда и ее спин целый, тогда в результате распада может генерироваться только четное число нейтрино.
3а. Если не стабильная частица имеет электрический заряд и ее спин полу целый, тогда в результате распада может генерироваться только четное число нейтрино.
4а. Если не стабильная частица имеет электрический заряд и ее спин целый, тогда в результате распада должно генерироваться не четное число нейтрино.
Проверка показала, что определенные выше правила, строго выполняются во всех известных сегодня реакциях. Зарядовые комбинации стабильных частиц Вы можете проверить:
http://maxpark.com/community/7315/content/4838727
http://maxpark.com/community/7315/content/4913177
http://maxpark.com/community/7315/content/4912893
Приложение
Примеры использования основной теоремы реакций. В скобках обозначено число электрических зарядов и через дробь – число нейтрино, далее вывод по четности спина исходной частицы или по четности числа нейтрино (прямое и преобразованное следствие), далее – номер правила в тексте. Тип нейтрино, впрочем, как и знак электрического заряда, значения на результат не оказывают.
Распад пи-мезона S=0, q=0
Г1 2аа (0/0) S-целое, N – парное (пр. 2)
Г2 А(ав) + В(ав) + аа (2/0) S-целое, N – парное (пр. 2)
Г3 ав(А-В)ав + аа = 3аа (0/0) S-целое, N – парное (пр. 2)
Г4 2А(ав) + 2В(ав) (4/0) S-целое, N – парное (пр. 2)
Г5 А(ав) + В(ав) (2/0) S-целое, N – парное (пр. 2)
Г6 4аа (0/0) S-целое, N – парное (пр. 2)
Г7 2а (0/2) S-целое, N – парное (пр. 2)
Г8 2а (0/2) S-целое, N – парное (пр. 2)
Г9 А((ав)) + В((ав)) = А(ав) + В(ав) + 4а (2/4) S-целое, N – парное (пр. 2)
Г10 аа + 2а (0/2) S-целое, N – парное (пр. 2)
Распад отрицательно заряженного мюона S=1/2, q=-1
Г1 В(ав) + 2а (1/2) S-полу целое, N – парное (пр.3)
Г2 В(ав) + 2а + аа (1/2) S-полу целое, N – парное (пр.3)
Г3 В(ав) + 2а + В(ав) + А(ав) (3/2) S-полу целое, N – парное (пр.3)
Г4 В(ав) + 2а (1/2) S-полу целое, N – парное (пр.3)
Г5 В(ав) + аа (1/2) S-полу целое, N – парное (пр.3)
Г6 В(ав) + А(ав) + В(ав) (3/0) S-полу целое, N – парное (пр.3)
Г7 В(ав) + 2аа (1/0) S-полу целое, N – парное (пр.3)
Распад положительно заряженного пи-мезона S=0, q=1
Г1 А((ав)) + а = А(ав) + 3а (1/3) S-целое, N – не парное (пр.4)
Г2 А((ав)) + а = А(ав) + 3а + аа (1/3) S-целое, N – не парное (пр.4)
Г3 А(ав) + а (1/1) S-целое, N – не парное (пр.4)
Г4 А(ав) + а + аа (1/3) S-целое, N – не парное (пр.4)
Г5 А(ав) + а + ав(А-В)ав = А(ав) + а + аа + вв (1/1) S-целое, N – не парное (пр.4)
Г6 А(ав) + а + А(ав) + В(ав) (3/1) S-целое, N – не парное (пр.4)
Г7 А(ав) + 3а (1/3) S-целое, N – не парное (пр.4)
Г8 А((ав)) + а = А(ав) + 3а (1/3) S-целое, N – не парное (пр.4)
Г9 А((ав)) + а = А(ав) + 3а (1/3) S-целое, N – не парное (пр.4)
Г10 В((ав)) + А(ав) + А(ав) + а = В(ав) + 3а + 2А(ав) (3/3) S-целое, N – не парное (пр.4) и т.д.
Последовательность реакций по сайту: http://pdg.lbl.gov
Выполнение этих правил означает корректность целого ряда рассмотренных положений:
- частицы, действительно, могут быть записаны в форме комбинаций базисных зарядов;
- зарядовые комбинации стабильных частиц определены правильно;
- закон сохранения базисных зарядов, действительно, выполняется......
На основе этой модели мы сможем начать «синтез» десятков частиц из различных групп, включая расчет их масс, спина, заряда, состава мультиплета.
27 декабря 2015 Лебедев В.Н.
Комментарии