.
Квантовая теория Масса ядра Атомные ядра момент ядра радиоактивность Альфа-распад Бета-распад Гипотеза нейтрино Гамма-излучение Дейтрон Резонансное возбуждение кварки и лептоны частицы и античастицы Космические лучи Распад протонов

Учебные материалы по ядерной физике, курс физика атомного ядра и частиц

Электромагнитное взаимодействие

    Квантовая электродинамика описывает взаимодействие электронов, мюонов, тау-лептонов и фотонов - частиц нечувствительных к сильному взаимодействию.

Рис.1
Рис.1. Узел электромагнитного взаимодействия

    На рис. 1 изображен узел, описывающий электромагнитное взаимодействие. Константой связи является gэл.

gэл = (e2/splank.gif (65 bytes)c)1/2 = (1/137)1/2 neaeq.gif (64 bytes)0.1,

где e - заряд электрона, splank.gif (65 bytes) - приведенная постоянная Планка, c - скорость света. Этот узел универсален, т.е. не зависит от того, как ориентированы его линии относительно оси времени.
    На рис. 2 показаны реальные процессы квантовой электродинамики. Приводятся основные диаграммы Фейнмана низшего порядка

1. Рассеяние электрона на электроне


Рис. 2.

2. Образование электрон-позитронной пары в кулоновском поле ядра

Рис. 3.

3. Процесс двух и трехфотонной аннигиляции электрона и позитрона

Рис.2Рис.3
Рис. 4. Основные диаграммы Фейнмана низшего порядка двух и трехпротонной аннигиляции

    Число узлов на диаграмме Фейнмана называется порядком диаграммы. Сечение процесса, содержащего диаграмму порядка N пропорционально g2N. Таким образом, сечение трехфотонной аннигиляции будет подавлено по сравнению с двухфотонной в 100 раз.

    На рис.5-6 показаны диаграммы двухфотонной аннигиляции более высокого порядка, чем второй.

Рис.4
Рис. 5. Диаграмма четвертого порядка
Рис.5
Рис. 6. Диаграмма шестого порядка

Эти процессы будут подавлены еще более сильно по сравнению с двух  и трехфотонной аннигиляцией, приведенной на рис. 4, что определяется числом вершин на соответствующих диаграммах Фейнмана.

4. Рождение мю+мю- и tau1.gif (59 bytes)+tau1.gif (59 bytes)- в процессе e+e--аннигиляции

Рис. 7.

Такие процессы наблюдаются в экспериментах на встречных пучках на электрон-позитронных коллайдерах. Пороги реакций

e+e------>мю+мю- и  e+e------>tau1.gif (59 bytes)+tau1.gif (59 bytes)-

должны превышать энергии покоя соответственно мюона (106 МэВ) и тау-лептона (1784 МэВ), т.е. энергия каждого из встречных пучков должна быть

[m(мю) - m(e)]c2 и [m(tau1.gif (59 bytes)) - m(e)]c2.


На главную