9814372304

003

kami rezonansowymi, jakimi są na przykład piszczałki organowe czy wnęki elektromagnetyczne. Te ostatnie (jak lampa zwana magnetronem, a używana w radarze) stosowane są w elektronice do wytwarzania intensywnych fal elektromagnetycznych o żądanej częstości, zwanej częstością rezonansową wnęki. Każda wnęka ma charakterystyczny „czas życia“, to znaczy czas, po którym promieniowanie elektromagnetyczne wycieka z wnęki.

W mechanice kwantowej cząstki i fale to pojęcia zamienne, a energia charakteryzująca cząstkę czy stan jądrowy może być wyrażona przez równoważną częstość. Innymi słowy, energia jest proporcjonalna do częstości. Fakt, że cząstka A pojawia się, gdy pion jest rozpraszany przez proton przy pewnej energii — energii rezonansowej — lub w jej pobliżu, można ująć inaczej mówiąc, że cząstka ukazuje się przy pewnej częstości. Tak więc energia rezonansowa w fizyce cząstek może być porównana z częstością rezonansową wnęki akustycznej czy elektromagnetycznej. Co jest „wnęką“ w fizyce cząstek? Jest to struktura zmyślona: każdemu zbiorowi liczb kwantowych przypisujemy jedną wnękę.

Analogię między cząstkami nietrwałymi a własnościami rezonansowymi wnęk elektromagnetycznych można poprowadzić dalej. Do wnęki elektromagnetycznej można dołączyć długie rury, zwane falowodami, które z dużą wydajnością przewodzą fale elektromagnetyczne, ale tylko te, które mają dostatecznie dużą częstość. Gdy fala elektromagnetyczna jest nieco dłuższa od wymiarów falowodu, przestaje on przewodzić. W tym sensie falowód działa jak kanał dla cząstek, otwarty powyżej pewnej charakterystycznej energii progowej. Jeśli przyłączy my do wnęki szereg falowodów o różnych wymiarach, to promieniowanie wysokiej czę dości może wchodzić przez któryś z falo wodów, zaś wychodzić przez ten &am lub inne falowody.

Analogicznie energia może wchodzić do oddziaływania jądrowego przez jeden kanał, a wychodzić przez jeden lub większą liczbę otwartych kanałów. Gdy częstość (energia) wzrasta począwszy od niewielkich wartości, kanały kolejno otwierają się i nowe reakcje stają się możliwe, a energia może wychodzić przez dowolny aktualnie otwarty kanał. Załóżmy 1 eraz, że częstość wzra stając przekracza częstość rezonansową wnęki jądrowej. W tym miejscu wnęka może łatwiej absorbować i wydalać energię. Rezonans ukazuje się jako maksimum w przekroju czynnym reakcji jądrowej. Słowem, zachowanie się rezonansowe wnęki odpowiada cząstce nietrwałej takiej jak i czy n (750).

Podobnie jak wnęka elektromagnetyczna w pobliżu rezonansu może zatrzymywać energię elektromagnetyczną na dłuższy czas, tak i cząstka nietrwała rozpada się dopiero po czasie większym od czasu charakterystycznego wynoszącego mniej niż 10 ²³ sekundy. Jeśli wyprowadzić energię do wnęki przez jedną rurę, pozostaje ona przez chwilę wew nątrz z powodu istnienia rezonansu i wy -chodzi przez tę samą rurę, która odpowiada zderzeniu dwoi cząstek n (137) produkujących nietrwałą cząstkę ti (750), która w końcu znów^r rozpada się na dwie cząstki pierwotne. Podobnie energia może wyjść przez inną rurę, co odpo wiada przypadkowi rozpadu n (750) na cztery cząstki ti (137). To oczywiście

40*