Verbum

НЕЙТРО́Н (англ. neutron ад лац. neuter ні той, ні іншы),

электранейтральная элементарная часціца са спінам ​¹/₂ і масай, блізкай да масы пратона. Эксперыментальна адкрыты Дж.Чэдвікам у 1932. Адкрыццё Н. дало штуршок для развіцця фізікі атамнага ядра, фізікі дзялення атамных ядраў, нейтроннай фізікі, фізікі нейтронных зорак і інш.

Адносіцца да класа адронаў і ўваходзіць у групу барыёнаў; мае магн. момант µ_н ≈ 2μ_я, дзе μ_я — адз. магнетон, і накіраваны процілегла спіну. Паміж Н. і пратонам дзейнічаюць ядзерныя сілы, што вядзе да ўтварэння ядраў атамных. Свабодны (па-за межамі атамных ядраў) Н. нестабільны і распадаецца на пратон, электрон і электроннае антынейтрына. Сярэдні час жыцця τ = 887 ± 2 с (у вакууме; у шчыльных рэчывах ад адзінак да соцень мікрасекунд). Удзельнічае ва ўсіх відах узаемадзеянняў элементарных часціц. Характар узаемадзеяння Н. з рэчывам вызначаецца іх кінетычнай энергіяй, што прывяло да іх умоўнага падзелу на павольныя нейтроны і хуткія нейтроны. Вял. эфектыўнасць узаемадзеяння Н. з ядрамі мае шматлікія дастасаванні ў ядз. энергетыцы, вытв-сці радыеактыўных ізатопаў, пры даследаваннях уласцівасцей рэчыва, у геолагаразведцы для пошуку карысных выкапняў.

У.​Р.​Барышэўскі.

т. 11, с. 276

КА́ВЕНДЫШСКАЯ ЛАБАРАТО́РЫЯ Кембрыджскага універсітэта,

адзін з сусветна вядомых цэнтраў эксперым фізікі, біялогіі і інш. фундаментальных даследаванняў канца 19—1-й пал 20 ст. Названа ў гонар Г.Кавендыша і заснавана ў 1874 на сродкі яго нашчадкаў, Навук. кіраўнікамі К.л. былі Дж.Максвел, Дж.Рэлей, Дж.​Дж.Томсан, Э.Рэзерфард і інш. У К.л. адкрыты электрон (1897), штучнае расшчапленне атамнага ядра (1919), нейтрон (1932), прапанавана мадэль структуры ДНК (1953), створаны камера Вільсана (1912), мас-спектрограф (1913), лінейны паскаральнік зараджаных часціц (1932) і інш.

т. 7, с. 399

АНТЫЧАСЦІ́ЦА,

адна з аднолькавых па масе, часе жыцця, значэннях спіна і цотнасці элементарных часціц, якія маюць роўныя па модулі, але процілеглыя па знаку квантавыя лікі (зарады). Напр., электрон (e​⁻) і пазітрон (e​⁺) адрозніваюцца знакам эл. і лептоннага зарадаў і спіральнасці (палярызацыі); нейтрон (n) і антынейтрон ($\stackrel{\_}{\mathrm{n}}$) — барыённага зараду і магн. моманту. У адпаведнасці з квантава-рэлятывісцкай прыродай элементарных часціц кожнай з іх адпавядае свая антычасціца, акрамя сапраўды нейтральных (не маюць ніякіх зарадаў) фатона, π​⁰-мезона, ρ​⁰-мезона, η​⁰-мезона і j/ψ-часціцы. Характэрная асаблівасць пары часціца — антычасціца — здольнасць да анігіляцыі. Кожнаму працэсу эл.-магн. і моцнага ўзаемадзеянняў адпавядае аналагічны працэс, у якім усе часціцы заменены антычасціцамі, і наадварот. Эксперыментальна даказана існаванне антычасціц для ўсіх вядомых часціц. Зарэгістраваны найпрасцейшыя пасля антыпратона антыядры (антыдэйтрон, антытытрытый, антыгелій). Прынцыпова магчыма існаванне антыатамаў, антымалекул і наогул антырэчыва з антыпратонамі, антынейтронамі і пазітронамі.

А.​А.​Богуш.

т. 1, с. 404

ІЗАТАПІ́ЧНАЯ ІНВАРЫЯ́НТНАСЦЬ квантавая сіметрыя, звязаная з аднолькавымі паводзінамі пэўных груп элементарных часціц у моцным ці электраслабым узаемадзеяннях. Адрозніваюць моцную і слабую І.і., якія сваімі ўласцівасцямі нагадваюць сіметрыю адносна паваротаў у 3-мернай прасторы.

Моцная І.і. абумоўлена існаваннем ізатапічных мультыплетаў — сем’яў адронаў з аднолькавымі квантавымі лікамі (барыённым зарадам, дзіўнасцю, спінам і інш.), блізкімі па значэнні масамі спакою, аднак рознымі эл. зарадамі. Моцнае ўзаемадзеянне застаецца аднолькавым у межах аднаго мультыплета і не залежыць ад эл. зараду часціцы. Колькасць часціц у мультыплеце N=2J+1, дзе J — ізатапічны спін. Напр., пратон і нейтрон утвараюць ізатапічны дублет (J=​¹/₂), пі-мезоны (π​⁺, π​⁰, π​⁻) — ізатапічны трыплет (J=1). Слабая І.і. звязана з тым, што лептоны, кваркі і некаторыя інш. часціцы таксама маюць ізатапічную мультыплетнасць, аднак масы спакою часціц у межах аднаго мультыплета могуць значна адрознівацца. Слабая І.і. дазволіла дакладна вызначыць законы электраслабага ўзаемадзеяння і выявіць прамежкавыя вектарныя базоны, якія з’яўляюцца яго пераносчыкамі. Гл. таксама Інварыянтнасць.

І.​С.​Сацункевіч.

т. 7, с. 177

БЭ́ТА-РАСПА́Д, β-распад,

самаадвольнае ператварэнне ўнутры атамнага ядра аднаго з нейтронаў у пратон (ці наадварот), а таксама свабоднага нейтрона ў пратон, абумоўленае слабым узаемадзеяннем. Адзін з асн. тыпаў радыеактыўнасці. Ператварэнне нейтрона ў пратон суправаджаецца выпусканнем электрона e​⁻ і электроннага антынейтрына ν̃_e, а пратона ў нейтрон — выпусканнем пазітрона e​⁺ і электроннага нейтрына ν_e (гл. Бэта-выпрамяненне).

Пры электронным бэта-распадзе (β​⁻) утвараецца ядро з колькасцю пратонаў, большай на 1 за іх колькасць у зыходным ядры, напр.: ${\displaystyle \genfrac{}{}{0ex}{}{14}{6}c\to \genfrac{}{}{0ex}{}{14}{7}\mathrm{N}+e+{\mathrm{\nu ̃}}_{\mathrm{e}}}$ . Пры пазітронным бэта-распадзе (β​⁺) колькасць пратонаў у ядры памяншаецца на 1: ${\displaystyle \genfrac{}{}{0ex}{}{11}{6}c\to \genfrac{}{}{0ex}{}{11}{5}\mathrm{\beta }+e^{\mathrm{+}}+{\nu }_{\mathrm{e}}}$ . Да бэта-распаду адносяць таксама электронны захоп. Энергія, якая вылучаецца пры бэта-распадзе, размяркоўваецца пераважна паміж e​⁻ і ν̃_e (ці e​⁺ і ν_e). Перыяды паўраспадаў β-актыўных ядраў ад 10​⁻² с да 10​¹⁸ гадоў. Пры бэта-распадзе не захоўваецца прасторавая цотнасць, што выяўляецца ў асіметрыі прасторавых напрамкаў у руху электронаў, якія выпраменьваюцца ядрамі: у напрамку спіна ядраў вылятае менш электронаў, чым у адваротным. Асновы тэорыі бэта-распаду закладзены Э.Фермі (1934). Далейшае развіццё тэорыі бэта-распаду прывяло да стварэння адзінай тэорыі слабых і эл.-магн. узаемадзеянняў (гл. Электраслабае ўзаемадзеянне).

М.​А.​Паклонскі.

т. 3, с. 386

НЕЙТРОНАГРА́ФІЯ (ад нейтрон + ...графія),

сукупнасць метадаў даследавання рэчыва з дапамогай рассеяння нейтронаў нізкіх энергій (E < 1 эВ). Падзяляецца на структурную і магнітную. Выкарыстоўваецца ў фізіцы вадкасцей і цвёрдага цела, біял. макрамалекул.

Структурная Н. заснавана на тым, што даўжыня хвалі дэ Бройля павольных электронаў (~0,1 нм) сувымерная з міжатамнымі адлегласцямі ў кандэнсаваных асяроддзях і гэта дазваляе вывучаць ўзаемнае размяшчэнне атамаў. Метад яе грунтуецца на з’яве дыфракцыі нейтронаў (гл. Дыфракцыя часціц) і аналізе залежнасці інтэнсіўнасці рассеянага пучка нейтронаў ад даўжыні хвалі або вугла рассеяння (падобна метаду рэнтгенаструктурнага аналізу, адрозненне гэтых метадаў у тым, што нейтроны рассейваюцца ядрамі атамаў, а рэнтгенаўскія прамяні — атамнымі электронамі). Сячэнне рассеяння нейтронаў на ядрах атамаў, што ўваходзяць у крышталічную структуру, нерэгулярна залежыць ад ат. н. ядра-рассейвальніка, што дазваляе даследаваць структуру, у склад якой адначасова ўваходзяць лёгкія і цяжкія атамы (вадародзмяшчальныя злучэнні, вокіслы цяжкіх элементаў), а таксама вызначаць каардынаты атамаў у злучэннях, утвораных элементамі з блізкімі атамнымі нумарамі (напр., FeCo, Al-Mg — сплавы). Магнітная Н. даследуе лікавае значэнне, узаемную арыентацыю і размяшчэнне магн. момантаў атамаў, што выкарыстоўваецца для вызначэння магн. структуры магнітаўпарадкаваных рэчываў.

Літ.:

Изюмов Ю.А., Озеров Р.П. Магнитная нейтронография. М., 1966;

Александров Ю.А., Шарапов Э.И., Чер Л. Дифракционные методы в нейтронной физике. М., 1981.

Г.​І.​Макавецкі.

т. 11, с. 276

НЕЙТРО́ННАЯ О́ПТЫКА,

раздзел нейтроннай фізікі, які вывучае хвалевыя ўласцівасці нейтронаў і працэсы распаўсюджвання нейтронных хваль у рэчывах і палях.

У адпаведнасці з карпускулярна-хвалевым дуалізмам нейтрон можа паводзіць сябе як часціца з энергіяй E і імпульсам $\overrightarrow{w}$ або як хваля з частатой ${\displaystyle \mathrm{\omega }=\frac{2\mathrm{\pi }}{h}E}$ , даўжынёй хвалі λ = 2πh/p і хвалевым вектарам ${\displaystyle \overrightarrow{k}=\frac{2\mathrm{\pi }}{h}\overrightarrow{p}}$ , дзе h — Планка пастаянная. Хвалевыя ўласцівасці найб. выяўлены ў нейтронаў з малымі кінетычнымі энергіямі (гл. Павольныя нейтроны). Гэтымі ўласцівасцямі тлумачыцца пераламленне і адбіццё нейтронных пучкоў на мяжы падзелу двух асяроддзяў, поўнае адбіццё (пры пэўных умовах) ад мяжы падзелу, дыфракцыя на неаднароднасцях асяроддзя і на яго перыядычнай структуры. Для некаторых рэчываў пры адбіцці і пераламленні назіраецца палярызацыя нейтронаў, што вельмі падобна на ўзнікненне кругавой палярызацыі святла ў аптычна актыўных асяроддзях. У рэчывах, дзе спіны ядраў арыентаваны (палярызаваны) у адным напрамку, назіраецца ядз. прэцэсія нейтронаў, абумоўленая ядз. псеўдамагн. полем (гл. Ядзерная оптыка). Калі даўжыня хвалі нейтрона параўнальная з адлегласцю паміж атамамі (ядрамі) крышталёў, назіраецца дыфракцыя нейтронаў, аналагічная дыфракцыі рэнтгенаўскіх прамянёў.

На Беларусі даследаванні па асобных пытаннях Н.о. праводзяцца ў НДІ ядз. даследаванняў пры БДУ.

Літ.:

Крупчицкий П.А. Фундаментальные исследования с поляризованными медленными нейтронами. М., 1985;

Барышевский В.Г. Ядерная оптика поляризованных сред. М., 1995.

У.​Р.​Барышэўскі.

т. 11, с. 276

НЕЙТРЫ́НА (італьян. neutrino памяншальнае ад neutrone нейтрон),

незараджаная элементарная часціца з групы лептонаў. Мае спін ​¹/₂ і масу, намнога меншую за масу электрона. Па стат. уласцівасцях адносіцца да ферміёнаў. Удзельнічае ў слабых і гравітацыйных узаемадзеяннях (гл. Узаемадзеянні элементарных часціц, з-за вельмі малой масы слаба ўзаемадзейнічае з рэчывам, характарызуецца вял. пранікальнай здольнасцю, напр., свабодна праходзіць праз Зямлю і Сонца.

Вядома 3 тыпы Н.: электроннае Н. ν_e, мюоннае Н. ν_µ, таоннае Н. ν_τ і адпаведныя ім антычасціцы ${\stackrel{—}{\nu }}_{\mathrm{e}}$, ${\stackrel{—}{\nu }}_{\mathrm{\mu }}$, ${\stackrel{—}{\nu }}_{\mathrm{\tau }}$ (звесткі аб ${\nu }_{\mathrm{\tau }}$ і ${\stackrel{—}{\nu }}_{\mathrm{\tau }}$ ускосныя і магчыма, што ${\displaystyle {\nu }_{\mathrm{\tau }}\equiv {\stackrel{—}{\nu }}_{\mathrm{\tau }}}$ ). Кожны з тыпаў Н. пры ўзаемадзеянні з інш. часціцамі можа пераўтварыцца ў адпаведны зараджаны лептон, а калі масы спакою Н. адрозныя ад 0 і лептонныя зарады не захоўваюцца, магчымы асцыляцыі Н. — пераўтварэнні аднаго тыпу Н. ў другі (прапанавана Б.М.Пантэкорва ў 1957). Існаванне электроннага Н. прадказана В.Паўлі (1930—33) на падставе законаў захавання энергіі і імпульсу ў рэакцыях β-распаду, эксперыментальна ${\stackrel{—}{\nu }}_{\mathrm{e}}$ зарэгістравана амер. фізікамі Ф.​Райнесам і К.​Коўэнам ў 1953—56. Выпрамяняюцца Н. пры пераўтварэннях атамных ядраў (β-распадзе, захопе электронаў і мюонаў), распадах элементарных часціц і інш. Працэсы, якія вядуць да ўтварэння Н., адбываюцца ў рэчыве Зямлі і яе атмасферы за кошт касм. выпрамянення, у нетрах Сонца, зорак і інш. (гл. Нейтрынная астраномія, Нейтрынная астрафізіка). Штучна Н. атрымліваюць з дапамогай магутных ядз. выпрамяняльнікаў, ядз. рэактараў, паскаральнікаў зараджаных часціц.

Літ.:

Марков М.А. Нейтрино. М., 1964;

Понтекорво Б.М. Нейтрино. М., 1966;

Рекало М.П. Нейтрино. Киев, 1986.

С.​Сацункевіч.

т. 11, с. 277