структуры ядер Магнитный дипольный момент позитрон ускорители высоких энергий Поляризация частицы Электромагнитное взаимодействие слабые взаимодействия Открытие c-кварка Барионное число Анализ реакций

Современная ядерная физика достаточно четко распадается на две органически взаимосвязанные «ветви» – теоретическую и экспериментальную ядерную физику. Теоретическая ядерная физика «работает» с моделями атомного ядра и ядерных реакций; она опирается на фундаментальные физические теории, созданные в процессе исследования физики микромира

Курс лекций по ядерной физике, физика атомного ядра и частиц

Электронное антинейтрино обнаружено

    Гипотеза нейтрино была выдвинута В. Паули в 1930 г., чтобы спасти законы сохранения энергии, импульса и момента количества движения в бета-распаде. Проблема заключалась в том, что, несмотря на вполне определенные энергии начального и конечного состояний ядер, электроны бета-распада имели непрерывный спектр. Для объяснения этого Паули предположил, что наряду с электроном образуется еще одна частица - нейтрино, которая уносит часть энергии бета-распада. Паули предсказал свойства нейтрино. Нейтрино является электрически нейтральной частицей со спином s = 1/2, с очень маленькой массой и большой проникающей способностью, т.е. малой величиной сечения взаимодействия с веществом.
    Сечение взаимодействия нейтрино (антинейтрино) с энергией несколько МэВ с веществом ~ 10^-43 см², поэтому для их регистации необходимы большие их потоки, большие объемы вещества, в котором происходят взаимодействия и большое время измерения.
    Доказать существование электронного антинейтрино удалось в 1956 г. Райнесу и Коуэну. Они использовали реакцию

В качестве источника антинейтрино был использован атомный реактор. Образующиеся в реакторе продукты (осколки) деления как правило ^--активны (см. подробнее oб осколках деления). В результате -распада осколков образуется большое количество антинейтрино, которые регистрируются с помощью реакции (1). Протонная мишень представляла из себя два бака по 200 л каждый, заполненые раствором хлористого кадмия в воде (CdCl₂+H₂O). Возникающие в результате реакции (1) позитроны регистрировались по анигиляционным -квантам, образующимся при взаимодействии позитронов с электронами вещества мишени.

e⁺ + e^- 2

Образующиеся в результате аннигиляции -кванты вызывали световые вспышки в жидких сцинтилляторах (3 емкости по 1200 л каждая), расположенных по обе стороны от протонных мишеней , которые регистрировали 100 фотоумножителей.   Образующиеся в реакции (1) нейтроны замедлялись в мишени до тепловых энергий и поглощались кадмием, который имеет большое сечение захвата (реакция (n,)) тепловых нейтронов. Среднее время  замедления нейтронов в водородосодержащей среде ~ 10 мкс. Таким образом для идентификации антинейтрино регистрировались анигиляционные -кванты и образующиеся приблизительно через 10 мкс -кванты из реакции радиационного захвата на ядрах кадмия.
    В результате опытов Райнеса и Коуэна было обнаружено, что антинейтрино действительно взаимодействует с протоном с образованием в конечном состоянии нейтрона и позитрона. О сложности выполненного эксперимента можно судить пол следующим цифрам. В результате первой серии эксперимента, длившегося 200 часов, было зарегистрировано 567 событий, вызванных взаимодействием антинейтрино с протоном, при этом фон составлял 209 событий. Для величины сечения реакции захвата антинейтрино протоном было получено значение

( p) = 10^-43 см²,

что находилось в хорошем согласии с предварительными теоретическими оценками.

Весьма важной обшивной составной частью ядерной физики является нейтронная физика. Она занимается ядерными реакциями, происходящими под действием нуклонов. Поскольку нейтрон электрически нейтрален, электронное поле ядра-мишени не отталкивает его; поэтому даже медленные нейтроны могут беспрепятственно приблизится к ядру на расстояния, при которых начинают проявляться ядерные силы.

Ядерная физика. Физика элементарных частиц