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一个了不起的图:中子衰变的完整dalitz图
中子是一个引人入胜的粒子,它使实验物理学家现在忙了近一个世纪。由詹姆斯·查德威克(James Chadwick)在1932年在一个狡猾的实验中发现的,该实验值得一个单独的职位(如果您愿意的话,这是一个承诺,或者是威胁),中子一直在主角发展核武器以及从裂变反应堆中提取核电。它与我们在这里的讨论更相关,它在核和亚核物理学的背景下进行了无尽的研究。阅读更多
来源:Science 2.0中子是一个引人入胜的粒子,它使实验物理学家现在忙了近一个世纪。由詹姆斯·查德威克(James Chadwick)在1932年在一个狡猾的实验中发现的,该实验值得一个单独的职位(如果您愿意的话,这是一个承诺,或者是威胁),中子一直在主角发展核武器以及从裂变反应堆中提取核电。与我们在这里的讨论更相关,它在核和核物理学的背景下都提供了无尽的研究。
今天,我们知道中子可以理解为装满夸克和脾气的袋子。在所有这些成分中,有三个确定粒子的静态特性:两个下型夸克和一个上的夸克。下夸克的电荷为-1/3,上夸克的电荷为+2/3,因此中子是电中心的。相反,质子包含两个上夸克和一个夸克,因此电荷为+1。
由于夸克的自旋为1/2,可以测量三个夸克的总自旋为1/2或3/2。中子具有自旋1/2,例如质子。量子力学还允许对总自旋为3/2的相同夸克的自旋构型,但是这些状态具有更多的内部能量 - 因此质量更高。这些中子和质子的“激动”版本被命名为delta^0和delta^+,它们的较高质量迫使它们迅速衰减到更清醒的状态。
[上图:衰减的图片。图片来源:Bartosz fornal]我上面描述的是自从发现中子之前所谓的β衰变,因为在重型核中已经研究了多年的反应,然后才意识到涉及的成分颗粒是什么。 β衰减是弱相互作用的模板,实际上是涉及中子的核和亚核物理学研究的主要对象。
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