Элементарные частицы: 3. Сильные распады

Сильный распад ρ-мезона на π⁺ и π⁻-мезоны

Распады, которые идут за счет сильного взаимодействия, оценить довольно просто. Так могут распадаться только адроны — частицы, чувствующие сильные взаимодействия. Но адроны имеют некоторый размер — порядка размера протона (r_p ≈ 1 фм = 10⁻¹⁵м) или чуть меньше. А это значит, что тут сгодится наш опорный метод: время есть расстояние, деленное на скорость. В качестве скорости подойдет скорость света — всё-таки частицы при распаде разлетаются с околосветовой скоростью. Поделив одно на другое, получим типичное адронное время:

ИС

Йоктосекунды — вот типичные времена жизни сотен элементарных частиц, распадающихся за счет сильного взаимодействия. Это мельчайшие единицы времени, для которых современная физика знает хоть какие-то процессы, длящиеся столь краткий миг. Это те времена, про которые мы раньше сказали «на счет раз-два по масштабам микромира».

Может показаться поразительным, но современная физика умеет измерять такие короткие времена. Делается это, конечно, косвенно, а не напрямую — никакой физический прибор не способен сделать столь короткий временной отсчет. На помощь тут приходит один из самых простых квантовых законов — соотношение неопределенностей между энергией и временем. Нестабильные частицы не могут обладать определенной массой — их масса словно размазана в некотором интервале. Чем меньше живет частица, тем сильнее неопределенность массы. Эту неопределенность можно измерить экспериментально для каждого сорта быстро распадающихся частиц, и уже отсюда вычислить время жизни.

Электромагнитные распады Два руководящих принципа