Vremya zhizni

VREMYa ZhIZNI chastic. Bol'shinstvo elementarnyh chastic neustoichivy, t. e. samoproizvol'no (spontanno) raspadayutsya na bolee legkie chasticy. Raspad proishodit po eksponencial'nomu zakonu

N (t) = N₀ e ^-t/t,

gde N (t) - chislo chastic v moment vremeni t, N₀ - v nachal'nyi moment vremeni. Po takomu zhe zakonu proishodit raspad radioaktivnyh yader. Postoyannaya t naz. V. zh. chastic. Eto vremya, za k-roe chislo raspadayushihsya chastic umen'shaetsya v e = 2,718 raz (e - osnovanie natural'nyh logarifmov). Vremya poluraspada t_1/2 (raspada poloviny nachal'nogo chisla chastic) svyazano s V. zh. chastic sootnosheniem t_1/2 = tln2 0,693t. V eksponencial'nom zakone raspada proyavlyaetsya veroyatnostnyi harakter zakonov mikromira i kvantovoi mehaniki. Perehody iz sostoyaniya odnoi chasticy v sostoyanie dr. chasticy bez ispuskaniya dr. svobodnyh chastic (napr., perehody ) naz. oscillyaciyami. Veroyatnost' raspada chasticy dannogo sorta v ed. vremeni ravna t^-1 i ne zavisit ot sposoba ee polucheniya i vozrasta. Tak, napr., posle raspada 99% chastic za vremya 4,6 t ostavshiisya 1% chastic "ne postarel" i imeet to zhe samoe V. zh. t. Princip neopredelennosti svyazyvaet V. zh. chastic s neopredelennost'yu ih energii e, a sledovatel'no, massy. Poetomu V. zh. samyh korotkozhivushih chastic opredelyayut po shirine raspredeleniya polnoi energii produktov raspada. Samo sushestvovanie takih chastic ustanavlivayut libo po energetnch. raspredeleniyam produktov raspada s pomosh'yu invarianta , gde e_i i p_i - energii i impul'sy chastic-produktov raspada, libo po raspredeleniyam nedostayushei massy v reakciyah elementarnyh chastic (sm. Massa pokoya). V. zh. opredelyaetsya prirodoi sil, vyzyvayushih raspad, i zavisit ot velichiny energovydeleniya v raspade. Chem slabee vzaimodeistvie, vyzyvayushee raspad, tem bol'she V. zh. chasticy. Tak, mezony i bariony (napr., r⁰-mezon, w⁰-mezon, adronnye rezonansy), raspadayushiesya za schet processov sil'nogo vzaimodeistviya, imeyut anomal'no maloe V. zh. ~10^-22-10^-23 s. V. zh. chastic, raspadayushihsya za schet el.-magn. vzaimodeistviya, ~10^-16-10^-20 s. Napr., V. zh. p⁰-mezona ~10^-16 s, V. zh. chastic, raspadayushihsya po slabomu vzaimodeistviyu, eshe bol'she: V. zh. L-giperona ~10^-10 s, p-mezona ~10^-8 s, myuona ~2^.10^-6 s, a neitrona ~10³ s. V sovr. edinyh teoriyah elementarnyh chastic predskazyvaetsya sverh-sverhslaboe vzaimodeistvie, vyzyvayushee raspad protona, tak chto V. zh. protona okazyvaetsya >10³¹ let.

V. zh. chastic i antichastic v vakuume strogo ravny. V. zh. chastic v srede zavisit takzhe ot skorosti ih zahvata, a V. zh. antichastic - ot skorosti ih annigilyacii. Tak, pozitrony v vakuume - absolyutno stabil'ny, a ih V. zh. v veshestve pri koncentracii elektronov n_e opredelyaetsya secheniem reakcii s i otnosit. skorost'yu chastic v: t = (n_esv)^-1, gde sv - skorost' annigilyacii pozitronov i elektronov.

Pri dvizhenii chasticy so skorost'yu, priblizhayusheisya k skorosti sveta, V. zh. chasticy v sisteme pokoya nablyudatelya uvelichivaetsya v G = (1 - v²/c²)^-1/2 raz. Eto yavlenie s bol'shoi tochnost'yu podtverzhdeno v opytah na uskoritelyah i v kosmicheskih luchah. Tak, napr., myuony s V. zh. v pokoe 2^.10^-6 s pri energii 10¹⁴ eV (G ~10⁶) sposobny proiti, prakticheski ne raspadayas', put' 6^.10¹⁰ sm (za V. zh. 2^.10^-6.G 2 s). Po etoi zhe prichine foton (skorost' ravna s) stabilen (ne raspadaetsya). Dannye o V. zh. chastic imeyut vazhnoe znachenie pri analize processov v kosmose, v chastnosti pri analize proishozhdeniya komponentov kosmich. luchei, nablyudaemyh u poverhnosti Zemli, ili pri analize vozmozhnyh mehanizmov g- ili neitrinnogo izlucheniya.

(M.Yu. Hlopov)