المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية


Pion Creation and Neutron Decay  
  
1064   05:05 مساءاً   date: 13-7-2016
Author : Sidney B. Cahn And Boris E. Nadgorny
Book or Source : A GUIDE TO PHYSICS PROBLEMS
Page and Part : part 1 , p 41


Read More
Date: 11-8-2016 1070
Date: 30-8-2016 1110
Date: 19-8-2016 1144

Pion Creation and Neutron Decay

a) Calculate the threshold energy in MeV for the creation of charged pions by photons incident on stationary protons,

b) Neutrons β-decay via

If the neutron is at rest, what is the maximum possible velocity for the electron in units of c? (Note that mp = 938.27 Mev/c2, mn = 939.57 Mev/c2, mπ+ = 139.57 Mev/c2, and me = 0.51 Mev/c2).

SOLUTION

a) The threshold energy for the creation of a neutron n and a pion π+ in the center of mass frame is simply the sum of their masses (in units where c = 1. The 4-momentum of the neutron/pion system in the center of mass frame is

(1)

We must also calculate the energy of the incident particles in the center of mass frame. However, we may use the relativistic invariance of a product of 4-vectors (which can be written for a complex system as well as for a single particle). The 4-momentum in the lab (stationary proton) frame is

(2)

Taking the squares of (1) and (2) and equating them, we obtain

(3)

Note that in these units |pγ| = εγ. Therefore, we have for the threshold energy

(4)

Substituting the values given in the problem

b) Consider the neutron decay following the scheme

where we consider the proton and neutrino as one complex particle. From energy and momentum conservation, we find

(5)

(6)

(7)

(8)

Substituting (6) into (8), we have

(9)

We are looking for the maximum possible momentum pe- of the electron. It depends only on one variable,  where  so the maximum pe- corresponds to a minimum  Using (5) and (7), we obtain

(10)

Substituting p2e-  from (9) into (10) yields

(11)

From this equation, the minimum of  corresponds to a minimum of  Now,

(12)

The minimum of (12) corresponds to Therefore

(13)

where we have substituted the masses in energy units. On the other hand

(14)

From (14), we have

Therefore in regular units

.




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.