Нейтронная физика, учебное пособие, Федоров В.В., 2004.
Пособие соответствует государственному стандарту дисциплины "Физика атомного ядра и элементарных частиц" магистерской подготовки по программе 553113 "Прикладная ядерная физика".
Основу учебного пособия составили курсы лекций, прочитанные автором в разное время в Санкт-Петербургском государственном и государственном политехническом университетах, а также на Зимних школах физики ПИЯФ. Оно посвящено широкому кругу физических явлений, которые можно изучать, используя нейтроны как объект исследования и как инструмент для исследований.
Даются необходимые для дальнейшего понимания материала сведения из теории рассеяния нейтрона изолированным ядром. Подробно излагаются основы нейтронной оптики и дифракции нейтронов в совершенных кристаллах. В доступной для студентов старших курсов физических специальностей форме рассмотрены классические эффекты динамической дифракции (маятниковый эффект, эффект Бормана) и оптики (ядерный псевдомагнетизм), а также описан ряд новых явлений, таких как возникновение и воздействие сальных внутри кристаллических электрических полей на нейтрон, эффекты вращения спина и деполяризация нейтронов при дифракции в кристаллах без центра симметрии. Большое внимание уделено физической картине явлений. Рассмотрены вопросы, связанные с получением и применением ультрахолодных нейтронов в физике.
Подробно изложена связь симметрии законов природы и законов сохранения. Рассказывается об истории создания теории распада, слабого взаимодействия и современной Стандартной модели, а также о ключевых экспериментах по наблюдению явлений, нарушающих Р- и CP-инварнантности, а также по поиску нарушения Т-инвариаитности. Подробно рассмотрены нейтринные осцилляции, осцилляции странности и нейтрон-антинейтронные осцилляции. Затронуты вопросы, касающиеся барионной асимметрии Вселенной.
Пособие может быть полезно для студентов университетов, специализирующихся в области физики ядра и элементарных частиц, а также — в физике конденсированного состояния вещества.
1.1.1 Несколько слов об истории.
Открытие нейтрона явилось следствием опытов но расщеплению легких ядер а-частицами, начатых Резерфордом в 1919 году. Он облучал азот 14Л" а-частицами и в результате получил протоны с большой длиной пробега. До 1931 года ускорителей, пригодных для ускорения частиц до энергий, достаточных для расщепления ядер, не существовало 2, поэтому реакция (а. р), осуществляемая при помощи а-частиц, испускаемых естественными радиоактивными элементами, была единственной известной ядерной реакцией. За период с 1921 по 1924 г. было установлено, что при бомбардировке а-частицами большинство легких элементов вплоть до калия3, за исключением углерода и кислорода, испускают протоны. Кроме того, в этих реакциях постоянно возникает элемент, следующий но порядку в периодической системе. Все это вполне вписывалось в рамки представления о веществе, как о состоящем из протонов и электронов.
