不確定性原理による粒子寿命を推定

「メスバウアー効果」を調べるために "Particle lifetimes from the uncertainty principle" をちょっと訳してみます。

-------------------------------------
不確定性原理による粒子の寿命

不確定性原理は、加速器での高エネルギー衝突で生成される非常に短命の粒子群を特徴づけるためのツールを提供する。


の形式の不確定性原理は、寿命が非常に短い粒子の場合、測定されたエネルギーに重大な不確定性があることを示唆している。不安定な粒子の質量エネルギーを何度も測定すると、ローレンツ分布またはブライト=ウィグナー分布と呼ばれるエネルギーの分布が得られる。
最大値の半分でのこの分布の幅が \(\Gamma \) とラベル付けされている場合、エネルギーの不確かさ \(\Delta E\) は


として合理的に表すことができる。ここで、粒子の寿命 \(\tau\) は時間の不確かさ \(\tau=\Delta t\)と見なされる。
高エネルギー散乱実験では、エネルギーの不確実性 \(\Delta E\) を決定し、それから寿命を暗示することができる。 その他の場合、寿命は最も便利に測定され、エネルギーの「粒子幅」はその寿命測定から暗示される。

\(\Gamma \) はしばしば「自然線幅」と呼ばれる。 これは、生成された粒子の超短寿命を決定する手段を提供する高エネルギー加速器物理学において非常に重要である。 光学分光法の場合、自然線幅は通常 \(10^{7}\: \mathrm{eV}\) であり、ドップラー幅の約10分の1であるため、これは小さな要因である。 線幅のもう1つの原因は、発生源の反跳であるが、光学範囲では無視できる。

\(0.1\sim 1\: \mathrm{MeV}\) の範囲のガンマ線放出を伴う核遷移の場合、反跳幅は通常、自然線幅よりもはるかに大きくなる。 放出核の反跳は、放出されたガンマ光子のエネルギーが潜在的な吸収レベルの自然な線幅よりも大きい量だけ減少するため、同一の核によって吸収できないことを意味する。 メスバウアーは、反跳効果を補償するのに十分な速度を与えるために発生源を回転アームに置くことによって吸収が達成できることを発見した。メスバウアー効果は、発光核を結晶格子に置くことで反跳を抑制できることが発見されたとき、有用な実験ツールになった。 放出されたガンマ線は、自然線幅に近いものを示し、他の同一の核によって吸収される可能性がある。

ブライト=ウェグナー分布.jpg

ブライト=ウィグナー分布は、ピーク近くのガウス分布に似ているが、曲線の裾はより平坦である。

ブログ気持玉

クリックして気持ちを伝えよう!

ログインしてクリックすれば、自分のブログへのリンクが付きます。

→ログインへ

なるほど(納得、参考になった、ヘー)
驚いた
面白い
ナイス
ガッツ(がんばれ!)
かわいい

気持玉数 : 0

この記事へのコメント