№ 2141Атомное ядроУровень 4

Недостающий момент в распаде нейтрона

Авторский пример из лекции 23 о том, как нейтральная частица может обнаруживаться через сохранение момента. Как и просит автор, примите известный спин нейтрона $1/2$. Его не требуется выводить из спина дейтрона. Спины протона и электрона также равны $1/2$.

Предположите, что свободный нейтрон распался и наблюдаются протон заряда $+e$ и электрон заряда $-e$. Могут ли **только эти две частицы** составить полное конечное состояние, сохранив полный момент $1/2$? Учтите не только сумму собственных спинов, но и допустимый целочисленный орбитальный момент их относительного движения.

Что можно заключить о недостающей части конечного состояния из сохранения момента и электрического заряда? Если для простоты предположить одну дополнительную частицу, какого типа — целого или полуцелого — должен быть её спин и каков её заряд? Достаточно ли этих двух законов, чтобы установить её точный спин, массу или название?

Это упражнение о том, что именно следует из указанных законов сохранения. Оно не утверждает, что суммарный спин нейтрона можно однозначно восстановить только из факта существования дейтрона со спином 1.