қ
58
∑
ҚАБАТ – ҚЫСЫМ
582
583
пульстерінің сақталу заңы салдарынан сырттан келіп өзара соқтығысатын
бөлшектердің көп энергиясы реакция өніміне кинетикалық энергия беруге
шығындалады, оның тек аз ғана бөлігі әлгі бөлшектердің инерция орталығындағы
өзараәсерлесу энергиясына «қосылады», ол мысалы, жаңа бөлшектердің тууына
жұмсалады. Біреуі зертханалық санақ жүйесінде тыныштықта болатын, ал екіншісі
релятивтік [жарық жылдамдығына (с) жуық] жылдамдықпен қозғалатын бірдей
массалы (m
о
) екі бөлшектің соқтығысуы кезіндегі инерция орталығы жүйесіндегі
энергиясы
uо
=
,
мұндағы
о
=m
о
с
2
– бөлшектердің тыныштықтағы энер-
гиясы, ал – зертханалық санақ жүйесіндегі
соқтығысушы бөлшектердің энергиясы. үлкен
болған сайын, бөлшектердің өзараәсерлесу энер-
гиясын оның соншалықты аз үлесін анықтайды.
Егер шамалары бойынша тең және қарама-қарсы
бағыттағы импульсті бөлшектер соқтығысатын болса, яғни олардың қосынды
импульсі 0 (нөлге) тең болса, онда зертханалық санақ жүйесі бөлшектердің инер-
ция орталығымен үйлесетін болады және соқтығысудың эффектілік энергиясы
соқтығысушы бөлшектердің энергияларының қосындысына тең; бірдей массалы
бөлшектер үшін (
1
энергиялы)
uо
= 2
1
.
Жеңіл бөлшектердің – электрондар мен позитрондар үшін
о
= 0,5 МэВ болатын
қарама-қарсы бағытта келіп соқтығысушы бөлшектердің өзараәсерлесу үрдістерін
(процестерін) зерттеудің маңызы бар. Мысалы, қарама-қарсы бағытта кездесіп
2-сызба. а – синхрофазотрон
(СФ) және қиылысатын екі
жинақтауыш
сақинаның
(ЖС) орналасу сұлбасы, мұнда
протон-протонды соқтығысулар
жүзеге
асырылады.
[ЦЕРН
(французша СЕRN – Соnseil
Еuropeen pour lа Reсherche Nu-
cleaire – Ядролық зерттеулердің
Еуропалық орталығы), еуропалық
12 елдің 1954 жылы құрылған
орталығы. Қарапайым бөлшектер
физикасы бойынша теориялық
және
ғылыми-тәжірибелік
жұмыстар жүргізуге арналған
ғылыми-зерттеу мекемесі]; 1 – 8
сақиналардың қиылысу орындары;
жебелер протондардың қозғалу
бағыттарын меңзейді; А
1
, А
2
арналар жинақтау сақинасына
(ЖС)
протондар
ендіруге
арналған;
ЖС-да
протондар
алдын ала қосымша үдетіледі; б –
протондар шоғының АА` қималары
аралығында қиылысу бөліктері (1
– протондар шоғын фокустаушы
магниттің бөліктері
қ
58
∑
ҚАБАТ – ҚЫСЫМ
582
583
соқтығысушы 1 ГэВ энергиялы электрондар шоғы үшін
uо
= 2 ГэВ; бір ғана
қозғалмайтын электрон кезінде дәл осындай эффектілі энергиялы соқтығысуда
соқтығысушы электронның энергиясы =
uо
/2
о
≈ 4000 ГэВ
болуы қажет.
Қарама-қарсы бағытта келіп соқтығысушы протондар үшін (
о
≈ 1 ГэВ), мысалы
= 70 ГэВ энергиялы (Ресейдегі Серпухов қаласындағы протондар үдеткішінің
энергиясы 76 Гэв),
uо
=140 ГэВ, тыныштықта тұрған протонның соқтығысуының
эффектілік энергиясы 140 ГэВ-ке тең болу үшін соқтығысушы протонның
зертханалық жүйедегі энергиясы =10 000 ГэВ-ке тең болуы қажет. Сол себепті
әдеттегі қозғалмайтын нысаналы үдеткіштер асажоғары энергиялы қарама-қарсы
бағытты шоқтар жүйесімен бәсекелесе алмайды.
Қарама-қарсы бағытты шоқтар жүйесінің бір кемшілігі – шоқтар қарқындылығы
(шоқтағы бөлшектер саны) қозғалмайтын нысаналы жүйедегі шоқтардікінен
екінші реттік бөлшектердің энергиясында ұтылыс болады, себебі екінші реттік
бөлшектердің энергиясы соқтығысушы алғашқы реттік бөлшектердің энергия-
сынан артпайды. Сондықтан қарама-қарсы шоқтар жүйесі дәстүрлі үдеткіштерді
алмастыра алмайды, тек оларды толықтыра түспек.
Магниттік өрісте орнатылған әдеттегі үдеткіште үдетілген зарядты бөлшектер
жинақтауыш сақинаға – сақиналы вакуумды камераға жіберіледі. Магниттік өрісті
әдетте тіктөртбұрышты аралықтармен (магниттік өрісі жоқ) бөлінген секторлы
магниттер тудырады. Соқтығысушы бөлшектердің зарядтарының таңбаларының
әртүрлі [мысалы, е
-
е
+
, р
(мұндағы – антипротон) немесе бірдей (мысалы,
е
–
е
–
, рр) болуына тәуелді түрде қарама-қарсы бағытты шоқтар жүйесінде бір не-
месе екі жинақтауыш сақина болады, шоқтар алдын ала (жинақтауыш сақинадағы
инжекцияға дейін) синхротондарда немесе синхрофазотрондарда, сондай-ақ
сызықтық үдеткіштерде жүзеге асырылады. Инжекциядан кейін бөлшектердің
қосымша үдетілуі мүмкін.Электрон-позитронды және протон-протонды
жинақтауыш қондырғылардың типтік сұлбалары 1- және 2
-сызбаларда көрсетілген.
Қарама-қарсы бағытты шоқтардың соқтығысу қондырғылары 1956 жылдан
бастап қолданылған. Американ физигі Дональд
Керст (1911 – 1993) бөлшектерді
үдету үшін қарама-қарсы бағытты шоқтардың соқтығысу идеясын ұсынған.
ҚАРА ДЕНЕ – кейде
абсолют қара дене осылай да аталады.
ҚАРА СӘУЛЕ – абсолют қара дененің жылулық сәулесі. Тепе-теңдік сәуле
болып табылады. Сәуле шығарушы заттардың табиғатына тәуелді емес және оның
температурасымен анықталады. Қара сәуле
Планктің сәуле шығару заңына, Сте-
фан – Больцманның сәуле шығару заңына және басқа жылулық сәуле шығару
заңдарына бағынышты.
