БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (РЕ)

В квантовой теории Р. и. (как и в классической теории резонанса ) учитывают эффекты затухания — затухание возбуждённых электронных состояний, которые не являются строго стационарными во времени. Энергия электрона в возбуждённом состоянии не имеет строго определённого значения, и спектральные линии характеризуются некоторой шириной спектральных линий Г. Величина Г связана с полной вероятностью перехода электрона на низшие уровни и с t. Чем больше Г, тем меньше t и, следовательно, меньше длительность Р. и.

Лит.: Вуд Р. В., Физическая оптика, пер. с англ., М. — Л. , 1936; Гайтлер В., Квантовая теория излучения, [пер. с англ.], М., 1956; Ахиезер А. И., Берестецкий В. Б., Квантовая электродинамика, 3 изд., М., 1969.

В. З. Кресин.

Резона'нсные пиломатериа'лы, вырабатываются из лиственных и хвойных древесных пород, древесина которых обладает способностью усиливать звук музыкальный, не искажая его тон. Способность к резонансу Р. п. характеризуется акустической константой С = , где Е — модуль упругости, а r — плотность материала. Лучшими резонансными свойствами обладают ель и кавказская пихта , несколько уступают им кедровая сосна , явор , граб. Р. п. идут главным образом на изготовление дек клавишных, щипковых и смычковых музыкальных инструментов.

Резона'нсы,резонансные частицы, короткоживущие возбуждённые состояния сильно взаимодействующих элементарных частиц (адронов). В отличие от др. нестабильных частиц, Р. распадаются в основном за счёт сильных взаимодействий. Поэтому их времена жизни лежат в интервале 10 -22 — 10 -24 сек , что по порядку величины совпадает с характерным ядерным временем t яд= R яд/ с » 10 -23 сек , где с — скорость света в вакууме, R яд— характерный радиус сильных (ядерных) взаимодействий, примерно равный комптоновской длине волны p-мезона, R яд ~ » 1,4×10 -13 см ( — постоянная Планка, m p — масса p-мезона).

В зависимости полных эффективных поперечных сечений рассеяния s от энергии Е Р. часто проявляются в виде колоколообразного (т. н. брейт-вигнеровского) максимума:

(1)

(форма которого совпадает, например, с зависимостью квадрата амплитуды колебаний от частоты w в механической системе при изменении w в окрестности резонансной частоты). Энергия Е, соответствующая максимуму сечения s = s 0 , сопоставляется с массой Р. М (по формуле относительности теорииМ = E 0/ c 2 . В физике элементарных частиц массу принято выражать в энергетических единицах, т. е. считать с = 1; тогда М = E 0) . Величина Г является полной шириной максимума в энергетической шкале.

Первый Р. был открыт в начале 50-х гг. Э. Ферми с сотрудниками при изучении процесса взаимодействия p +мезонов с протонами на протонном циклотроне в Чикаго (США). Этот Р. —D 3, 3в современных обозначениях (первая цифра индекса у символа Р. означает удвоенный изотопический спинI частицы, вторая — её удвоенный спин J ) — можно представлять себе как возбуждённое состояние нуклона (N), в которое последний переходит, поглотив p-мезон (пион). Собственная масса Р. D 3, 3, равная полной энергии системы N + p в системе центра инерции (с. ц. и. ) этих частиц, М = (1233 ± 3) Мэв , а время жизни t = 5,7×10 -24 сек. Величина, обратная t, определяет вероятность распада частицы. Вместо времени жизни в физике Р. чаще используют полную энергетическую ширину G, которая связана с t соотношением t , (вытекающим из неопределённостей соотношения для энергии и времени). Р. D 3, 3имеет полную ширину Г = (116 ± 6) Мэв , спин J = 3/ 2и изотопический спин I = 3/ 2.

В квантовомеханической амплитуде T 3, 3( E ) pN-pacceяния в состоянии с I = J = 3/ 2этот Р. проявляется в виде т. н. брейт-вигнеровского вклада

, (2)

квадрат модуля которого пропорционален выражению (1). Здесь Е — полная энергия системы pN в с. ц. и. Распадается D 3, 3только на p-мезон и нуклон. Т. о., реакции образования и распада D 3, 3взаимно-обратны: p + N Û D 3, 3. Р., обладающие этим свойством, называются упругими. Р., которые могут распадаться двумя и более способами (каналами), называются неупругими. Большое количество Р. было открыто в 1-й половине 60-х гг. в экспериментах, выполненных на протонных ускорителях.

Р. делятся на 2 группы: а) барионные резонансы, обладающие барионным зарядом ( В = 1) и распадающиеся на мезоны и один стабильный барион ; б) мезонные (или бозонные) резонансы, распадающиеся на мезоны ( В = 0). Р. с ненулевой странностью называемые странными Р.

Основные методы обнаружения Р. таковы. а) Максимум в полном эффективном сечении рассеяния. В полном эффективном сечении наблюдается колоколообразный максимум s( E ) ~ êТ БВ( Е )ï 2, положение и полная ширина которого в шкале Е равны М и Г соответственно. Этот метод, однако, не позволяет провести полного определения квантовых чисел Р., в частности спина.

б) Фазовый анализ. Здесь исходными измеряемыми величинами являются дифференциальные сечения упругого рассеяния, т. е. сечения, измеряемые как функции угла рассеяния J и полной энергии Е. Квантовомеханическая амплитуда рассеяния T (J, Е ) затем разлагается в ряд по сферическим функциям , а в простейшем бесспиновом случае — по полиномам Лежандра P l (cos J):

T (J, E ) = (3)

Коэффициенты T l ( E ) этого разложения — парциальные волны рассеяния с орбитальным (угловым) моментом, равным целому положительному числу l — определяются из экспериментальных данных как комплексные функции действительного переменного Е. Р. со спином J = l проявляется в виде брейт-вигнеровского вклада (2) в T l ( E ). Этот метод позволяет определять все характеристики Р. (массу, ширину, спин, чётность и т. д. ).

Методы а) и б) используются в основном для обнаружения барионных Р.

в) Метод максимумов в массовых распределениях используется при обработке данных по неупругим реакциям вида а + b ® c 1+ c 2+ ... + c n , когда в результате соударения двух частиц а и b возникает n частиц ( n ³ 3). Здесь строят распределения числа событий с двумя (или несколькими) выделенными в конечном состоянии частицами, например c 1, c 2, в зависимости от суммарной энергии этих частиц в их с. ц. и.; в этой системе суммарная энергия E 12 = E 1 + E 2определяет т. н. «эффективную массу» M 12пары частиц c 1+ c 2 . Распределение по M 12называется массовым распределением. Максимум в массовом распределении около среднего значения M 12= М* интерпретируется как Р. с массой М* , который может распадаться на частицы c 1и c 2. Данный метод можно успешно применять и в тех случаях, когда Р. распадается на сравнительно большое число частиц.