Paritätsverletzung beim beta-Zerfall - Revision history

Schubotz: /* Helizitätsmessung */

2011-08-29T08:38:52Z

Helizitätsmessung

← Older revision		Revision as of 10:38, 29 August 2011
Line 120:		Line 120:
	dann mit der spinabhängigen Mott-Streuung gemessen wird.		dann mit der spinabhängigen Mott-Streuung gemessen wird.

			Ergebnis:
			:<math>\mathcal H = \frac{\vec p \vec \sigma}{\|\vec p\| \|\vec \sigma \|}= - \beta</math> für Elektronen und
			:<math>\mathcal H = \frac{\vec p \vec \sigma}{\|\vec p\| \|\vec \sigma \|}= + \beta</math> für Positronen und

	[[Datei:15.6.Helizitaetsmessung.png\|miniatur\|hochkant=3\|zentriert]]		[[Datei:15.6.Helizitaetsmessung.png\|miniatur\|hochkant=3\|zentriert]]

	Zusammengefaßt: Beim ß-Zerfall werden die Teilchen <math>(e^-, \nu)</math>		Zusammengefaßt: Beim ß-Zerfall werden die Teilchen
	~~händig~~, die Antiteilchen <math>(e^+, \tilde\gamma)</math> rechtshändig emittiert.		:<math>(e^-, \nu)</math> linkshändig, die Antiteilchen
			:<math>(e^+, \tilde\gamma)</math> rechtshändig emittiert.

	==Einzelnachweise==		==Einzelnachweise==

Schubotz: /* Ergänzende Informationen */

2011-08-29T08:27:43Z

Ergänzende Informationen

← Older revision		Revision as of 10:27, 29 August 2011
Line 130:		Line 130:
	<references />		<references />
	==Ergänzende Informationen==		==Ergänzende Informationen==
			[[File:Goldhaber_experiment_aufbau.jpg\|thumb]]
	===Prüfungsfragen===		===Prüfungsfragen===
	* Besonderheit beim ß Zerfall?		* Besonderheit beim ß Zerfall?

Schubotz: /* Wu-Experiment */

2011-08-28T17:00:00Z

Wu-Experiment

← Older revision		Revision as of 19:00, 28 August 2011
Line 56:		Line 56:
	Experimentell erreichbar bei		Experimentell erreichbar bei
	:<math>B \approx 10 - 100 T</math> durch innere Magnetfelder paramagnetischer Ionen		:<math>B \approx 10 - 100 T</math> durch innere Magnetfelder paramagnetischer Ionen
	:<math>T \approx 10^-2 K</math> durch adiabatische Demagnetisierung		:<math>T \approx 10^{-2} K</math> durch adiabatische Demagnetisierung.

	[[Datei:15.3.experiment.paritaetsverletzug.png\|miniatur\|hochkant=3\|zentriert\|Wu-Experiment]]		[[Datei:15.3.experiment.paritaetsverletzug.png\|miniatur\|hochkant=3\|zentriert\|Wu-Experiment]]

	Probe mit flüssigem He abkühlen, horizontales Magnetfeld <math>B \approx 1</math> T		# Probe mit flüssigem He abkühlen,
	anlegen und Orientierungswärme durch He-Sieden abführen. Danach He		# horizontales Magnetfeld <math>B \approx 1</math> T anlegen und
	abpumpen und B langsam abschalten. Adiabatische Demagnetisierung		# Orientierungswärme durch He-Sieden abführen. Danach
	ergibt Abkühlung auf ca. <math>10^-2</math> K. Kleines vertikales Magnetfeld mit		# He abpumpen und B langsam abschalten.
	<math>B \approx 10^{-2}</math> T reicht zur Ausrichtung der Co-Hülle (wegen anisotropem
	g-Faktor bewirkt das Ausrichtungsfeld nur eine sehr kleine Erwärmung),		'''Adiabatische Demagnetisierung''' ergibt Abkühlung auf ca. <math>10^-2</math> K.
	diese wirkt mit <math>B \approx 10 - 100</math> T auf ihren Kern und richtet		Kleines vertikales Magnetfeld mit <math>B \approx 10^{-2}</math> T reicht zur Ausrichtung der Co-Hülle (wegen anisotropem g-Faktor bewirkt das Ausrichtungsfeld nur eine sehr kleine Erwärmung),diese wirkt mit <math>B \approx 10 - 100</math> T auf ihren Kern und richtet ihn aus.
	ihn aus. --> ß zählen und das gleiche mit umgepoltem vertikalem Ausrichtungsfeld wiederholen. Wegen der Erwärmung der Probe hatte man ca. 10 Min. Zeit. Die zeitliche Abhängigkeit der Ausrichtung durch die Erwärmung wurde durch die 0° - 90° Asymmetrie der 1,13 MeV
	bzw. 1,33 MeV ~ in den ~-Zählern gemessen.		--> ß zählen und das gleiche mit umgepoltem vertikalem Ausrichtungsfeld wiederholen.

			Wegen der Erwärmung der Probe hatte man ca. 10 Min. Zeit. Die zeitliche Abhängigkeit der Ausrichtung durch die Erwärmung wurde durch die 0° - 90° Asymmetrie der 1,13 MeV bzw. 1,33 MeV <math>\gamma</math> in den <math>\gamma</math>-Zählern gemessen.

	Ergebnis: Es wurden mehr ß entgegengesetzt zur Richtung des Kernspins		Ergebnis: Es wurden mehr ß entgegengesetzt zur Richtung des Kernspins
Line 77:		Line 79:


	[[Datei:15.4.schema.beta.richtung.png\|miniatur\|hochkant=3\|zentriert]]		[[Datei:15.4.schema.beta.richtung.png\|miniatur\|hochkant=3\|zentriert\|Kernspin vor und nach dem Zerfall]]


			==Helizitätsmessung==
	Weitere Experimente zur Paritätsverletzung:		Weitere Experimente zur Paritätsverletzung:
	Messung der Longitudinalpolarisation (Helizität) der Neutrinos bzw. der Elektronen.		Messung der Longitudinalpolarisation (Helizität) der Neutrinos bzw. der Elektronen.

Schubotz at 16:48, 28 August 2011

2011-08-28T16:48:58Z

← Older revision		Revision as of 18:48, 28 August 2011
Line 32:		Line 32:
	;<math>(p_e \cdot \sigma_e), (p_\nu \cdot \sigma_\nu)</math>: longitudinale Polarisation ({{FB\|Helizität}}) der Elektronen bzw. Neutrinos		;<math>(p_e \cdot \sigma_e), (p_\nu \cdot \sigma_\nu)</math>: longitudinale Polarisation ({{FB\|Helizität}}) der Elektronen bzw. Neutrinos

			==Wu-Experiment==
	Erstes Experiment zur Paritätsverletzung: Winkelverteilung der Elektronen gegenüber ausgerichteten <sup>60</sup>Co-Kernen <ref>Wu et al., Phys.		Erstes Experiment zur Paritätsverletzung: Winkelverteilung der Elektronen gegenüber ausgerichteten <sup>60</sup>Co-Kernen <ref>Wu et al., Phys.
	Rev. 105, 1413 (1957)</ref>(theoretischer Anstoß von Lee und Young aus dem Zwei- bzw. Drei-Pionenzerfall der Kaonen)		Rev. 105, 1413 (1957)</ref>(theoretischer Anstoß von Lee und Young aus dem Zwei- bzw. Drei-Pionenzerfall der Kaonen)



	[[Datei:15.1.beta.zerfall.aequivalenz.png\|miniatur\|hochkant=3\|zentriert\|Intensitätsmessung der emittierten Elektronen mit festem Impuls p<sub>e</sub>		[[Datei:15.1.beta.zerfall.aequivalenz.png\|miniatur\|hochkant=3\|zentriert\|Intensitätsmessung der emittierten Elektronen mit festem Impuls p<sub>e</sub>
	bei 1 und 2 äquivalent Kernspinumkehr und Messung bei 1.]]		bei 1 und 2 äquivalent Kernspinumkehr und Messung bei 1. {{AnMS\|Spin kann mit Magnetfeld umgedreht werden ohne die Appertaur drehen zu müssen}}]]

	Exp. Schwierigkeit: Kernspinausrichtung		Exp. Schwierigkeit: Kernspinausrichtung

	~~Magnetfeld B, Festkörper mit Temperatur T~~

	Ausrichtende Wirkung <math>(\mu_I B) \approx \mu_K B, \mu_K = 5\times10^{-27} J/T</math>		Ausrichtende Wirkung <math>(\mu_I B) \approx \mu_K B, \mu_K = 5\times10^{-27} J/T</math>
Line 52:		Line 48:


	[[Datei:15.2.kernspinl.vs.termische.energie.png\|miniatur\|hochkant=3\|zentriert]]		[[Datei:15.2.kernspinl.vs.termische.energie.png\|miniatur\|hochkant=3\|zentriert\|Magnetfeld B, Festkörper mit Temperatur T]]

Schubotz: /* Einzelnachweise */

2011-08-17T12:48:51Z

Einzelnachweise

← Older revision		Revision as of 14:48, 17 August 2011
Line 131:		Line 131:
	==Einzelnachweise==		==Einzelnachweise==
	<references />		<references />
			==Ergänzende Informationen==
			===Prüfungsfragen===
			* Besonderheit beim ß Zerfall?
			Paritätsverletzung -> postuliert von Lee+Yang -> Exp. von Wu erklärt; experimentelle
			Probleme: notwendige Ausrichtung der K.Spins; Magnetfeld + tiefe Temperatur->
			adiabatische Entrnagneti sierung im He-Kryostat
			* Übergangsraten aus [[Fermis Goldener Regel]] ("grobe" Herleitung)
			** Fermi- und GT-Übergänge
			** Womit muß man den Zerfall des freien Neutrons beschreiben? -> Fermi und GT

Schubotz at 16:38, 11 August 2011

2011-08-11T16:38:12Z

Show changes

Schubotz at 12:12, 4 June 2011

2011-06-04T12:12:59Z

← Older revision		Revision as of 14:12, 4 June 2011
Line 20:		Line 20:
	(pol. V , ax. V ) --> - ( , )		(pol. V , ax. V ) --> - ( , )

	Bei Paritätserhaltung (starke WW, elektromagn. WW) müssen die exp.		Bei {{FB\|Paritätserhaltung}} (starke WW, elektromagn. WW) müssen die exp.
	Ergebnisse nach der Paritätsoperation die gleichen sein und somit		Ergebnisse nach der {{FB\|Paritätsoperation}} die gleichen sein und somit
	pseudoskalare Größen identisch verschwinden. Falls pseudoskalare		pseudoskalare Größen identisch verschwinden. Falls pseudoskalare
	Größen <math>\neq</math> 0 --> Parität verletzt.		Größen <math>\neq</math> 0 --> Parität verletzt.

	Pseudoskalare aus den Meßgrößen des ß-Zerfalls:		Pseudoskalare aus den Meßgrößen des ß-Zerfalls:
	~~-+ -+ -+ -+ -+~~
	~~Pe' u e ' Pl/' ui/' I Kern :~~
	~~-t -t~~
	~~(Pe I) Winkel verteilung von Elektronen gegenüber ausgerichteten~~
	~~Kernen~~
	~~longitudinale Polarisation (Helizität) der~~
	~~Elektronen bzw. Neutrinos~~
	~~Erstes Experiment zur Paritätsverletzung: Winkelverteilung der~~
	~~Elektronen gegenüber ausgerichteten 60Co-Kernen <ref>Wu et al., Phys.~~
	~~Rev. 105, 1413 (1957)</ref>~~
	~~(theoretischer Anstoß von Lee und Young aus dem Zwei- bzw. DreiPionenzerfall~~
	~~der Kaonen)~~

			<math>p_e, \sigma_e, p_\nu, \sigma_nu, I_\text{Kern}</math>

			;<math>(p_e \cdot I)</math>: Winkel verteilung von Elektronen gegenüber ausgerichteten Kernen
			;<math>(p_e \cdot \sigma_e), (p_\nu \cdot \sigma_\nu)</math>: longitudinale Polarisation ({{FB\|Helizität}}) der Elektronen bzw. Neutrinos

	~~[[Datei:15.1.beta.zerfall.aequivalenz.png\|miniatur\|hochkant=3\|zentriert]]~~

	~~prinzip~~:		Erstes Experiment zur Paritätsverletzung: Winkelverteilung der Elektronen gegenüber ausgerichteten <sup>60</sup>Co-Kernen <ref>Wu et al., Phys.
	/		Rev. 105, 1413 (1957)</ref>(theoretischer Anstoß von Lee und Young aus dem Zwei- bzw. Drei-Pionenzerfall der Kaonen)
	/
	/
	/
	I		[[Datei:15.1.beta.zerfall.aequivalenz.png\|miniatur\|hochkant=3\|zentriert\|Intensitätsmessung der emittierten Elektronen mit festem Impuls p<sub>e</sub>
	- 55 -		bei 1 und 2 äquivalent Kernspinumkehr und Messung bei 1.]]
	~~> äquivalent~~
	I		Exp. Schwierigkeit: Kernspinausrichtung
	I
	t		Magnetfeld B, Festkörper mit Temperatur T
	Intensitätsmessung der emittierten Elektronen mit festem Impuls Pe
	bei ~~Ci)~~ und ~~~ -t~~ äquivalent Kernspinumkehr und Messung bei ~~CI)~~.
	Exp. ~~Schwi<ilrigkeit~~: Kernspinausrichtung
	Magnetfeld g, Festkörper mit Temperatur T
	~~Ausrichtende Wirkung (;r og) ~ ~KB, ~K ~ 5010-27 J/T~~
	~~Dagegen wirkt die thermische Energie kT, k ~ 1,4 010-23 J/T~~
	~~z. B. I ~ l:;~~
	~~t t B~~
	T
	~~-t-t~~
	~~-(~ B)/kT~~

			Ausrichtende Wirkung <math>(\mu_I B) \approx \mu_K B, \mu_K = 5\times10^{-27} J/T</math>
			Dagegen wirkt die thermische Energie kT, <math>k = 1,4 \times 10^{-23} J/T</math>
			z. B. <math>I = \tfrac{1}{2}, \tfrac12</math>


Line 177:		Line 159:
	Zusammengefaßt: Beim ß-Zerfall werden die Teilchen (e-, 1/)		Zusammengefaßt: Beim ß-Zerfall werden die Teilchen (e-, 1/)
	händig, die Antiteilchen (e+, 1) rechtshändig emittiert.		händig, die Antiteilchen (e+, 1) rechtshändig emittiert.

			==Einzelnachweise==
			<references />

Schubotz at 12:57, 3 June 2011

2011-06-03T12:57:48Z

← Older revision		Revision as of 14:57, 3 June 2011
Line 2:		Line 2:


	Paritätstransformation P: r-~~t -~~r		{{FB\|Paritätstransformation}} P: <math>\vec r \to -\vec r</math>
	~~-t J Impuls~~
	~~-t dr -t~~		*polare Vektoren "Richtung":
	lin. p ~ m ~~at -t~~ -p		**lin. Impuls <math>p=m\dot r \to - p</math>
	~~-t 1 dA -t~~		**el Feld <math>E= -c \dot A \to -E</math>
	el. Feld E ~ c ~~at-t~~ -E		*axiale Vektoren "Drehsinn"
	~~polare~~ Vektoren		**Bahndrehimpuls <math>L= r \times p \to +L</math>
	"~~Richtung~~"		**magn. Feld <math> B = rot A \to + B</math>
	Bahndrehimpuls L~~' -t -t -t } ~~~ r x p -t + L		**Spin <math>\sigma \to + \sigma</math>
	~~-t -t -t~~
	magn. Feld B ~ rot A -t + B
	~~-t -t~~		{{FB\|Skalarprodukte}}:
	Spin ~~U -t~~ + U		*Skalar
	~~axiale Vektoren~~		(pol. V , pol. V) --> + ( , )
	~~11 Drehsinn 11~~		(ax. V , ax. V ) --> + ( , )
	Skalarprodukte: (pol. V 0 pol. V) -t + ( ~~0 }~~		*Pseudoskalar
	(ax. V 0 ax. V) -t + 0		(pol. V , ax. V ) --> - ( , )
	~~Skalar~~
	(pol. V 0 ax. V) -t - ( ~~0 Pseudoskalar~~
	Bei Paritätserhaltung (starke WW, elektromagn. WW) müssen die exp.		Bei Paritätserhaltung (starke WW, elektromagn. WW) müssen die exp.
	Ergebnisse nach der Paritätsoperation die gleichen sein und somit		Ergebnisse nach der Paritätsoperation die gleichen sein und somit
	pseudoskalare Größen identisch verschwinden. Falls pseudoskalare		pseudoskalare Größen identisch verschwinden. Falls pseudoskalare
	Größen t 0 ~Parität verletzt.		Größen <math>\neq</math> 0 --> Parität verletzt.

	Pseudoskalare aus den Meßgrößen des ß-Zerfalls:		Pseudoskalare aus den Meßgrößen des ß-Zerfalls:
	-+ -+ -+ -+ -+		-+ -+ -+ -+ -+
Line 34:		Line 34:
	Elektronen bzw. Neutrinos		Elektronen bzw. Neutrinos
	Erstes Experiment zur Paritätsverletzung: Winkelverteilung der		Erstes Experiment zur Paritätsverletzung: Winkelverteilung der
	Elektronen gegenüber ausgerichteten 60Co-Kernen Wu et al., Phys.		Elektronen gegenüber ausgerichteten 60Co-Kernen <ref>Wu et al., Phys.
	Rev. 105, 1413 (1957)		Rev. 105, 1413 (1957)</ref>
	(theoretischer Anstoß von Lee und Young aus dem Zwei- bzw. DreiPionenzerfall		(theoretischer Anstoß von Lee und Young aus dem Zwei- bzw. DreiPionenzerfall
	der Kaonen)		der Kaonen)

Schubotz at 00:11, 2 June 2011

2011-06-02T00:11:19Z

← Older revision		Revision as of 02:11, 2 June 2011
Line 41:		Line 41:


	[[Datei:15.1.beta.zerfall.aequivalenz.png]]		[[Datei:15.1.beta.zerfall.aequivalenz.png\|miniatur\|hochkant=3\|zentriert]]

	prinzip:		prinzip:
Line 68:		Line 68:


	[[Datei:15.2.kernspinl.vs.termische.energie.png]]		[[Datei:15.2.kernspinl.vs.termische.energie.png\|miniatur\|hochkant=3\|zentriert]]

	Boltzmann Nj/N T ~ e I		Boltzmann Nj/N T ~ e I
Line 101:		Line 101:


	[[Datei:15.3.experiment.paritaetsverletzug.png]]		[[Datei:15.3.experiment.paritaetsverletzug.png\|miniatur\|hochkant=3\|zentriert]]

	Probe mit flüssigem He abkühlen, horizontales Magnetfeld B - 1 T		Probe mit flüssigem He abkühlen, horizontales Magnetfeld B - 1 T
Line 122:		Line 122:


	[[Datei:15.4.schema.beta.richtung.png]]		[[Datei:15.4.schema.beta.richtung.png\|miniatur\|hochkant=3\|zentriert]]


Line 131:		Line 131:


	[[Datei:15.5.elektroneneinfang.png]]		[[Datei:15.5.elektroneneinfang.png\|miniatur\|hochkant=3\|zentriert]]

	Es interessiert der K-Einfang des angeregten O--Niveaus von 152Eu		Es interessiert der K-Einfang des angeregten O--Niveaus von 152Eu
Line 161:		Line 161:


	[[Datei:15.6.Helizitaetsmessung.png]]		[[Datei:15.6.Helizitaetsmessung.png\|miniatur\|hochkant=3\|zentriert]]

	Prinzip		Prinzip

Schubotz at 08:42, 25 May 2011

2011-05-25T08:42:27Z

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