Тематики
Пионы (или π-мезоны) — это нестабильные элементарные частицы, играющие фундаментальную роль в физике. Они являются «переносчиками» ядерных сил, которые связывают протоны и нейтроны в атомном ядре . Простыми словами, это клей, не дающий ядру разлететься.
🧱 Фундаментальные свойства пионов
Мир пионов можно представить в виде таблицы их основных свойств:
Свойство
π⁺ (пи-плюс)
π⁻ (пи-минус)
π⁰ (пи-ноль)
Электрический заряд
Положительный (+1)
Отрицательный (-1)
Нейтральный (0)
Масса (МэВ/c²)
~139.6
~139.6
~135.0
Кварковый состав
u-кварк и анти-d-кварк
d-кварк и анти-u-кварк
Комбинация uū и dd̄ кварков
Основной канал распада
Мюон + &nu-μ
Мюон + анти-&nu-μ
Два гамма-фотона (γ + γ)
Среднее время жизни
26 нс
26 нс
85 аттосекунд (8.5×10⁻¹⁷ с)
🧲 Пионы — переносчики сильного взаимодействия
В 1935 году японский физик Хидэки Юкава предположил, что существует частица-переносчик ядерных сил — квант мощного ядерного поля . Экспериментальное открытие пионов в 1947 году подтвердило его теорию .
Эту роль можно объяснить простой аналогией на коньках: два фигуриста, перебрасываясь тяжёлым мячом, передают импульс друг другу. В мире элементарных частиц эту роль играет пион — протоны и нейтроны в ядре непрерывно обмениваются, испуская и поглощая виртуальные пионы, что создаёт мощную силу притяжения .
🌌 Рождение и роль пионов во Вселенной
Пионы почти не появляются при радиоактивном распаде, но активно рождаются в столкновениях частиц сверхвысоких энергий, например, при попадании космических лучей в атмосферу Земли . Они играют ключевую роль в формировании космических ливней, а также активно изучаются в лабораториях на ускорителях частиц (например, ВЭПП-2000 в Новосибирске) для проверки законов Вселенной .
🤝 Связь с атомной отраслью
Понимание свойств пионов имеет отношение к созданию и безопасной эксплуатации АЭС.
Понимание ядерных реакций: Точные знания о природе ядерных сил и поведении протонов и нейтронов крайне важны для прогнозирования деления ядер урана в реакторе.
Физика защиты: При столкновении космических лучей с воздухом неизбежно рождаются пионы . При распаде нейтральные пионы порождают гамма-излучение, а заряженные дают начало мюонам, которые способны проникать сквозь вещество . Для эффективной защиты персонала АЭС от этого проникающего излучения необходимо понимать физику этих процессов.
«Электро-Л» (ГГКК, сокр. от Геостационарный Гидрометеорологический Космический Комплекс) — серия российских спутников гидрометеорологического обеспечения второго поколения. Будет обеспечивать многоспектральную съёмку всей наблюдаемой поверхности Земли, в видимом и инфракрасном диапазоне.
Серия разрабатывается с 2001 года в НПО имени С. А. Лавочкина по заданию Роскосмоса и Росгидромета как российский вклад во всемирную сеть метеорологического наблюдения. Международное название спутника: Elektro-L / GOMS (сокр. Geostationary Operational Meteorological Satellite).
Первый из спутников, «Электро-Л» № 1 (GOMS-2), заменил в орбитальной позиции 76° в. д. КА «Электро» (GOMS-1), прекративший работу в 1998 году.
С 2016 года в этой точке находится аналогичный спутник «Электро-Л» № 2 (GOMS-3), запущенный 11 декабря 2015 года.
КА «Электро-Л» № 3 (GOMS-4) успешно выведен на целевую орбиту 24 декабря 2019 года[5] в позицию 168 в. д. В июне 2020 года КА № 2 перемещён в орбитальную позицию 14 з. д.. Лётные испытания КА № 3 завершены в ноябре 2020 года в орбитальной позиции 76. в. д.