素・核･宇宙実験学�Tレポート

1. 4月11，18日

(ア) 陽子の重さは何kgか？

(イ) 標的から10cmのところに表面積25cm²のNaIシンチレーター検出器を設置した。標的を臨む立体角はいくらか？また標的から粒子が等方的に散乱されているとすると、全体の何％の粒子が検出器で観測されるか？

(ウ) 陽子・陽子衝突の全断面積は高エネルギーでは~40mbである。このエネルギーでの陽子の半径はいくらか？

(エ) ニュートリノ・陽子衝突の全断面積は1GeVエネルギー領域で~10^-36cm²である。上の陽子の大きさを使うとニュートリノの大きさはどの程度になるか？ただし、ニュートリノは素粒子で大きさをもたず、この小さな衝突断面積はニュートリノ・陽子間の相互作用が小さいことに起因している。

(オ) 1GeVのニュートリノと陽子衝突の全断面積10^-36cm²もとに水中でのニュートリノの相互作用長を求めよ。

(カ) ラザフォード散乱において、入射粒子の電荷をz₁e、エネルギーをE、標的粒子の電荷をZ₂eして散乱角度qに散乱される断面積は

である。ラザフォード散乱の断面積を古典論をもとに計算せよ。

電子の古典半径r₀（ºe²/4pe₀m_ec²）を定義して

と表せる。z₁=Z₂=1、r₀=2.8181´10^-13cm、電子の質量をm_ec²=0.511MeV、の場合1MeVの陽子に対しての微分散乱断面積の大きさは、q=10°、90°、180°で幾らになるか？

(キ) 講義に関する要請・コメント等あれば書いて下さい。

提出締め切り：5月2日(金)授業の時まで！