КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Их главные свойства,
Элементарные частицы. взаимодействие и классификация В качестве первого приближения под элементарной частицей можно понимать такую микрочастицу, внутреннюю структуру которой нельзя представить в виде объединения других свободных частиц. Современная физика установила сложную структуру многих «элементарных частиц», введя понятие «фундаментальные частицы». Во всех взаимодействиях элементарные частицы ведут себя как единое целое. Существует несколько групп элементарных частиц, различающихся по своим свойствам и характеру взаимодействия. Элементарные частицы кроме обычных свойств — масса покоя, электрический заряд, спин - характеризуются рядом специфических величин (квантовых чисел ): барионный заряд, лептонный заряд, гиперзаряд, странность, изотопический спин и др Между элементарными частицами могут осуществляться четыре типа взаимодействий: сильное, электромагнитное, слабое, гравитационное. Каждое из взаимодействий характеризуется так называемой константой взаимодействия, которая определяет его сравнительную интенсивность, временем протекания и радиусом действия.
Сильное взаимодействие обеспечивает связь нуклонов в ядре. Константа взаимодействия равна , радиус его действия , время протекания . Электромагнитное взаимодействие: постоянная взаимодействия порядка 10-2, радиус взаимодействия не ограничен, . Оно реализуется между заряженными частицами. Слабым взаимодействием объясняются все виды -распада, многие распады элементарных частиц, а также взаимодействие нейтрино с веществом. Константа взаимодействия имеет порядка 10-10, . Это взаимодействие, как и сильное, является короткодействующим: радиус взаимодействия .
Гравитационное взаимодействие, хотя и является универсальным, в микромире может не учитываться, т.к. его константа равна (,- не ограничено). Все фундаментальные взаимодействия по современным представлениям имеют обменный характер, т.е. реализуются обменом частицами — переносчиками взаимодействий. Для сильного взаимодействия — это восемь электрически нейтральных безмассовых глюонов . Переносчиком электромагнитного взаимодействия является нейтральный безмассовый фотон . Переносчики слабого взаимодействия - промежуточные бозоны W+, W-, Z° —- это частицы с большой массой (~ 1,7•105 те). Переносчик гравитационного взаимодействия - нейтральный и безмассовый гравитон G, -- на сегодня это пока гипотетическая частица. Для более наглядного представления о фундаментальных взаимодействиях их характеристики сведены в таблицу:
По мере развития экспериментальной ядерной техники и технологии, с появлением мощных ускорителей число открытых частиц все возрастало. Возник вопрос, насколько элементарная частица на самом деле элементарна. В понятие элементарности включали первоначально два аспекта: неизменность и неделимость. Как выяснилось, неизменных частиц не существует. Но идея неделимости, то есть неразложимости на составные части, до сих пор остается. Все многообразие частиц, открытых к настоящему времени, охватывается классификацией, представленной в таблице 3.1.
Микромир __________________________________________________ Элементарные частицы можно разделить на два класса: фермионы (в честь Энрико Ферми) и бозоны (в честь Шатьендраната Бозе). Фермионы составляют вещество, бозоны переносят взаимодействие. Фермионы в свою очередь делятся на лептоны (грен, leptos — «легкий») и адроны (грен, adros — «сильный»). В состав адронов входят кварки. Название «кварк» дал частицам американский физик Марри Гел-Ман, заимствовав его из романа Дж. Джойса «Поминки по Финнегану», где это слово означало нечто неопределенное.
В квантовой теории установлено, что любому полю соответствуют частицы, осуществляющие взаимодействия. Эти взаимодействия переносятся четырьмя типами бозонов. Фотон представляет собой квант излучения и переносит электромагнитные взаимодействия. Силу тяготения между телами, имеющими массу, переносит гравитон. Глюоны переносят сильные ядерные взаимодействия. Векторные бозоны осуществляют перенос слабых взаимодействии. Напомним, что сильные или ядерные взаимодействия реализуются внутри ядра атома. Слабые взаимодействия во 1014 раз слабее ядерных и не способны удерживать частицы. Они вызывают распады элементарных частиц, например, нейтронов. Считается, что к этим четырем типам взаимодействия сводятся все силы в природе. Современная наука ищет пути теоретического объединения четырех фундаментальных типов взаимодействий. Максвеллу удалось объединить электрическое и магнитное взаимодействие в один тип — электромагнитное. В настоящее время существуют теории, объединяющие электромагнитное и слабое взаимодействия, теория Великого объединения (общая теория объединения электромагнитного, сильного и слабого взаимодействия) и Теория Всего Сущего, объединяющая все типы взаимодействия. Считается теоретически доказанным, что фундаментальные взаимодействия объединяются при очень высоких энергиях или температурах, экспериментальное получение которых в настоящее время не возможно.
Фундаментальные частицы Число частиц, именуемых элементарными, достигло в настоящее время почти 400. «Самые элементарные», из которых можно было бы составить все остальные. Гипотеза кварков Гелл-Манна (р. 1929) и Цвейга (р. 1937), выдвинутая ими в 1964 г.: По современным представлениям существует 6 типов кварков по аромату, в каждом из которых различается три цвета (красный, зеленый, синий). Смесь этих цветов дает нулевой белый цвет. У каждого кварка есть антикварк. Все мезоны состоят из пары кварк-антикварк, все барионы состоят из трех кварков. Идея кварков позволила не только систематизировать элементарные частицы, но и предсказать новые, что затем подтвердилось экспериментально. Заряд кварков равен — е и — е.
Невозможность наблюдать кварки в свободном состоянии по современным представлениям объясняется поведением сил, действующих между ними. При малых расстояниях (порядка размеров ядра) эти силы очень малы и практически не влияют на свободу движения кварков внутри адронов. С увеличением расстояния эти силы, обусловленные обменом глюонами, очень быстро растут, не давая кваркам возможности вылететь из адрона. Применительно к кваркам появился специальный термин — «конфайнмент», что в переводе с английского означает «тюремное заключение».
По современным представлениям
фундаментальные частицы:
Дата добавления: 2014-01-06; Просмотров: 508; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |