1. Частицы, имеющие массу покоя

ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ

1. Частицы, имеющие массу покоя

Легкие частицы -

Лептоны - электрон (-), нейтрино 3-х видов, мюон, ζ-лептон – фундаментальные (истинные) частицы (всего 12 видов) –

Мезоны – средние по массе, в основном, резонансы с нулевым спином (см. ниже)
Барионы – тяжелые частицы, к этому классу относятся нуклоны – протон (+) и нейтрон, тяжелее электрона в 1820 раз, относятся к классу адронов (см. ниже)

2. Частицы, не имеющие массы покоя – кванты полей

(физических фундаментальных взаимодействий) – например, фотон

3. Заряд – заряженные (электрон (-), протон(+)) и незаряженные (нейтрон, нейтрино)

4. Время жизни – стабильные (электрон, протон, нейтрино, фотон)

Нейтрон стабилен в атомном ядре с протоном, свободные нейтроны живут 15 мин и подвергаются распаду

Нестабильные (более 300 адронов) – время жизни 10^-10 сек, 10^-23 сек (резонансы)

5. Вещество и антивещество – аннигиляция при встрече частиц и античастиц

Пары частица-античастица: электрон(-) и позитрон(+), протон и антипротон

6. Истинные (фундаментальные) элементарные частицы - Лептоны ( не состоят из других частиц )

составные – адроны

АДРОНЫ - составные частицы, состоят из кварков (всего 18 видов)

Кварки – мельчайшие истинные элементарные частицы, существуют только в адронах, отдельные кварки выделить не удается.

7. Спин - бозоны (частицы с целочисленным спином = 1, 2…) – переносчики взаимодействия

фермионы (частицы с половинным спином = ½, 3/2..) – составляющие вещество

8. Скорость движения – фотон, гравитон, нейтрино со скоростью света - 300000 км/сек

Другие фермионы, атомы, молекулы – со скоростью 3х10⁴ см/сек

На ускорителях скорость протонов и электронов приближается к световой

ХАРАКТЕРИСТИКА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ

Тип взаимо- действия	Бозон- переносчик	Источник/ объекты	Константа взаимодействия	Радиус действия (м)
Гравитационное	Гравитон	Масса/ Все объекты	10-^38	Бесконечность
Электромагнитное	Фотон	Объекты, имеющие заряд	10-^2	Бесконечность
Сильное	Глюон	Адроны	^1	10^-15
Слабое	Промежуточный векторный бозон	Некоторые элементарные частицы	^10-14	10^-18

ТЕОРИИ ОБЪЕДИНЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ

Все фундаментальные взаимодействия есть проявление единого фундаментального взаимодействия, объясняемого единой физической теорией.

Теория основана на том, что различие между типами взаимодействий проявляется только при малых энергиях; при больших энергиях они объединяются в единое вз-е

Электромагнитное и слабое взаимодействие объединяются при энергиях 102 ГэВ

«Великое объединение» - электромагнитное, слабое и сильное объединяются при энергиях 114 ГэВ

«Сверхвеликое объединение» - все четыре типа – при энергиях 10¹⁹ ГэВ и при температуре 10³² К. Такие условия соответствуют ранней стадии образования Вселенной)

• Соотношение неопределенности В.Гейзенберга (1925 г) –

Окончательное формирование квантовой механики как последовательной теории связано с работой В.Гейзенберга 1927 года, в которой был сформулирован принцип, утверждающий, что любая микрочастица (а также их система) не может находиться в состояниях, в которых координаты ее центра инерции и импульс принимают определенные значения одновременно.

• «Запреты Вселенной» - наша Вселенная- Вселенная «запретов»:

невозможность превысить скорость света

невозможность достичь абсолютного ноля температур и др.

ЭНЕРГИЯ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ

• Элементарная частица – сконцентрированный и локализованный сгусток энергии

• Количество энергии у покоящейся частицы пропорционально ее массе

• Формула Эйнштейна:

E = mc2

где

Е – энергия частицы,

m – ее масса,

С – скорость света, превращает единицы массы в единицы энергии

Единица измерения энергии (и массы) в микромире – электронвольт (эВ)

1 эВ = 1,6х10-19 Дж

Масса электрона – 0,5 МэВ

Масса протона = масса нейтрона прибл. 1 ГэВ

Дата добавления: 2015-11-04