22667

Загальні принципи систематики субядерних частинок і їх взаємодії

Доклад

Физика

В природі існує чотири фундаментальні взаємодії: сильна електромагнітна слабка та гравітаційна найслабша. Кожна взаємодія має свій квант який є переносчиком взаємодії. На даний момент відкритим лишається питання про квант передачі гравітаційної взаємодії так звану гіпотетичну частинку гравітон.

Украинкский

2013-08-04

28 KB

1 чел.

№55 Загальні принципи систематики субядерних частинок і їх взаємодії.

В природі існує чотири фундаментальні взаємодії: сильна, електромагнітна, слабка та гравітаційна (найслабша). Кожна взаємодія має свій квант, який є переносчиком взаємодії. На даний момент відкритим лишається питання про квант передачі гравітаційної взаємодії, так звану гіпотетичну частинку гравітон. Маса кванта визначає відстані, на яких відчувається відповідна взаємодія. Відносно сили, так це відношення типових перерізів (ймовірностей протікання реакцій) в реакціях, в яких бере участь та чи інша взаємодія. Вивчення цих взаємодій – це фундаментальна задача фізики елементарих частинок.

 Сильна(ядерна) вз. Кванти поля – векторні бозони, які називаються глюони (утримують кварки за так званою асимптотичною взаємодією (при намаганні кварка віддалитися від місця його дислокації, утримуючі сили дуже швидко зростають)). Відносна інтенсивність = 1. Діє на відстанях ~   10-15 м. Саме вона забезпечує стабільність ядер.

Електромагнітна взаємодія. За визначенням, в ел.маг. вз-ї фотон бере участь або як реальна, або як віртуальна частинка (електрон „відчуває” електромагнітне поле протона, яке впливає на рух електрона, але в КТП поле квантується, а тому відбувається обмін віртуальними фотонами). Відносна інтенсивність ~ 10-4, другі за інтенсивністю. Діють на довільних відстанях і виявляють властивість як притягання, так і відштовхування. Забезпечують нестабільність ядер з великою кількістю протонів через кулонівське відштовхування.

Слабка вз. Визначається обміном проміжних заряджених та нейтрального бозонів (W, Z0 з масами порядку 80 та 90 ГеВ відповідно). Відносна інтенсивність ~ 10-24 (10-12), що залежить від типу процесу. Радіус дії ~ 10-13 м. Визначають певні процеси взаємоперетворення та розпаду (напр., -розпад ядер).

 Гравітаційна взаємодія. Всі частинки, навіть фотони, відчувають гравітацію. Припускають, що гравітаційне поле також має квантовий характер і його квант – гравітон. Маса кванта повинна бути нульовою, оскільки радіус дії гравітаційних сил нескінченний і вони поширюються зі швидкістю світла. Зважаючи на те, що гр. сила набагато слабше інших сил(10-40 частина сили слабкої вз.), то при вивченні елементарних частинок нею нехтують.

До основних характеристик частинок можна віднести: маса m; спін J; електричний заряд Q; баріонний заряд В; перший та другий лептонний заряди L та L’; дивність S; парність Р; ізотопічний спін Т; період піврозпаду t; статистика.

Таким чином, частинки можна поділити на наступні класи:

1. Фотон. (- квант). Рівні нулю В, L, L’, S, а також маса спокою m. Не приймає участі в сильній взаємодії, спін = 1, бозон.

2. Лептони (елементарні част.). Частинки, які не беруть участь у сильній взаємодії. Це електрон, мюон та -лептон (e, , 3 лептонних класи3 лептонних квантових числа) та відповідні їм нейтрино(), а також відповідні їм античастинки. Спін лептонів рівний ½, тобто вони ферміони. Баріонний заряд В = 0.

3. Адрони (складаються з елем. част. – кварків). Частинки, які  беруть участь у сильній взаємодії. Вони поділяються на два підкласи: мезони – нестабільні частинки(і іх античастинки): піони(), мезони(,,...), каони(К), очаровані мезони (D), і мають спін J=0 – бозони; баріони  нуклони(p,n), гіперони(,,,) мають напівцілий спін(J), за виключенням протона всі баріони нестабільні. Баріонам приписують своєрідне квантове число: баріонний заряд(В). Адрони з нульовою дивністю (S=0)  звичайні, з S0 – дивні, з ненульовою очарованістю (зачарованістю) С0 – зачаровані або чармовані.

За кварковою моделлю, адрони складаються з кварків(заряд 1/3 або 2/3, може бути додатній або від‘ємний). Взагалі існує 6 кварків, але з врахуванням тих складнощів, які поступово виникали (принцип Паулі) ці кварки відрізняються за квантовими числами(дивність, зачарованість, кольори і т. д.), і враховуючи три кольори, їх загальна кількість становить 18. Кольоровий заряд передається переносчиками кольору – глюонами. Загальна назва кварків така:u – верхній, d – нижній, це так звані звичайні; s – дивний, c – зачарований; b – красивий, t – істиннний(попарно мають відношення до трьох поколінь, кожне покоління розділене крапкою з комою). Кожен кварк має антикварк (і антиколір), суміш трьох кольорів дає безбарвну частинку, що використовується при побудові всіх адронів(адрони- мають бути безбарвними). У вільному стані кварки не проявляються (confinement), що також є проявом асимпотичної свободи кварків.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

11656. Исследование характеристик полупроводниковых диодов, стабилитронов, туннельных диодов 105 KB
  Лабораторная работа №3 Исследование характеристик полупроводниковых диодов стабилитронов туннельных диодов Цель работы: ознакомиться с принципами действия и основными параметрами диодов стабилитронов выпрямительных диодов. Приборы и принадлежности: ...
11657. Исследование логических схем 546.5 KB
  PAGE 51 Лабораторная работа №4 Исследование логических схем Цель работы: изучить работу основных логических элементов Приборы и принадлежности: Осциллограф универсальный типа С167 С168 С165 или аналогичный. Лабораторный модуль. В...
11658. ИССЛЕДОВАНИЕ АМПЛИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИИ И ДЕТЕКТИРОВАНИЯ АМПЛИТУДНО-МОДУЛИРОВАННЫХ КОЛЕБАНИЙ 84.5 KB
  Лабораторная работа №5 ИССЛЕДОВАНИЕ АМПЛИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИИ И ДЕТЕКТИРОВАНИЯ АМПЛИТУДНОМОДУЛИРОВАННЫХ КОЛЕБАНИЙ Цель работы: ознакомиться с принципами действия и основными параметрами амплитудной модуляции и детектирования амплитудномодулированных колебани
11659. ИССЛЕДОВАНИЕ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ 219 KB
  Лабораторная работа №6 ИССЛЕДОВАНИЕ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ Цель работы: ознакомиться с основными параметрами транзистора и снять его статические входные и выходные характеристики. Приборы и принадлежности: 1. Встроенный микроамперметр РА1. 2. Встроенный ...
11660. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ 151.5 KB
  Лабораторная работа №7 ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ Цель работы: ознакомиться с устройством и принципом действия полевых транзисторов снять основные характеристики полевого транзистора. Приборы и принадлежности: 1. Встроенные вольтметры PV1 PV2. 2. В
11661. ИССЛЕДОВАНИЕ LC-ГЕНЕРАТОРА 182 KB
  Лабораторная работа №8 ИССЛЕДОВАНИЕ LCГЕНЕРАТОРА Цель работы: изучить работу и провести исследование LCгенератора с трансформаторной связью. Приборы и принадлежности: 1. Генератор сигналов низкочастотный типа Г3112 Г333 Л30 или аналогичный. 2. Милливо...
11662. ГАРМОНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ 225 KB
  Лабораторная работа № 9 ГАРМОНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ Цель работы теоретический расчет и экспериментальное изучение спектров периодических сигналов. 9.1. Краткая теория Периодическим называется сигнал для которого где посто...
11663. ИССЛЕДОВАНИЕ АКТИВНОГО ЛИНЕЙНОГО ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА 314.5 KB
  Лабораторная работа № 10 ИССЛЕДОВАНИЕ АКТИВНОГО ЛИНЕЙНОГО ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА Цель работы: исследование основных параметров линейного активного четырехполюсника частотной амплитудной переходной импульсной характеристик Y и Zпараметров. Приборы: генерато
11664. Изучение основ работы с базовыми инструментами в системе программирования VB-Net 2008 425.5 KB
  Изучение основ работы с базовыми инструментами в системе программирования VBNet 2008. Цель работы: Изучение основ работы с основными инструментами VBNET: командной строкой полем метки текстовым полем познакомиться с вспомогательными элементами управления: радиокнопкой ф