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

2 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

7595. Класична логіка висловлювань 56.5 KB
  Класична логіка висловлювань. Характерні ознаки класичної логіки висловлювань (=пропозиційної логіки) такі: 1) В межах пропозиційної логіки розглядаються лише такі міркування, засновки і висновки яких складаються із дескриптивних висловлювань....
7596. Моделі даних. Загальні поняття 105.5 KB
  Моделі даних Загальні поняття. Термін база данихговорить про те, що йдеться про дані, тобто про інформацію, яка характеризує певний об’єкт, та, що ці дані є базовими, основними. З погляду користувача, який екс...
7597. Проектування БД. Загальні поняття 90 KB
  Проектування БД Структура БД. Одним із найважливіших понять в теорії БД є архітектура і структура БД, які служать основою для розуміння можливостей сучасних СУБД. Розрізняють три рівні архітектури БД: внутрішній рівень найбі...
7598. Мова SQL. Загальна характеристика 116 KB
  Мова SQL Загальна характеристика. Як уже було сказано вище, обробка об’єктів БД виконуються мовою SQL, яка має певний набір команд. Команди SQL завжди починаються з дії (verb) - слова або групи слів, що описують задану операцію. Крім того,...
7599. Обмеження. Postgre SQL. 60 KB
  Обмеження Postgre SQL має декілька варіантів обмеження даних (constraint), які впливають на операції вставки і оновлення. Розглянемо один із них, який полягає в установці обмеженьдля таблиць і полів.Обмеженням є особливий атри...
7600. Послідовності SQL 78 KB
  Послідовності PostgreSQL є обєктно-реляційною СУБД, що дозволило включити в неї ряд нестандартних розширень SQL. Частинацих розширень пов’язана з автоматизацією часто вживаних операцій з базами даних, це, зокрема, послі...
7601. Редагування таблиці БД 104.5 KB
  Редагування таблиці Під час редагування таблиці доводиться виконувати такі роботи: зміна даних, тобто редагування вмісту полів маніпуляція записами, їх вилучення і вставка перейменування та знищення таблиці зміна структури...
7602. Запити. Створення запиту 173.5 KB
  Запити Створення запиту Запит являє собою команду, написану мовою SQL, яка вибирає дані з таблиць. Якщо запит виготовляється візуальним способом, то інтерпретатор складає його скрипт у вигляді тексту...
7603. Поєднані набори даних 91 KB
  Поєднані набори даних Поєднаний набір даних являє собою вибірку з декількох джерел. Для його одержання служить та ж таки команда SELECT, більш розширений її варіант виглядає та...