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

3659. Склад числа шість. Поняття зліва, справа 396.31 KB
  Мета уроку. Сформувати вміння складати приклади на додавання та віднімання в межах 6. Вчити розрізняти многокутники за їх основними ознаками, розвивати вміння аналізувати, співставляти, виділяти істотне. Закріпити навики визначення понять «зліва», «справа». Збагатити знання про тваринний світ морських мешканців, виховувати любов до природи, дбайливе ставлення до живого.
3660. Нам треба твого голосу, Тарасе! 122 KB
  Нам треба твого голосу, Тарасе! Мета: Вчити учнів сприймати поезію Кобзаря серцем і душею, виховувати любов до України, її великих людей. Оформлення: У залі – портрет Тараса Шевченка, прикрашений рушниками. Виставка книг та ;вишивок. Хід з...
3661. Алгоритми роботи з одномірними масивами 119 KB
  Алгоритми роботи з одномірними масивами. Масив задає спосіб організації даних. Масивом називають упорядковану сукупність елементів одного типу. Кожен елемент масиву має індекси, що визначають порядок елементів. Число індексів характеризує розмі...
3662. Алгоритми роботи з багатомірними масивами 160.5 KB
  Алгоритми роботи з багатомірними масивами Поділ;масивів на одномірні і багатомірні носить історичний характер. Ніякої принципової різниці між ними немає. Одномірні масиви - це окремий випадок багатомірних. Можна говорити й по-іншому: багат...
3663. Робота з масивами 218 KB
  Робота з масивами Масиви в C# Масив задає спосіб організації даних. Масивом називають упорядковану сукупність елементів одного типу. Кожен елемент масиву має індекси, що визначають порядок елементів. Число індексів характеризує розмірніс...
3664. Клас Array і нові можливості масивів 90.5 KB
  Клас Array і нові можливості масивів Клас Array Не можна зрозуміти багато деталей роботи з масивами в C#, якщо не знати пристрій класу Array з бібліотеки FCL, нащадками якого є всі класи-масиви. Розглянемо наступні оголошення: Клас Array...
3665. Алгоритми обробки символьної інформації 947.27 KB
  Алгоритми обробки символьної інформації. Символьна інформація — це інформація, що відображається за допомогою символів (букв, цифр, знаків операцій і ін.). IBM-сумісні комп'ютери обробляють 256 різних символів, кожен з яких кодується одним байтом. Відповідність символів і байтів задається таблицею кодування, в якому для кожного символу вказується відповідний байт.
3666. Клас StringBuilder – будівничий рядків 125 KB
  Клас StringBuilder – будівничий рядків. Клас string не дозволяє змінювати існуючі об'єкти. Стрінговий клас StringBuilder дозволяє компенсувати цей недолік. Цей клас належить до змінюваних класів і його можна знайти в просторі імен System.Text. Розглянемо клас StringBuilder докладніше.
3667. Робота з літерними величинами 532 KB
  Робота з літерними величинами Коли говорять про cтрічковий тип, то звичайно розрізняють тип, що представляє: окремі символи - тип char, рядок постійної довжини - масив символів, рядок змінної довжини - тип string. Символьний тип char, що представляє...