Caracteristicile particulelor elementare - stadopedia

Fiecare particulă este descrisă de un set de cantități fizice - numere cuantice care îi determină proprietățile. Caracteristicile cele mai frecvent utilizate ale particulelor sunt următoarele.







Masa de odihnă a unei particule. Masa restului de particule elementare se determină fie în funcție de masa electronului, fie pe baza raportului în MeV. Există particule elementare a căror masă de repaus este zero, de exemplu fotoni. Mereu se mișcă la viteza luminii. Grupul lepton include particule de lumină: electroni (kg MeV), pozitroni, diverse neutrinuri. Particulele cu mase până la o mie de mase de electroni se numesc mezoni: - mezoni, - mezoni (MeV), - mezoni (MeV). Particulele elementare grele sunt numite barioane: protoni, neutroni, hiperoni, rezonanțe. De exemplu, masa protonului este MeV, masa hyperonului este MeV. Există și particule mai grele: masa bosonului este GeV, masa bosonului Higgs descoperit recent este estimată în GeV.

Timpul vieții. . În funcție de durata de viață a particulelor sunt împărțite în stabil, cvasi-stabil și instabil. Prin particulele stabile sunt proton (> 5 # 8729; 10, 32 ani), electroni (> 2 # 8729; 10 din 22 de ani), trei soiuri de neutrini și antiparticule lor, care se dezintegrează acum fotoni nu a fost detectat. Toate restul - particulele elementare sunt instabile, durata lor de viață este în intervalul de 10 - 10 - 10 - 24 s, după care se descompun. Particulele instabile includ particule care se descompun ca rezultat al interacțiunii puternice. Ele sunt numite, de obicei, rezonante. Durata caracteristică a rezonanțelor este de 10 -24 -10 -22 s. Particulele care se descompun datorită interacțiunilor slabe sau electromagnetice, ale căror durate de viață depășesc 10-20 s, se numesc quasistable. De exemplu, durata de viață a mezonului este de 0,8 # 8729; 10 -16 s.

Încărcătoare electrică. Încărcarea electrică a particulelor elementare este un multiplu integral al sarcinii electrice elementare = 1.6 # 8901; 10-19 Cl. Particulele elementare cunoscute au încărcături electrice. Quarkurile au sarcini electrice fracționare: cuarcurile superioare sunt mai mici

Spin. Spinul este un vector propriu al impulsului unei particule elementare, care are o natură cuantică și nu este legată de deplasarea unei particule ca întreg. Valoarea spinului este măsurată în unități ale constantei Planck și este egală cu. unde este caracterul întreg (inclusiv zero) caracteristic fiecărui tip de particule sau un număr pozitiv de jumătate întreg numit numărul cuantic spin. De exemplu, mezonii de spin sunt egali cu 0, spinul fotonului este 1, gravitonul 2. Spinul electronului, muonului, protonului este 1/2, spin-hyperon este 3/2. Particulele cu rotație pe jumătate integrală se supun statisticilor Fermi-Dirac, se numesc fermioane. Fermiunile includ leptonii, barioanele, rezonanțele barionului, cuarcile și antiparticulele lor. Pentru fermioni, principiul interzicerii lui Pauli este valabil. Particulele cu o rotație completă se supun statisticilor lui Bose-Einstein, se numesc bosoni. Bozoanele includ un foton, un graviton, bosoane vectoriale intermediare, rezonanțe mezone și mezon și gluoni.

Paritatea internă este un număr cuantic care caracterizează comportamentul funcției de undă a unui sistem fizic pentru anumite transformări discrete. Dacă funcția val va rămâne neschimbată cu inversarea spațială (trecerea de la sistemul de coordonate drepte la sistemul de stânga), atunci starea descrisă de o astfel de funcție de undă se numește chiar (= + 1). Dacă, cu o astfel de transformare, funcția valurilor își inversează semnul, atunci această stare este numită impare (= - 1). De exemplu, paritatea este mezonul







Împreună cu caracteristicile comune tuturor particulelor, se utilizează și numere cuantice, care sunt atribuite numai grupurilor particulare de particule.

Numărul lepton (încărcarea cu lepton) este numărul intern quantum al aditivului atribuit fiecărei familii de lepton (generație): - - -. Leptoni. și să participe doar la interacțiuni electromagnetice și slabe. Leptoni. și să participe doar la interacțiuni slabe. De obicei, leptonului îi este atribuit un număr de lepton egal cu a la antileptoni, egal cu De exemplu, un electron are un neutrino-electron; Dar aveți în acest caz. și nu sunt identice între ele. Pentru particulele elementare care nu sunt leptoni, numărul leptonului este zero. Experimentul a arătat că în toate interacțiunile particulelor elementare cu participarea leptonilor, fiecare dintre numerele lepton este conservat.

Număr baryon (încărcare baryon). - caracteristica particulelor elementare, care reflectă legea conservării particulelor "grele" - barioanele stabilite experimental. Conceptul de "număr de barion" a fost introdus în 1938 de către E. Stueckelberg pentru a explica stabilitatea unui proton. Numărul barion al protonului, neutronului și hiperonului este +. a - și - mezonii au anti-baryoni. Legea conservării unei taxe baryonice interzice decăzirea unui proton cu încărcătură de baryon în mezoni și leptoni care nu au o sarcină baryonică.

Strangenitatea este un număr cuanttic aditiv, care este una dintre caracteristicile specifice ale hadronilor, care este purtat de un ciur ciudat. Toate hadronii au valori definite întregi (zero, pozitive sau negative). iar Hadronii se numesc particule ciudate. Particulele ciudate sunt K-mezonii, hiperonii și niște rezonanțe. De exemplu, hiperonii și mezonii au particule care nu sunt implicate în interacțiunea puternică, valoarea este atribuită proceselor cauzate de interacțiunile puternice și electromagnetice, ciudarea este conservată, adică ciudarea totală a particulelor inițiale și finale este aceeași. În procesele de interacțiune slabă, ciudățenia poate fi încălcată.

Charm (farmec) [de la engleza. farmec - farmec] este un număr cuantum aditiv. caracterizând hadroni sau cuarci. Suportul unui număr cuantum este un cuarcul cu o masă de aproximativ 1,5 GeV și o încărcătură electrică de +2 / 3. Se pot lua valorile -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3. De exemplu, un număr cuantic are un farmec care persistă în interacțiuni puternice și electromagnetice, dar este deranjat de interacțiunea slabă.

Destul de frumos, Bottonnost, [de la engleza. - frumusețea] - numărul cuantum aditiv inerent la hadronii frumosi sau fermecători care persistă în procesele de interacțiune puternică și electromagnetică și este încălcat în procesele de interacțiune slabă. Purtătorul de frumusețe este un quark, precum și areronii, care includ un quark (sau antiquark). Pentru baryonii frumosi, numarul cuantic poate lua valorile

Pentru toate particulele elementare cu valori nenule cel puțin unul dintre numerele cuantice există antiparticulă cu aceleași valori ale masei, durata de viață, de spin, izotop de spin (pentru hadronoterapiei), dar cu semne opuse ale numerelor cuantice. Particulele care nu au antiparticule se numesc particule cu adevărat neutre (-, -, - și - mezone).

Conceptele particulelor și antiparticulelor sunt relative. Ceea ce trebuie numit o particulă și ce este o antiparticlă este o chestiune de acord. Electronul este considerat o particulă, iar un pozitiv este un antiparticul numai pentru că în Universul nostru predomină electronii, iar pozițiile posibile sunt obiecte exotice. Într-un vid, în absența materiei, un pozitron este la fel de stabil ca un electron. Cu toate acestea, atunci când un electron întâlnește un pozitron, aceste particule se anihilează, transformându-se în mai multe canale de radiație. Annihilați și alte particule cu antiparticulele lor. Când particulele grele sunt anihilate, nu apar atât de multe quanta gamma ca alte particule de lumină. Astfel, în anihilarea unui proton cu un antiproton, apar pi-mezonii.

Substanța. a cărui bază sunt barioanele - particulele elementare grele, inclusiv protonii și neutronii, și un număr de particule de scurtă durată, care în timpul dezintegrării generează protoni, se numesc materie baryonic sau materie baryonic. Toată substanța cu care ne confruntăm și din care suntem noi înșine este baryon. În universul nostru, astronomii nu au detectat grupuri de antimaterie. Acest fapt a fost numit asimetria baryon a universului.

Asimetria baryonică a universului este extrapolarea universului în ansamblu a predominării materiei asupra antimateriei în grupul nostru local de galaxii; absența în cantități apreciabile în metagalaxie a antimateriei, care contrazice formarea simetrică a unei perechi de particule-antiparticule dintr-un vid, conform teoriei câmpului cuantic. Motivul pentru această asimetrie ar trebui căutat în originea și evoluția universului nostru. Explicația originii asimetriei baryonice a universului este una dintre problemele-cheie ale cosmologiei moderne și ale fizicii elementare a particulelor.

Întrebări de control pentru auto-pregătirea elevilor:

1. Care sunt tipurile de interacțiuni fundamentale?

2. Ce structuri se numesc particule elementare?

3. Principalele caracteristici ale particulelor elementare.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: