Элементарные частицы Тф-620 Молдажанов Рауан презентация

1897 г. – Дж.Томсон открыл электрон 1919 г.– Э.Резерфорд открыл протон 1932 – Дж. Чэдвик открывает нейтрон

Элементарная частица – это микрообъект, который невозможно расщепить на составные части, и который взаимодействует с другими микрообъектами как единое целое. Начиная с 1932 г. Было открыто более 400 элементарных частиц

Фундаментальные частицы – это бесструктурные частицы, которые до настоящего времени не удалось описать как составные.

Масса Электрический заряд Время жизни Спин (собственный момент импульса) Величины, характеризующие элементарные частицы

Фермионы – частицы с полуцелым спином (1/2 h, 3/2 h….) Например: электрон, протон, нейтрон Элементарные частицы делятся на: h, 2 h ….) Бозоны – частицы с целым спином (0, h, 2 h ….) Например: фотон, П- мезон

В одном и том же энергетическом состоянии может находится не более двух фермионов с противоположными спинами. Фермионы подчиняются принципу Паули Вольфганг Паули австрийский физик-теоретик

Античастица а (элементарной частицы а) – элементарная частица, имеющая (по отношению к а) равную массу покоя, одинаковый спин, время жизни и противоположный заряд. Частицей, совпадающей со своей античастицей, является фотон.

В 1931 г. английский физик П.Дирак теоретически предсказал существование позитрона – античастицы электрона.

В 1932 г. позитрон был экспериментально открыт американским физиком Карлом Андерсоном. В 1947 г. был обнаружен антипион. В 1955 г. – антипротон, а в 1956 г. антинейтрон.

Аннигиляция – процесс взаимодействия элементарной частицы с ее античастицей, в результате которого они превращаются в фотоны или другие частицы. Процесс обратный аннигиляции:

Антивещество – вещество состоящее из антинуклонов и позитронов В 1969 г. В нашей стране был получен антигелий. Затем были получены анти дейтерий, антитритий. Антивещество – самый совершенный источник энергии, самое калорийное «горючее»

Адроны – элементарные частицы, участвующие в сильном взаимодействии. Лептоны –фундаментальные частицы, не участвующие в сильном взаимодействии.

Лептоны элементарные частицы (название происходит от греческого слова лептос легкий). Каждому лептону соответствует нейтрино (нейтральные лептоны). Все лептоны являются фермионами, то есть их спин (вращение собственный момент импульса элементарных частиц) равен 1/2. Лептоны вместе с кварками (которые участвуют во всех четырёх взаимодействиях, включая сильное) составляют класс фундаментальных фермионов частиц, из которых состоит вещество и у которых, отсутствует внутренняя структура.

Существует три поколения лептонов: Первое поколение: электрон е – - стабильная, отрицательно заряженная элементарная частица и электронное нейтрино ν e - элементарная частица, являющаяся одним из трёх видов нейтрино. Второе поколение: мюон μ – неустойчивая элементарная частица с отрицательным электрическим зарядом и мюонное нейтрино ν μ - элементарная частица, являющаяся одним из трёх видов нейтрино. Третье поколение: тау лептон τ – нестабильная элементарная частица с отрицательным электрическим зарядом и тау-нейтрино ν τ - элементарная частица, являющаяся одним из трёх видов нейтрино.

Для выделения класса лептонов вводится квантовое число – лептонный заряд L. Для лептонов L=1, для анти лептонов L= -1, для адронов L=0.

Мюон был открыт в космических лучах в 1936 г. (на 1 см 2 поверхности Земли каждую минуту падает один мюон). Для реакции распада мюона выполняется закон сохранения лептонного заряда.

В 1975 г. был открыт самый тяжелый лептон – талон. Для реакции распада талона также выполняется закон сохранения лептонного заряда.

Мезоны- бозоны со спином, равным 0, h. Барионы- фермионы со спином, равным h/2, 3h/2. К классу адронов относятся около 300 частиц, участвующих в сильном взаимодействии

Для выделения класса барионов вводится квантовое число –барионный заряд В. Для барионов В=1, для антибарионов В= -1, у частиц, не являющимися барионами В=0. Во всех взаимодействиях барионный заряд сохраняется.

В 1963 г. американские физики-теоретики Дж. Цвейг и М.Гелл-Манн выдвинули гипотезу о том, что адроны состоят из кварков. В 1969 г. экспериментальное подтверждение кварковой структуры адронов пришло из Стэнфорда.

U (up) – верхний кварк d (down) – нижний кварк S (strange) – странный кварк t (truth) – истинный кварк В (beauty) – прелестный кварк С (charmed) – очарованный кварк

Характеристики кварков

Барионы состоят из трех кварков: p= (u;u;d), n= (u; d; d) Мезоны состоят из кварка и антиквара: П + =(u; d ) Кварковая структура адронов

Каждый тип кварков может иметь три цветовых заряда: красный, синий и зеленый. Все адроны цветонейтральны. Так как существует 6 кварков и 6 антикваров, каждый из которых может иметь 3 цвета, то полное число кварков равно 36.

Фундаментальными частицами являются лептоны и кварки. Все фундаментальные частицы – фермионы. Таким образом, окружающая нас Вселенная состоит из 48 фундаментальных частиц.