Электрон (е), протон (р), нейтрон (n)

Шатьендранат Бозе, , индийский физик Энрико Ферми, , итальянский физик

В одном и том же энергетическом состоянии могут находиться не более двух фермионов с противоположными спинами

Карл Андерсон, 1932 г.

e - + e + 2 γ E = 2mc 2 = 1,02 МэВ

Количество – 12 1.Электрон + электронное нейтрино 2.Мюон + мюонное нейтрино 6 3.Таон + таонное нейтрино +6 античастиц

Участвуют в слабом взаимодействии – обладают лептонным зарядом L = 1 для лептонов L = -1 для антилептонов L = 0 для не лептонов n p + e ν̃ Не лептоны n и p Лептоны e - и 0 0 ν̃ 0 = (-1) - верное равенство Закон сохранения лептонного заряда

Радиус взаимодействия м Переносчики взаимодействия: 1.W - 2.W + векторные бозоны (вионы) 3.Z г. Д. Швингер 1961 г. Ш. Глэшоу Теоретически предсказали m 200 ГэВ 1983 г. К. Руббио и С. Ван дер Меер Определили их массы экспериментально

1930 г. В. Паули : «Закон сохранения энергии нарушается?» n p + e - + ? «нейтрон» 1932 г. Э.Ферми - «нейтрино» ν Свойства нейтрино 1.Электрический заряд равен 0 2.Масса составляет менее 1/ массы электрона 3.Участвует в слабом взаимодействии 4.Длина свободного пробега м (1000 св.лет) 5.Спин направлен противоположно скорости движения

Ф.Райнес и Ч.Коуэн в 1956 году В качестве источника нейтрино Райнес и Коуэн использовали ядерный реактор – самый мощный источник нейтрино на Земле. Использовалась реакция обратного ß-распада, в результате которой рождается позитрон и нейтрон.

Установка состояла из двух полиэтиленовых баков с водой, объемом по 200 л. В воду добавлялась соль кадмия для увеличения эффективности захвата нейтрона. Гамма-кванты, образуемые при аннигиляции позитрона и после захвата нейтрона регистрировались в резервуарах, наполненных жидким сцинтиллятором. Установка была окружена защитой из парафина и свинца.

1963 г. М. Геллман и Д.Цвейг Гипотеза : «Нуклоны состоят из 3 электрически заряженных частиц - кварков» 1969 г. экспериментальное подтверждение кварковой структуры нуклонов

Относятся к фермионам (s = ½) Электрические заряды q = + e (u – кварк) и q = - e (d – кварк ) Масса кварков m = m p Барионный заряд – свойство частиц участвовать в сильном взаимодействии 1.Для барионов В = 1 или В = для кварков или В = А для ядер атомов 2.Для антибарионов В = -1 3.Для не барионов В = 0 n p + e ν̃ (1=1+0+0) – верное равенство Закон сохранения барионного заряда

Кварк s = ½ qB Антикварк s = - ½ qB u, с, t + e ũ, с̃, t̃ - e- d, s, b - e d̃, s̃, b̃ + e-

Состоят из 2 кварков: кварка и антикварка У мезона s=0 У кварка s = ½, у антикварка s = - ½

Δ ++ U U U

Характеристика взаимодействия кварков Три типа цветового заряда 1.Красный 2.Синий 3.Зелёный Цветовой заряд адронов равен 0 – (адроны бесцветны) Антикварки имеют антицвет – антикрасный, антисиний, антизелёный Полное число кварков - 36

Цветовой заряд Электрический заряд Барионный заряд + e красный синий- e зелёный

БозоныФермионы Переносчики взаимодействий ЛептоныКварки q=-1q=0q=+ q=- Фотон (1)Электрон Электронное нейтрино ud Гравитон (1)Мюон Мюонное нейтрино cs Глюон (8) Таон Таонное нейтрино tb Вион (3) Всего 13 Всего 12Всего 36 Итого 48

Участвуют в сильном взаимодействии Переносчик взаимодействия кварков – глюон Глюон переносит цветовой заряд цвет- антицвет Количество глюонов – 8=6(цв) + 2(бесцв) (красный-антисиний, красный-антизелёный, синий- антикрасный, синий-антизелёный, зелёный- антикрасный, зелёный-антисиний)

При сильном взаимодействии поглощение и излучение глюона изменяет цвет, но не аромат кварка При слабом взаимодействии изменяется аромат кварка (нейтрон превращается в протон), но цветовой заряд кварка не изменяется

Большой адронный коллайдер – крупнейшая в мире установка для ускорения, накопления и столкновения пучков частиц сверхвысоких энергий. Длина вакуумного кольца, в котором будут ускоряться частицы, - 27 км Индукция магнитного поля, удерживающего частицы внутри кольца, - 10Тл Температура внутри кольца – -271°С Сила тока в сверхпроводящем кабеле – 1, 8 млн. А

Рисунки из Интернета Учебник В. А. Касьянова «Физика. 11 класс»