ФУНДАМЕНТАЛНИ ЧАСТИЦИ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

1. Кварки Мъреи Гел-Ман Джордж Цвайг За да обяснят свойствата на елементарните частици, през 1963 г. независимо един от друг американските физици Мъреи Гел-Ман и Джордж Цвайг създават теоретичен модел, съгласно който всички адрони са изградени от по- малки частици, наречени кварки. Кварките са единствените частици с дробен електричен заряд Кварките са единствените частици с дробен електричен заряд: u – кваркът има положителен заряд +2 e /3, a d и s – кварките са носители на отрицателен заряд – е /3.

2. Видове кварки (на всеки кварк съответства антикварк)

Име сим вол Електр. заряд Барионен заряд СтранностОчарованКрасотаИстина Горен u +2/31/30000 Долен d -1/31/30000 Странен s -1/31/3000 Очарован c +2/31/30100 Красив b -1/31/30010 Истински t +2/31/30001

2. Основни положения на кварковия модел на адроните кварки. а) Всички адрони се състоят от субелементарни частици – кварки. глюони. б) Взаимодействието между кварките се осъществява чрез електрически неутрални частици – глюони. Кварките са заредени частици, но електричните сили нямат съществено значение при тяхното взаимодействие. цветен заряд То се определя от един нов вид заряд, характерен само за кварките и се нарича цветен заряд или само цвят.

цвят в) Кварките и глюоните имат цвят - квантова характеристика, определяща състоянието им. Съществуват три вида цветни заряди, наречени червен, зелен и син. Антикварките са носители съответно на античервен, антизелен и антисин цветен заряд. г) Силите, действащи между кварките нарастват с увеличаване на разстоянието между тях.

Цветните заряди се групират в три двойки противоположни заряди Цветните заряди се групират в три двойки противоположни заряди: * червен-античервен * зелен - антизелен * син-антисин. Трите кварка в протоните и неутроните имат различни цветни заряди, така че общият цветен заряд е бял(или неутрален). НЕУТРОН ПРОТОН. д) Адроните са система от кварки, чийто сумарен цвят е нула.

Мезоните са изградени от един кварк и от един антикварк. Барионите са изградени от три кварка с различен цветен заряд, които взаимно се привличат.

четири типа взаимодействия силно ядрено взаимодействиеслабо ядрено взимодействие електромагнитногравитационно Всички природни явления могат да се обяснят посредством четири типа взаимодействия между елементарните частици - силно ядрено взаимодействие, слабо ядрено взимодействие, електромагнитно и гравитационно взаимодействие. Всяко събитие във Вселената - от разцепването на атом до раждането на звезда - не е нищо повече от взаимодействието на тези четири сили с материята!

Видове взаимодействия Силни (ядрени) Електромагнитни Осигуряват стабилността на ядрата Силно ядрено взаимодействие свързва протоните и неутроните, изграждащи ядрото и се противопоставя на силата на отблъскване между протони. Тези сили са много по-големи от всички останали сили в природата ( около 100 пъти по-интензивно от електромагнитното ) Осигуряват стабилността на ядрата. Електромагнитната сила Осигуряват стабилността на атомите и молекулите. Електромагнитната сила определя начините, по които се държат електрически заредени частици с други като тях и с магнитни полета. Натези сили се дължат електромагнитни и оптични явления, химични превръщания, сили на триене, агрегатни състояния и други. Осигуряват стабилността на атомите и молекулите.

Слаби Гравитационни Слабото ядрено взаимодействие Тези сили управляват еволюцията на звездите. Слабото ядрено взаимодействие кара ядрата на някои елементи да се разпадат. То управлява процеса наречен бета разпадане, както и синтезирането на различни елементи в ядрата на звездите. По-слабо е от електромагнитното около 1000 пъти. Тези сили управляват еволюцията на звездите. Гравитационните взаимодействия са универсални. Проявяват се най-вече при макротелата. Гравитацията е само сила на привличане за всички тела във Вселената. Тя събира материята, кара телата да тежат, задържа Луната в орбита около Земята и свързва галактиките. Гравитационните взаимодействия са универсални. Проявяват се най-вече при макротелата.

ГРАВИТАЦИОННОЕЛЕКТРОМАГНИТНОСИЛНОСЛАБО Радиус на действие ҐҐ m до m

Свойства и роля на лептоните и кварките в строежа на веществото. Л ептони Имат цял електричен заряд. Съществуват в свободно състояние. е - изграждат атомната обвивка, която определя физичните и химичните свойства на елементите. Кварки Имат дробен електричен заряд. Не съществуват в свободно състояние. Горен и долен кварк изграждат протоните и неутроните, които определят свойствата на ядрата.

Античастици Античастици се създават при удари на частици с много голяма кинетична енергия. В лабораторни условия античастици се създават в ускорители. Движат се със скорост близка до скоростта на светлината. Следи от античастици в мехурчеста камера.

Aнтиматерия Антиматерията е огледален образ на материята. Тя е най-мощния източник на енергия в природата. Антиматерията е изключително нестабилна. Според теорията за Големия взрив в първите секунди след него, от енергия се зараждат материя и антиматерия в почти еднакви количества.

Aнихилация Срещата на частицата с нейната античастица води до тяхната анихилация (унищожаване, изчезване), т.е. до превръщането им в γ - кванти. е¯ + е + γ + γ анихилация на електрон и позитрон:

Обратният на анихилацията процес се осъществява при много високи енергии: γ от γ -квант, при определени условия, се ражда електрон-позитронна двойка: γ e¯ + e +

u u u u u u d d d d d d e-e- e-e- Кварк

ПоколениеЛептониКварки първое– 0,5 MeVu 310 MeV d 310 MeV второ107 MeVc 1500 MeV s 505 MeV трето1,8 GeV < 164 MeV t 174 GeV b 5 GeV