Pangunahing butil. Sa simpleng wika tungkol sa elementarya particle, collider at God particle. Ang pangunahing katangian ng particle model ay
Ang mga Lepton ay hindi nakikilahok sa malakas na pakikipag-ugnayan. elektron. positron. muon. Ang neutrino ay isang light neutral na particle na nakikilahok lamang sa mahina at gravitational na pakikipag-ugnayan. neutrino (# flux). mga quark. carrier ng mga pakikipag-ugnayan: photon quantum of light...
Ang kahilingan na "Basic Research" ay nagre-redirect dito; tingnan din ang iba pang kahulugan. Ang pangunahing agham ay isang larangan ng kaalaman na nagpapahiwatig ng teoretikal at eksperimental na siyentipikong pananaliksik sa mga pangunahing penomena (kabilang ang... ... Wikipedia
Ang kahilingan na "Elementary particle" ay na-redirect dito; tingnan din ang iba pang kahulugan. Ang elementarya na particle ay isang kolektibong termino na tumutukoy sa mga micro-object sa subnuclear scale na hindi maaaring hatiin sa kanilang mga bahaging bahagi. Dapat ay nasa... ... Wikipedia
Ang elementarya na particle ay isang kolektibong termino na tumutukoy sa mga micro-object sa subnuclear scale na hindi maaaring (o hindi pa napatunayan na) hatiin sa kanilang mga bahaging bahagi. Ang kanilang istraktura at pag-uugali ay pinag-aaralan ng particle physics. Konsepto... ...Wikipedia
elektron - ▲ pangunahing butil pagkakaroon, elemento, charge electron negatibong sisingilin elementary particle na may elementarya singil ng kuryente. ↓ … Ideographic Dictionary ng Wikang Ruso
Ang elementarya na particle ay isang kolektibong termino na tumutukoy sa mga micro-object sa subnuclear scale na hindi maaaring (o hindi pa napatunayan na) hatiin sa kanilang mga bahaging bahagi. Ang kanilang istraktura at pag-uugali ay pinag-aaralan ng particle physics. Konsepto... ...Wikipedia
Ang terminong ito ay may iba pang kahulugan, tingnan ang Neutrino (mga kahulugan). electron neutrino muon neutrino tau neutrino Simbolo: νe νμ ντ Komposisyon: Elementarya na particle Pamilya: Fermions ... Wikipedia
Isang uri ng pangunahing pakikipag-ugnayan (kasama ang gravitational, mahina at malakas), na nailalarawan sa pamamagitan ng paglahok ng isang electromagnetic field (Tingnan ang Electromagnetic field) sa mga proseso ng interaksyon. Electromagnetic field (sa quantum physics... ... Great Soviet Encyclopedia
Isa sa mga pinaka-hindi maliwanag na pilosopiya. mga konsepto kung saan ang isa (o ilan) sa mga sumusunod na kahulugan ay ibinibigay: 1) isang bagay na ang pagtukoy sa mga katangian ay extension, lokasyon sa espasyo, masa, timbang, paggalaw, pagkawalang-kilos, paglaban,... ... Philosophical Encyclopedia
Mga libro
- Kinetic theory ng gravity at mga pundasyon ng pinag-isang teorya ng matter, V. Ya. Bril. Ang lahat ng materyal na bagay ng Kalikasan (parehong materyal at larangan) ay discrete. Binubuo ang mga ito ng elementarya na mga particle na hugis string. Ang undeformed fundamental string ay isang field particle...
Ang tatlong mga particle na ito (pati na rin ang iba pang inilarawan sa ibaba) ay kapwa naaakit at tinataboy ayon sa kanilang singil, kung saan mayroon lamang apat na uri ayon sa bilang ng mga pangunahing puwersa ng kalikasan. Ang mga singil ay maaaring isaayos sa pagpapababa ng pagkakasunud-sunod ng mga kaukulang pwersa tulad ng sumusunod: color charge (mga puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga quark); electric charge (electric at magnetic forces); mahinang singil (mga puwersa sa ilang mga radioactive na proseso); panghuli, masa (gravitational force, o gravitational interaction). Ang salitang "kulay" dito ay walang kinalaman sa kulay ng nakikitang liwanag; ito ay isang katangian lamang ng isang malakas na singil at ang pinakamalaking pwersa.
Singil ay naligtas, ibig sabihin. ang singil na pumapasok sa system ay katumbas ng singil na umalis dito. Kung ang kabuuang singil ng kuryente ng isang tiyak na bilang ng mga particle bago ang kanilang pakikipag-ugnayan ay katumbas ng, sabihin nating, 342 na mga yunit, pagkatapos pagkatapos ng pakikipag-ugnayan, anuman ang resulta nito, ito ay magiging katumbas ng 342 na mga yunit. Nalalapat din ito sa iba pang mga singil: kulay (malakas na singil sa pakikipag-ugnayan), mahina at masa (mass). Ang mga particle ay naiiba sa kanilang mga singil: sa esensya, sila ay "ay" mga singil na ito. Ang mga singil ay parang "sertipiko" ng karapatang tumugon sa naaangkop na puwersa. Kaya, ang mga may kulay na particle lamang ang apektado ng mga puwersa ng kulay, ang mga particle na may kuryente lamang ang apektado ng mga puwersa ng kuryente, atbp. Ang mga katangian ng isang particle ay tinutukoy ng pinakamalaking puwersa na kumikilos dito. Ang mga quark lamang ang mga tagadala ng lahat ng mga singil at, samakatuwid, ay napapailalim sa pagkilos ng lahat ng pwersa, kung saan ang nangingibabaw ay kulay. Ang mga electron ay may lahat ng singil maliban sa kulay, at ang nangingibabaw na puwersa para sa kanila ay ang electromagnetic force.
Ang pinaka-matatag sa kalikasan ay, bilang panuntunan, mga neutral na kumbinasyon ng mga particle kung saan ang singil ng mga particle ng isang sign ay binabayaran ng kabuuang singil ng mga particle ng iba pang sign. Ito ay tumutugma sa pinakamababang enerhiya ng buong sistema. (Sa parehong paraan, dalawang bar magnet ay nakaayos sa isang linya, na ang north pole ng isa ay nakaharap sa south pole ng isa pa, na tumutugma sa pinakamababang enerhiya ng magnetic field.) Ang gravity ay isang exception sa panuntunang ito: negatibo wala ang masa. Walang mga katawan na nahuhulog pataas.
MGA URI NG BAGAY
Ang ordinaryong bagay ay nabuo mula sa mga electron at quark, na pinagsama-sama sa mga bagay na neutral sa kulay at pagkatapos ay sa electrical charge. Ang kapangyarihan ng kulay ay neutralisado, tulad ng tatalakayin nang mas detalyado sa ibaba, kapag ang mga particle ay pinagsama sa triplets. (Kaya ang terminong "kulay" mismo, kinuha mula sa optika: tatlong pangunahing kulay kapag pinaghalo ay nagiging puti.) Kaya, ang mga quark kung saan ang lakas ng kulay ang pangunahing bumubuo ng mga triplet. Ngunit quark, at sila ay nahahati sa u-quarks (mula sa English up - top) at d-quarks (mula sa Ingles pababa - ibaba), mayroon ding electric charge na katumbas ng u-quark at para sa d-quark. Dalawa u-quark at isa d-Ang mga quark ay nagbibigay ng electric charge na +1 at bumubuo ng isang proton, at isa u-quark at dalawa d-Ang mga quark ay nagbibigay ng zero electric charge at bumubuo ng isang neutron.
Ang mga matatag na proton at neutron, na naaakit sa isa't isa ng natitirang mga puwersa ng kulay ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng kanilang mga constituent quark, ay bumubuo ng isang kulay-neutral na atomic nucleus. Ngunit ang nuclei ay nagdadala ng isang positibong singil sa kuryente at, umaakit sa mga negatibong electron na umiikot sa paligid ng nucleus tulad ng mga planeta na umiikot sa Araw, ay may posibilidad na bumuo ng isang neutral na atom. Ang mga electron sa kanilang mga orbit ay inalis mula sa nucleus sa mga distansyang libu-libong beses na mas malaki kaysa sa radius ng nucleus - ebidensya na ang mga puwersang elektrikal na humahawak sa kanila ay mas mahina kaysa sa mga nuklear. Salamat sa kapangyarihan ng pakikipag-ugnayan ng kulay, 99.945% ng masa ng isang atom ay nakapaloob sa nucleus nito. Timbang u- At d-Ang mga quark ay humigit-kumulang 600 beses ang masa ng isang elektron. Samakatuwid, ang mga electron ay mas magaan at mas mobile kaysa sa nuclei. Ang kanilang paggalaw sa bagay ay sanhi ng mga electrical phenomena.
Mayroong ilang daang likas na uri ng mga atom (kabilang ang mga isotopes), na naiiba sa bilang ng mga neutron at proton sa nucleus at, nang naaayon, sa bilang ng mga electron sa kanilang mga orbit. Ang pinakasimpleng ay ang hydrogen atom, na binubuo ng isang nucleus sa anyo ng isang proton at isang solong electron na umiikot sa paligid nito. Ang lahat ng "nakikita" na bagay sa kalikasan ay binubuo ng mga atomo at bahagyang "na-disassemble" na mga atomo, na tinatawag na mga ion. Ang mga ion ay mga atomo na, na nawala (o nakakuha) ng ilang electron, ay naging mga particle na may charge. Ang bagay na binubuo ng halos kabuuan ng mga ion ay tinatawag na plasma. Ang mga bituin na nasusunog dahil sa mga thermonuclear na reaksyon na nagaganap sa mga sentro ay pangunahing binubuo ng plasma, at dahil ang mga bituin ang pinakakaraniwang anyo ng bagay sa Uniberso, masasabi nating ang buong Uniberso ay pangunahing binubuo ng plasma. Mas tiyak, ang mga bituin ay nakararami nang ganap na ionized hydrogen gas, i.e. isang halo ng mga indibidwal na proton at mga electron, at samakatuwid, halos ang buong nakikitang Uniberso ay binubuo nito.
Ito ay nakikitang bagay. Ngunit mayroon ding hindi nakikitang bagay sa Uniberso. At may mga particle na nagsisilbing force carrier. May mga antiparticle at nasasabik na estado ng ilang mga particle. Ang lahat ng ito ay humahantong sa isang malinaw na labis na kasaganaan ng mga "elementarya" na mga particle. Sa kasaganaan na ito ay mahahanap ng isang tao ang isang indikasyon ng aktwal, totoong kalikasan ng elementarya na mga particle at ang mga puwersang kumikilos sa pagitan nila. Ayon sa pinakahuling mga teorya, ang mga particle ay maaaring mahalagang pinalawak na mga geometric na bagay - "mga string" sa sampung-dimensional na espasyo.
Ang hindi nakikitang mundo.
Mayroong hindi lamang nakikitang bagay sa Uniberso (kundi mayroon ding mga black hole at "dark matter," tulad ng malamig na mga planeta na nakikita kapag naiilaw). Mayroon ding tunay na hindi nakikitang bagay na tumatagos sa ating lahat at sa buong Uniberso bawat segundo. Ito ay isang mabilis na gumagalaw na gas ng mga particle ng isang uri - mga electron neutrino.
Ang electron neutrino ay kasosyo ng isang electron, ngunit walang singil sa kuryente. Ang mga neutrino ay nagdadala lamang ng tinatawag na mahinang singil. Ang kanilang rest mass ay, sa lahat ng posibilidad, zero. Ngunit nakikipag-ugnayan sila sa gravitational field dahil mayroon silang kinetic energy E, na tumutugma sa mabisang masa m, ayon sa formula ni Einstein E = mc 2 kung saan c– bilis ng liwanag.
Ang pangunahing papel ng neutrino ay ang pag-aambag nito sa pagbabago At-quarks in d-quarks, bilang isang resulta kung saan ang isang proton ay nagiging isang neutron. Ang mga neutrino ay kumikilos bilang "karburetor na karayom" para sa mga reaksyon ng pagsasanib ng bituin, kung saan ang apat na proton (hydrogen nuclei) ay nagsasama-sama upang bumuo ng isang helium nucleus. Ngunit dahil ang helium nucleus ay hindi binubuo ng apat na proton, ngunit ng dalawang proton at dalawang neutron, para sa naturang nuclear fusion kinakailangan na dalawa At-naging dalawa ang quark d-quark. Tinutukoy ng intensity ng transformation kung gaano kabilis masusunog ang mga bituin. At ang proseso ng pagbabagong-anyo ay tinutukoy ng mahinang mga singil at mahinang puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga particle. Kung saan At-quark (electric charge +2/3, mahinang charge +1/2), nakikipag-ugnayan sa isang electron (electric charge - 1, mahinang charge -1/2), mga form d-quark (electric charge –1/3, mahinang charge –1/2) at electron neutrino (electric charge 0, mahinang charge +1/2). Ang mga singil sa kulay (o mga kulay lamang) ng dalawang quark ay nakansela sa prosesong ito nang walang neutrino. Ang papel na ginagampanan ng neutrino ay upang dalhin ang hindi nabayarang mahinang singil. Samakatuwid, ang rate ng pagbabago ay nakasalalay sa kung gaano kahina ang mga mahihinang pwersa. Kung sila ay mas mahina kaysa sa kanila, ang mga bituin ay hindi masusunog. Kung sila ay mas malakas, ang mga bituin ay matagal nang nasusunog.
Paano ang tungkol sa mga neutrino? Dahil ang mga particle na ito ay lubhang mahinang nakikipag-ugnayan sa ibang bagay, sila ay halos kaagad na umalis sa mga bituin kung saan sila ipinanganak. Ang lahat ng mga bituin ay nagniningning, naglalabas ng mga neutrino, at ang mga neutrino ay kumikinang sa ating mga katawan at sa buong Daigdig araw at gabi. Kaya't gumagala sila sa Uniberso hanggang sa makapasok sila, marahil, sa isang bagong pakikipag-ugnayan na STAR).
Mga tagapagdala ng mga pakikipag-ugnayan.
Ano ang nagiging sanhi ng mga puwersa na kumikilos sa pagitan ng mga particle sa layo? Mga sagot sa modernong pisika: dahil sa pagpapalitan ng iba pang mga particle. Isipin ang dalawang speed skater na naghahagis ng bola sa paligid. Sa pamamagitan ng pagbibigay ng momentum sa bola kapag itinapon at pagtanggap ng momentum kasama ang natanggap na bola, parehong nakatanggap ng pagtulak sa direksyon na malayo sa isa't isa. Ito ay maaaring ipaliwanag ang paglitaw ng mga salungat na pwersa. Ngunit sa quantum mechanics, na isinasaalang-alang ang mga phenomena sa microworld, pinapayagan ang hindi pangkaraniwang pag-uunat at delokalisasi ng mga kaganapan, na humahantong sa tila imposible: ang isa sa mga skater ay itinapon ang bola sa direksyon. mula sa iba, ngunit ang isa gayunpaman Siguro saluhin ang bolang ito. Hindi mahirap isipin na kung ito ay posible (at sa mundo ng elementarya na mga particle posible), ang atraksyon ay lilitaw sa pagitan ng mga skater.
Ang mga particle, dahil sa pagpapalitan kung saan ang mga puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng apat na "mga partikulo ng bagay" na tinalakay sa itaas, ay tinatawag na mga partikulo ng gauge. Ang bawat isa sa apat na pakikipag-ugnayan - malakas, electromagnetic, mahina at gravitational - ay may sariling hanay ng mga particle ng gauge. Ang mga particle ng carrier ng malakas na pakikipag-ugnayan ay mga gluon (mayroon lamang walo sa kanila). Ang isang photon ay isang carrier ng electromagnetic interaction (mayroong isa lamang, at nakikita namin ang mga photon bilang liwanag). Ang mga partikulo ng carrier ng mahinang pakikipag-ugnayan ay mga intermediate vector boson (natuklasan sila noong 1983 at 1984 W + -, W- -boson at neutral Z-boson). Ang carrier particle ng gravitational interaction ay ang hypothetical graviton pa rin (dapat isa lang). Ang lahat ng mga particle na ito, maliban sa photon at graviton, na maaaring maglakbay ng walang katapusan na malalayong distansya, ay umiiral lamang sa proseso ng pagpapalitan sa pagitan ng mga materyal na particle. Pinupuno ng mga photon ang Uniberso ng liwanag, at pinupuno ang mga graviton gravitational waves(hindi pa mapagkakatiwalaang natuklasan).
Ang isang particle na may kakayahang maglabas ng mga particle ng gauge ay sinasabing napapalibutan ng kaukulang larangan ng pwersa. Kaya, ang mga electron na may kakayahang maglabas ng mga photon ay napapalibutan ng mga elektrikal at mga magnetic field, pati na rin ang mahina at gravitational field. Ang mga quark ay napapalibutan din ng lahat ng mga patlang na ito, ngunit din ng malakas na larangan ng pakikipag-ugnayan. Ang mga particle na may kulay na singil sa larangan ng mga puwersa ng kulay ay apektado ng puwersa ng kulay. Ang parehong naaangkop sa iba pang mga puwersa ng kalikasan. Samakatuwid, masasabi natin na ang mundo ay binubuo ng matter (materyal particles) at field (gauge particles). Higit pa tungkol dito sa ibaba.
Antimatter.
Ang bawat butil ay may isang antiparticle, kung saan ang butil ay maaaring magkahiwalay, i.e. "lipol", na nagreresulta sa pagpapalabas ng enerhiya. Gayunpaman, ang "dalisay" na enerhiya ay hindi umiiral; Bilang resulta ng paglipol, lumilitaw ang mga bagong particle (halimbawa, mga photon) na nagdadala ng enerhiya na ito.
Sa karamihan ng mga kaso, ang isang antiparticle ay may mga katangian na kabaligtaran sa kaukulang particle: kung ang isang particle ay gumagalaw sa kaliwa sa ilalim ng impluwensya ng malakas, mahina o electromagnetic na mga patlang, kung gayon ang antiparticle nito ay lilipat sa kanan. Sa madaling salita, ang antiparticle ay may kabaligtaran na mga palatandaan ng lahat ng singil (maliban sa mass charge). Kung ang isang particle ay composite, tulad ng isang neutron, kung gayon ang antiparticle nito ay binubuo ng mga sangkap na may kabaligtaran na mga palatandaan ng mga singil. Kaya, ang isang antielectron ay may electric charge na +1, isang mahinang charge ng +1/2 at tinatawag na positron. Ang antineutron ay binubuo ng At-mga antiquark na may electric charge –2/3 at d-mga antiquark na may electric charge +1/3. Ang mga tunay na neutral na particle ay ang kanilang sariling mga antiparticle: ang antiparticle ng isang photon ay isang photon.
Ayon sa mga modernong teoretikal na konsepto, ang bawat particle na umiiral sa kalikasan ay dapat magkaroon ng sarili nitong antiparticle. At maraming antiparticle, kabilang ang mga positron at antineutron, ay talagang nakuha sa laboratoryo. Ang mga kahihinatnan nito ay lubhang mahalaga at pinagbabatayan ang lahat ng pang-eksperimentong pisika ng particle. Ayon sa teorya ng relativity, ang masa at enerhiya ay katumbas, at sa ilalim ng ilang mga kondisyon ang enerhiya ay maaaring ma-convert sa masa. Dahil ang singil ay natipid, at ang singil ng vacuum (bakanteng espasyo) ay zero, anumang pares ng mga particle at antiparticle (na may zero netong singil) ay maaaring lumabas mula sa vacuum, tulad ng mga kuneho mula sa sumbrero ng salamangkero, hangga't mayroong sapat na enerhiya upang lumikha ng kanilang masa.
Mga henerasyon ng mga particle.
Ipinakita ng mga eksperimento sa accelerator na ang quartet ng mga particle ng materyal ay nauulit nang hindi bababa sa dalawang beses sa mas mataas na mga halaga ng masa. Sa ikalawang henerasyon, ang lugar ng electron ay kinuha ng muon (na may mass na humigit-kumulang 200 beses na mas malaki kaysa sa masa ng electron, ngunit may parehong mga halaga ng lahat ng iba pang mga singil), ang lugar ng electron neutrino ay kinuha ng muon (na kasama ng muon sa mahinang pakikipag-ugnayan sa parehong paraan tulad ng electron ay sinamahan ng electron neutrino), lugar At-sinasakop ng quark Sa-quark ( ginayuma), A d-quark - s-quark ( kakaiba). Sa ikatlong henerasyon, ang quartet ay binubuo ng tau lepton, tau neutrino, t-quark at b-quark.
Timbang t-Ang isang quark ay humigit-kumulang 500 beses ang mass ng pinakamagaan - d-quark. Ito ay eksperimento na itinatag na mayroon lamang tatlong uri ng mga light neutrino. Kaya, ang ika-apat na henerasyon ng mga particle ay alinman sa hindi umiiral, o ang kaukulang neutrino ay napakabigat. Ito ay pare-pareho sa cosmological data, ayon sa kung saan hindi hihigit sa apat na uri ng light neutrino ang maaaring umiral.
Sa mga eksperimento na may mga particle na may mataas na enerhiya, ang electron, muon, tau lepton at mga kaukulang neutrino ay kumikilos bilang mga nakahiwalay na particle. Hindi sila nagdadala ng kulay na singil at pumapasok lamang sa mahina at electromagnetic na pakikipag-ugnayan. Sama-sama silang tinatawag lepton.
Talahanayan 2. MGA HENERASYON NG MGA PUNDAMENTAL NA PARTIKULO | ||||
Particle | Rest mass, MeV/ Sa 2 | Pagsingil ng kuryente | Pagsingil ng kulay | Mahina ang singil |
PANGALAWANG HENERASYON | ||||
Sa-quark | 1500 | +2/3 | Pula, berde o asul | +1/2 |
s-quark | 500 | –1/3 | Pareho | –1/2 |
Muon neutrino | 0 | 0 | +1/2 | |
Muon | 106 | 0 | 0 | –1/2 |
IKATLONG HENERASYON | ||||
t-quark | 30000–174000 | +2/3 | Pula, berde o asul | +1/2 |
b-quark | 4700 | –1/3 | Pareho | –1/2 |
Tau neutrino | 0 | 0 | +1/2 | |
Tau | 1777 | –1 | 0 | –1/2 |
Ang mga quark, sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersa ng kulay, ay nagsasama-sama sa malakas na pakikipag-ugnayan ng mga particle na nangingibabaw sa karamihan sa mga eksperimento sa pisika na may mataas na enerhiya. Ang ganitong mga particle ay tinatawag hadrons. Kasama nila ang dalawang subclass: mga baryon(tulad ng isang proton at isang neutron), na binubuo ng tatlong quark, at mesons, na binubuo ng isang quark at isang antiquark. Noong 1947, ang unang meson, na tinatawag na pion (o pi-meson), ay natuklasan sa mga cosmic ray, at sa loob ng ilang panahon ay pinaniniwalaan na ang pagpapalitan ng mga particle na ito - pangunahing dahilan pwersang nukleyar. Omega-minus hadrons, natuklasan noong 1964 sa Brookhaven National Laboratory (USA), at ang particle ng JPS ( J/y-meson), na natuklasan nang sabay-sabay sa Brookhaven at sa Stanford Linear Accelerator Center (sa USA din) noong 1974. Ang pagkakaroon ng omega minus particle ay hinulaan ni M. Gell-Mann sa kanyang tinatawag na “ S.U. 3 theory" (isa pang pangalan ay ang "walong-tiklop na landas"), kung saan ang posibilidad ng pagkakaroon ng mga quark ay unang iminungkahi (at ang pangalang ito ay ibinigay sa kanila). Pagkaraan ng isang dekada, ang pagtuklas ng butil J/y nakumpirma ang pagkakaroon Sa-quark at sa wakas ay pinaniwalaan ang lahat sa parehong modelo ng quark at ang teorya na pinag-isa ang electromagnetic at mahinang pwersa ( tingnan sa ibaba).
Ang mga particle ng ikalawa at ikatlong henerasyon ay hindi gaanong tunay kaysa sa una. Totoo, sa pagbangon, sa ika-milyon o bilyon-bilyon ng isang segundo ay nabubulok sila sa mga ordinaryong particle ng unang henerasyon: electron, electron neutrino, at gayundin At- At d-mga quark. Ang tanong kung bakit may ilang henerasyon ng mga particle sa kalikasan ay nananatiling isang misteryo.
Ang iba't ibang henerasyon ng mga quark at lepton ay madalas na binabanggit (na, siyempre, ay medyo sira-sira) bilang iba't ibang "lasa" ng mga particle. Ang pangangailangang ipaliwanag ang mga ito ay tinatawag na "lasa" na problema.
MGA BOSON AT FERMION, LARANGAN AT BAGAY
Ang isa sa mga pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga particle ay ang pagkakaiba sa pagitan ng boson at fermion. Ang lahat ng mga particle ay nahahati sa dalawang pangunahing klase. Ang magkaparehong boson ay maaaring mag-overlap o mag-overlap, ngunit ang magkatulad na mga fermion ay hindi. Nagaganap ang superposisyon (o hindi nagaganap) sa mga discrete energy states kung saan hinahati ng quantum mechanics ang kalikasan. Ang mga estadong ito ay parang magkahiwalay na mga selula kung saan maaaring ilagay ang mga particle. Kaya, maaari kang maglagay ng maraming magkaparehong boson hangga't gusto mo sa isang cell, ngunit isang fermion lamang.
Bilang halimbawa, isaalang-alang ang gayong mga selula, o “mga estado,” para sa isang elektron na umiikot sa nucleus ng isang atom. Hindi tulad ng mga planeta solar system, ang electron, ayon sa mga batas ng quantum mechanics, ay hindi makakaikot sa anumang elliptical orbit; dahil mayroon lamang itong discrete series ng pinapayagang "states of motion." Ang mga hanay ng naturang mga estado, na pinagsama-sama ayon sa distansya mula sa elektron hanggang sa nucleus, ay tinatawag mga orbital. Sa unang orbital mayroong dalawang estado na may iba't ibang angular na momentum at, samakatuwid, dalawang pinapayagang mga cell, at sa mas mataas na orbital mayroong walo o higit pang mga cell.
Dahil ang electron ay isang fermion, ang bawat cell ay maaari lamang maglaman ng isang electron. Napakahalaga ng mga kahihinatnan na sumusunod mula dito - lahat ng kimika, dahil ang mga kemikal na katangian ng mga sangkap ay tinutukoy ng mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng kaukulang mga atomo. Kung dumaan ka sa pana-panahong sistema ng mga elemento mula sa isang atom patungo sa isa pa sa pagkakasunud-sunod ng pagtaas ng isa sa bilang ng mga proton sa nucleus (ang bilang ng mga electron ay tataas din nang naaayon), kung gayon ang unang dalawang electron ay sasakupin ang unang orbital, ang susunod na walo ay matatagpuan sa pangalawa, atbp. Ang pare-parehong pagbabagong ito sa elektronikong istruktura ng mga atomo mula sa elemento hanggang sa elemento ay tumutukoy sa mga pattern sa kanilang mga katangian ng kemikal.
Kung ang mga electron ay boson, kung gayon ang lahat ng mga electron sa isang atom ay maaaring sakupin ang parehong orbital, na tumutugma sa pinakamababang enerhiya. Sa kasong ito, ang mga katangian ng lahat ng bagay sa Uniberso ay magiging ganap na naiiba, at ang Uniberso sa anyo kung saan alam natin na ito ay imposible.
Ang lahat ng lepton - electron, muon, tau lepton at ang kanilang mga katumbas na neutrino - ay mga fermion. Ganoon din ang masasabi tungkol sa mga quark. Kaya, ang lahat ng mga particle na bumubuo ng "matter", ang pangunahing tagapuno ng Uniberso, pati na rin ang mga hindi nakikitang neutrino, ay mga fermion. Ito ay medyo makabuluhan: hindi maaaring pagsamahin ang mga fermion, kaya ang parehong naaangkop sa mga bagay sa materyal na mundo.
Kasabay nito, ang lahat ng "mga particle ng gauge" na ipinagpapalit sa pagitan ng mga nakikipag-ugnayan na mga particle ng materyal at na lumikha ng isang larangan ng pwersa ( tingnan sa itaas), ay mga boson, na napakahalaga rin. Kaya, halimbawa, maraming mga photon ang maaaring nasa parehong estado, na bumubuo ng isang magnetic field sa paligid ng isang magnet o isang electric field sa paligid ng isang electric charge. Dahil dito, posible rin ang laser.
Iikot.
Ang pagkakaiba sa pagitan ng boson at fermion ay nauugnay sa isa pang katangian ng elementarya na mga particle - paikutin. Nakapagtataka, ang lahat ng mga pangunahing particle ay may sariling angular momentum o, sa madaling salita, umiikot sa kanilang sariling axis. Momentum - katangian paikot na paggalaw, pati na rin ang kabuuang impulse – translational. Sa anumang pakikipag-ugnayan, ang angular na momentum at momentum ay pinananatili.
Sa microcosm, ang angular momentum ay quantize, i.e. tumatagal ng mga discrete value. Sa angkop na mga yunit ng pagsukat, ang mga lepton at quark ay may spin na 1/2, at ang gauge particle ay may spin na 1 (maliban sa graviton, na hindi pa naoobserbahan sa eksperimentong paraan, ngunit sa teorya ay dapat may spin na 2). Dahil ang mga lepton at quark ay mga fermion, at ang mga partikulo ng gauge ay mga boson, maaari nating ipagpalagay na ang "fermionicity" ay nauugnay sa spin 1/2, at ang "bosonicity" ay nauugnay sa spin 1 (o 2). Sa katunayan, ang parehong eksperimento at teorya ay nagpapatunay na kung ang isang particle ay may half-integer spin, kung gayon ito ay isang fermion, at kung mayroon itong integer spin, kung gayon ito ay isang boson.
MGA TEORYA AT GEOMETRY NG GAUGE
Sa lahat ng mga kaso, ang mga puwersa ay lumitaw dahil sa pagpapalitan ng mga boson sa pagitan ng mga fermion. Kaya, ang puwersa ng kulay ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng dalawang quark (quark - fermion) ay lumitaw dahil sa pagpapalitan ng mga gluon. Ang isang katulad na palitan ay patuloy na nangyayari sa mga proton, neutron at atomic nuclei. Katulad nito, ang mga photon na ipinagpapalit sa pagitan ng mga electron at quark ay lumilikha ng mga elektrikal na kaakit-akit na pwersa na humahawak ng mga electron sa atom, at ang mga intermediate vector boson na ipinagpapalit sa pagitan ng mga lepton at quark ay lumilikha ng mga mahihinang pwersa na responsable sa pag-convert ng mga proton sa mga neutron sa mga thermonuclear na reaksyon sa mga bituin.
Ang teorya sa likod ng palitan na ito ay elegante, simple, at malamang na tama. Ito ay tinatawag na gauge theory. Ngunit sa kasalukuyan ay mayroon lamang independiyenteng mga teorya ng gauge ng malakas, mahina at electromagnetic na pakikipag-ugnayan at isang katulad, bagama't medyo naiiba, gauge theory of gravity. Ang isa sa pinakamahalagang pisikal na problema ay ang pagbabawas ng mga indibidwal na teoryang ito sa isang solong at kasabay na simpleng teorya, kung saan lahat sila ay magiging iba't ibang aspeto ng isang realidad - tulad ng mga mukha ng isang kristal.
Talahanayan 3. ILANG HADRONS | ||||
Particle | Simbolo | Komposisyon ng quark * | Rest mass, MeV/ Sa 2 | Pagsingil ng kuryente |
MGA BARION | ||||
Proton | p | uud | 938 | +1 |
Neutron | n | udd | 940 | 0 |
Omega minus | W – | sss | 1672 | –1 |
MGA MESON | ||||
Pi-plus | p + | u | 140 | +1 |
Pi minus | p – | du | 140 | –1 |
Fi | f | sє | 1020 | 0 |
JP | J/y | cў | 3100 | 0 |
Upsilon | Ў | b | 9460 | 0 |
* Komposisyon ng quark: u– itaas; d– mas mababa; s- kakaiba; c– enchanted; b- Maganda. Ang mga antigo ay ipinahiwatig ng isang linya sa itaas ng titik. |
Ang pinakasimple at pinakaluma sa mga teorya ng gauge ay ang gauge theory ng electromagnetic interaction. Sa loob nito, ang singil ng isang elektron ay inihambing (naka-calibrate) sa singil ng isa pang elektron na malayo dito. Paano mo maihahambing ang mga singil? Maaari mong, halimbawa, dalhin ang pangalawang elektron na mas malapit sa una at ihambing ang kanilang mga puwersa ng pakikipag-ugnayan. Ngunit hindi ba nagbabago ang singil ng isang elektron kapag lumipat ito sa ibang punto sa kalawakan? Ang tanging paraan upang suriin ay magpadala ng isang senyas mula sa isang malapit na elektron patungo sa isang malayo at makita kung paano ito tumutugon. Ang signal ay isang gauge particle - isang photon. Upang masubukan ang singil sa malalayong mga particle, kinakailangan ang isang photon.
Sa matematika, ang teoryang ito ay lubos na tumpak at maganda. Mula sa "prinsipyo ng gauge" na inilarawan sa itaas ay dumadaloy ang lahat ng quantum electrodynamics (quantum theory of electromagnetism), pati na rin ang teorya ni Maxwell ng electromagnetic field - isa sa pinakadakilang mga tagumpay na pang-agham ika-19 na siglo
Bakit mabunga ang gayong simpleng prinsipyo? Tila, ito ay nagpapahayag ng isang tiyak na ugnayan sa pagitan ng iba't ibang bahagi ng Uniberso, na nagpapahintulot sa mga sukat na gawin sa Uniberso. Sa mga termino sa matematika, ang patlang ay binibigyang kahulugan sa geometriko bilang ang kurbada ng ilang naiisip na "panloob" na espasyo. Ang pagsukat ng singil ay pagsukat sa kabuuang "internal curvature" sa paligid ng particle. Ang mga teorya ng gauge ng malakas at mahina na pakikipag-ugnayan ay naiiba sa electromagnetic gauge theory lamang sa panloob na geometric na "istraktura" ng kaukulang singil. Ang tanong kung saan eksakto ang panloob na espasyong ito ay hinahangad na masagot ng multidimensional na pinag-isang mga teorya sa larangan, na hindi tinalakay dito.
Talahanayan 4. MGA PUNDAMENTAL NA INTERAKSYON | |||||
Pakikipag-ugnayan | Relatibong intensity sa layo na 10-13 cm | Radius ng pagkilos | carrier ng pakikipag-ugnayan | Mass ng pahinga ng carrier, MeV/ Sa 2 | Paikutin ang carrier |
Malakas | 1 | Gluon | 0 | 1 | |
Electro- magnetic |
0,01 | Ґ | Photon | 0 | 1 |
Mahina | 10 –13 | W + | 80400 | 1 | |
W – | 80400 | 1 | |||
Z 0 | 91190 | 1 | |||
Gravita- nasyonal |
10 –38 | Ґ | Graviton | 0 | 2 |
Hindi pa kumpleto ang particle physics. Malayo pa rin sa malinaw kung sapat ang magagamit na data upang lubos na maunawaan ang likas na katangian ng mga particle at pwersa, gayundin ang tunay na kalikasan at sukat ng espasyo at oras. Kailangan ba natin ng mga eksperimento na may mga enerhiya na 10 15 GeV para dito, o magiging sapat ba ang pagsisikap ng pag-iisip? Wala pang sagot. Ngunit maaari nating sabihin nang may kumpiyansa na ang huling larawan ay magiging simple, elegante at maganda. Posible na hindi magkakaroon ng napakaraming pangunahing ideya: ang prinsipyo ng gauge, mga espasyo ng mas matataas na sukat, pagbagsak at pagpapalawak, at, higit sa lahat, geometry.
Mga istruktura ng Microworld
Noong nakaraan, ang mga elementarya na particle ay tinatawag na mga particle na bahagi ng isang atom at hindi maaaring hatiin sa higit pang mga elementong sangkap, katulad ng mga electron at nuclei.
Nang maglaon ay natagpuan na ang nuclei ay binubuo ng mas simpleng mga particle - mga nucleon(mga proton at neutron), na binubuo naman ng iba pang mga particle. kaya lang ang pinakamaliit na particle ng matter ay nagsimulang ituring na elementary particles , hindi kasama ang mga atomo at ang kanilang nuclei .
Sa ngayon, daan-daang mga elementarya na particle ang natuklasan, na nangangailangan ng kanilang pag-uuri:
– ayon sa uri ng pakikipag-ugnayan
- sa oras ng buhay
- pinakamalaking likod
Ang mga elemento ng elementarya ay nahahati sa mga sumusunod na grupo:
Composite at pangunahing (walang istruktura) na mga particle
Mga compound na particle
Hadron (mabigat)– mga particle na nakikilahok sa lahat ng uri ng pangunahing pakikipag-ugnayan. Binubuo sila ng mga quark at nahahati naman sa: mesons– mga hadron na may integer spin, iyon ay, sila ay boson; mga baryon– mga hadron na may half-integer spin, iyon ay, fermion. Ang mga ito, sa partikular, ay kinabibilangan ng mga particle na bumubuo sa nucleus ng isang atom - proton at neutron, i.e. mga nucleon.
Pangunahing (walang istruktura) na mga particle
Lepton (liwanag)– fermion, na may anyo ng mga point particle (i.e., hindi binubuo ng anuman) hanggang sa mga kaliskis ng pagkakasunud-sunod na 10 − 18 m. Hindi sila nakikilahok sa malakas na pakikipag-ugnayan. Ang pakikilahok sa mga pakikipag-ugnayan ng electromagnetic ay eksperimento na naobserbahan lamang para sa mga naka-charge na lepton (mga electron, muons, tau lepton) at hindi naobserbahan para sa mga neutrino.
Quark– fractionally charged particle na bumubuo sa mga hadron. Hindi sila naobserbahan sa malayang estado.
Gauge boson– mga particle sa pamamagitan ng pagpapalitan kung saan ang mga pakikipag-ugnayan ay isinasagawa:
– photon – isang particle na nagdadala ng electromagnetic interaction;
– walong gluon – mga particle na nagdadala ng malakas na interaksyon;
– tatlong intermediate vector boson W + , W− at Z 0, na pinahihintulutan ang mahinang pakikipag-ugnayan;
– Ang graviton ay isang hypothetical particle na naglilipat ng gravitational interaction. Ang pagkakaroon ng mga graviton, bagama't hindi pa napatunayan sa eksperimento dahil sa kahinaan ng pakikipag-ugnayan ng gravitational, ay itinuturing na malamang; gayunpaman, ang graviton ay hindi kasama sa Standard Model ng elementary particles.
Sa pamamagitan ng modernong ideya, ang mga pangunahing particle (o "totoo" elementarya na mga particle) na walang panloob na istraktura at may hangganang sukat ay kinabibilangan ng:
Quark at lepton
Mga particle na nagbibigay ng mga pangunahing pakikipag-ugnayan: gravitons, photon, vector boson, gluon.
Pag-uuri ng elementarya na mga particle ayon sa buhay:
- matatag: mga particle na ang buhay ay napakatagal (sa limitasyon ay may posibilidad na infinity). Kabilang dito ang mga electron , mga proton , neutrino . Ang mga neutron ay matatag din sa loob ng nuclei, ngunit sila ay hindi matatag sa labas ng nucleus.
- hindi matatag (quasi-stable): ang elementary particle ay yaong mga particle na nabubulok dahil sa electromagnetic at mahinang interaksyon, at ang buhay ay higit sa 10–20 segundo. Kabilang sa mga naturang particle libreng neutron (i.e. isang neutron sa labas ng nucleus ng isang atom)
- mga resonance (hindi matatag, panandalian). Ang mga resonance ay kinabibilangan ng mga elementarya na particle na nabubulok dahil sa malakas na pakikipag-ugnayan. Ang kanilang buhay ay mas mababa sa 10 -20 segundo.
Pag-uuri ng mga particle sa pamamagitan ng pakikilahok sa mga pakikipag-ugnayan:
- lepton : Kabilang dito ang mga neutron. Lahat sila ay hindi nakikilahok sa whirlpool ng intranuclear interaction, i.e. ay hindi napapailalim sa malakas na pakikipag-ugnayan. Nakikilahok sila sa mahinang pakikipag-ugnayan, at ang mga may electric charge ay nakikilahok din sa electromagnetic na pakikipag-ugnayan
- hadrons : mga particle na umiiral sa loob ng atomic nucleus at nakikilahok sa malakas na pakikipag-ugnayan. Ang pinakasikat sa kanila ay proton At neutron .
Kilala ngayon anim na lepton :
Sa parehong pamilya ng electron ay mga muon at tau particle, na katulad ng electron ngunit mas malaki. Ang mga muon at tau particle ay hindi matatag at kalaunan ay nabubulok sa ilang iba pang mga particle, kabilang ang electron
Tatlong electrically neutral na particle na may zero (o malapit sa zero, hindi pa napagpasyahan ng mga siyentipiko sa puntong ito) ang masa, na tinatawag neutrino . Ang bawat isa sa tatlong neutrino (electron neutrino, muon neutrino, tau neutrino) ay ipinares sa isa sa tatlong uri ng mga particle ng pamilya ng elektron.
Ang pinakasikat hadrons , mga proton at neutrino mayroong daan-daang mga kamag-anak, na ipinanganak sa malaking bilang at agad na nabubulok sa proseso ng iba't ibang mga reaksyong nuklear. Maliban sa proton, lahat sila ay hindi matatag at maaaring mauri ayon sa komposisyon ng mga particle kung saan sila nabubulok:
Kung mayroong isang proton sa mga huling produkto ng pagkabulok ng butil, kung gayon ito ay tinatawag baryon
Kung walang proton sa mga produkto ng pagkabulok, kung gayon ang particle ay tinatawag meson .
Ang magulong larawan ng subatomic na mundo, na naging mas kumplikado sa pagtuklas ng bawat bagong hadron, ay nagbigay daan sa isang bagong larawan sa pagdating ng konsepto ng quark. Ayon sa modelo ng quark, ang lahat ng hadron (ngunit hindi lepton) ay binubuo ng higit pang elementarya na mga particle - mga quark. Kaya mga baryon (sa partikular ang proton) ay binubuo ng tatlong quark, at mesons - mula sa pares na quark - antiquark.
henerasyon | Quark na may bayad (+2/3) | Quark na may charge (−1/3) | ||||||
simbolo ng quark/antiquark | Misa (MeV) | Pangalan/lasa ng quark/antiquark | simbolo ng quark/antiquark | Misa (MeV) | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | u-quark (up-quark) / anti-u-quark | texvc hindi mahanap; Tingnan ang math/README para sa tulong sa pag-setup.): u / \, \overline(u)
|
mula 1.5 hanggang 3 | d-quark (down-quark) / anti-d-quark | Hindi ma-parse ang expression (Executable file texvc hindi mahanap; Tingnan ang math/README para sa tulong sa pag-setup.): d / \, \overline(d)
|
4.79±0.07 | ||
2 | c-quark (charm-quark) / anti-c-quark | Hindi ma-parse ang expression (Executable file texvc hindi mahanap; Tingnan ang math/README para sa tulong sa pag-setup.): c / \, \overline(c)
|
1250 ± 90 | s-quark (kakaibang quark) / anti-s-quark | Hindi ma-parse ang expression (Executable file texvc hindi mahanap; Tingnan ang math/README para sa tulong sa pag-setup.): s / \, \overline(s)
|
95 ± 25 | ||
3 | t-quark (top-quark) / anti-t-quark | Hindi ma-parse ang expression (Executable file texvc hindi mahanap; Tingnan ang math/README para sa tulong sa pag-setup.): t / \, \overline(t)
|
174 200 ± 3300 | b-quark (bottom-quark) / anti-b-quark | Hindi ma-parse ang expression (Executable file texvc hindi mahanap; Tingnan ang math/README para sa tulong sa pag-setup.): b / \, \overline(b)
|
4200±70 |
Tingnan din
Sumulat ng isang pagsusuri tungkol sa artikulong "Pundamental na particle"
Mga Tala
Mga link
- S. A. Slavatinsky// Moscow Institute of Physics and Technology (Dolgoprudny, rehiyon ng Moscow)
- Slavatinsky S.A. // SOZH, 2001, No. 2, p. 62–68 archive http://web.archive.org/web/20060116134302/http://journal.issep.rssi.ru/annot.php?id=S1176
- // nuclphys.sinp.msu.ru
- // second-physics.ru
- //physics.ru
- // nature.web.ru
- // nature.web.ru
- // nature.web.ru
Ang pinakatanyag na pormula mula sa pangkalahatang kapamanggitan ay ang batas ng konserbasyon ng enerhiya-masa | Ito ay isang draft na artikulo sa pisika. Matutulungan mo ang proyekto sa pamamagitan ng pagdaragdag dito. |
|
Mga yunit pisikal na dami kapag naglalarawan ng mga phenomena na nagaganap sa microworld, nahahati sila sa basic at derivative, na tinutukoy sa pamamagitan ng mathematical notation ng mga batas ng physics.
Dahil sa ang katunayan na ang lahat ng pisikal na phenomena ay nangyayari sa espasyo at oras, ang mga pangunahing yunit ay pangunahing itinuturing na mga yunit ng haba at oras, na sinusundan ng yunit ng masa. Mga pangunahing yunit: haba l, oras t, masa m - makatanggap ng isang tiyak na sukat. Ang mga sukat ng mga hinangong yunit ay tinutukoy ng mga formula na nagpapahayag ng ilang partikular na pisikal na batas.
Ang mga sukat ng mga pangunahing pisikal na yunit ay pinili upang sa pagsasanay ay maginhawang gamitin ang mga ito.
Ang mga sumusunod na dimensyon ay tinatanggap sa SI system: haba [ l] = m (meter), oras [t] = s (segundo), masa [t] = kg (kilo).
Sa sistema ng CGS, tinatanggap ang mga sumusunod na dimensyon para sa mga pangunahing yunit: haba [/] = cm (sentimetro), oras [t] = s (segundo) at masa [t] = g (gramo). Upang ilarawan ang mga phenomena na nagaganap sa microcosm, parehong SI at CGS unit ay maaaring gamitin.
Tantyahin natin ang mga order ng magnitude ng haba, oras at masa sa mga phenomena ng microworld.
Bilang karagdagan sa pangkalahatang tinatanggap na mga internasyonal na sistema ng mga yunit ng SI at GHS, ang "mga natural na sistema ng mga yunit" ay ginagamit din, batay sa mga pangkalahatang pisikal na pare-pareho. Ang mga sistemang ito ng mga yunit ay partikular na may kaugnayan at ginagamit sa iba't ibang pisikal na teorya. Sa natural na sistema ng mga yunit, ang mga pangunahing constant ay kinukuha bilang mga pangunahing yunit: ang bilis ng liwanag sa vacuum − c, Planck's constant − ћ, gravitational constant G N, Boltzmann's constant − k: Avogadro's number − N A, atbp. Sa natural na sistema ng mga yunit ng Planck ito ay tinatanggap c = ћ = G N = k = 1. Ang sistemang ito ng mga yunit ay ginagamit sa kosmolohiya upang ilarawan ang mga proseso kung saan ang mga quantum at gravitational effect ay magkasabay na makabuluhan (mga teorya ng Black hole, mga teorya ng unang bahagi ng Uniberso).
Sa natural na sistema ng mga yunit, nalulutas ang problema ng natural na yunit ng haba. Ito ay maaaring ituring na Compton wavelength λ 0, na tinutukoy ng mass ng particle M: λ 0 = ћ/Мс.
Ang haba nailalarawan ang laki ng bagay. Kaya, para sa isang electron, ang classical radius ay r 0 = e 2 /m e c 2 = 2.81794·10 -13 cm (e, m e - charge at mass ng electron). Ang klasikal na radius ng isang electron ay may kahulugan ng radius ng isang sisingilin na bola na may charge e (ang pamamahagi ay spherically symmetric), kung saan ang enerhiya ng electrostatic field ng bola ε = γе 2 /r 0 ay katumbas ng natitira enerhiya ng electron m e c 2 (ginagamit kapag isinasaalang-alang ang pagkakalat ni Thompson ng liwanag).
Ginagamit din ang radius ng orbit ng Bohr. Ito ay tinukoy bilang ang distansya mula sa nucleus kung saan ang isang electron ay malamang na matatagpuan sa isang unexcited hydrogen atom.
a 0 = ћ 2 /m e e 2 (sa sistema ng SGS) at isang 0 = (α/4π)R = 0.529·10 -10 m (sa sistema ng SI), α = 1/137.
Laki ng nucleon r ≈ 10 -13 cm (1 femtometer). Ang mga dimensyon ng katangian ng mga atomic system ay 10 -8, ang mga nuclear system ay 10 -12 ÷ 10 -13 cm.
Oras nag-iiba-iba sa isang malawak na hanay at tinukoy bilang ratio ng distansya R sa bilis ng bagay v. Para sa mga microobject τ poison = R/v = 5·10 -12 cm/10 9 cm/s ~ 5·10 -22 s;
τ elemento h = 10 -13 cm/3·10 10 cm/s = 3·10 -24 s.
Mga misa nagbabago ang mga bagay mula 0 hanggang M. Kaya, ang masa ng isang electron m e ≈ 10 -27 g, ang masa ng isang proton
m р ≈ 10 -24 g (SGS system). Isang atomic mass unit na ginagamit sa atomic at nuclear physics, 1 amu. = M(C)/12 sa mga yunit ng carbon atom mass.
Ang mga pangunahing katangian ng mga micro-object ay kinabibilangan ng electric charge, pati na rin ang mga katangiang kinakailangan upang makilala ang isang elementary particle.
Pagsingil ng kuryente
Ang mga particle Q ay karaniwang sinusukat sa mga yunit ng electron charge. Electron charge e = 1.6·10 -19 coulombs. Para sa mga particle sa isang libreng estado, Q/e = ±1.0, at para sa mga quark na bahagi ng hadrons, Q/e = ±2/3 at ±1/3.
Sa nuclei, ang singil ay tinutukoy ng bilang ng mga proton Z na nasa nucleus. Proton charge sa pamamagitan ng ganap na halaga katumbas ng singil ng elektron.
Upang makilala ang isang elementarya na butil kailangan mong malaman:
I – isotopic spin;
J – intrinsic angular momentum – iikot;
P – spatial parity;
C – pagkakapantay-pantay ng singil;
G − G-pagkakatulad.
Ang impormasyong ito ay nakasulat sa anyo ng formula I G (J PC).
Iikot− isa sa pinakamahalagang katangian ng isang particle, kung saan ginagamit ang pangunahing Planck constant h o ћ = h/2π = 1.0544·10 -27 [erg-s]. Ang mga boson ay may integer spin sa mga unit ћ: (0,1, 2,...)ћ, ang fermion ay may half-integer spin (1/2, 3/2,.. .)ћ. Sa klase ng mga supersymmetric na particle, ang mga halaga ng spin ng fermion at boson ay binaligtad.
kanin. Ang Figure 4 ay naglalarawan ng pisikal na kahulugan ng spin J sa pamamagitan ng pagkakatulad sa klasikal na konsepto ng angular momentum ng isang particle na may mass m = 1 g na gumagalaw sa bilis v = 1 cm/s sa isang bilog na may radius r = 1 cm. Sa classical physics , angular momentum J = mvr = L (L ay orbital momentum). Sa quantum mechanics, J = = 10 27 ћ = 1 erg·s para sa parehong mga parameter ng isang bagay na gumagalaw sa isang bilog, kung saan ћ = 1.05·10 -27 erg·s.
Ang projection ng spin ng elementary particle papunta sa direksyon ng momentum nito ay tinatawag na helicity. Ang helicity ng isang massless particle na may arbitrary spin ay tumatagal lamang ng dalawang value: kasama o laban sa direksyon ng momentum ng particle. Para sa isang photon, ang mga posibleng halaga ng helicity ay katumbas ng ±1, para sa isang massless neutrino, ang helicity ay katumbas ng ±1/2.
Ang spin angular momentum ng isang atomic nucleus ay tinukoy bilang ang vector sum ng spins ng elementary particles na bumubuo ng isang quantum system at ang orbital angular moments ng mga particle na ito dahil sa kanilang paggalaw sa loob ng system. Orbital momentum ||, at spin momentum || makakuha ng discrete na kahulugan. Orbital momentum || = ћ[ l(l+1)] 1/2 , kung saan l− orbital quantum number (maaaring kumuha ng mga halaga 0, 1,2,...), intrinsic angular momentum || = ћ 1/2 kung saan ang s ay ang spin quantum number (maaaring tumagal ng zero, integer o half-integer na mga halaga J, ang kabuuang angular momentum ay katumbas ng sum + = .
Kabilang sa mga derived unit ang: enerhiya ng particle, bilis, pagpapalit ng bilis para sa mga relativistic na particle, magnetic moment, atbp.
Enerhiya butil sa pamamahinga: E = mc 2 ; gumagalaw na butil: E = m 2 c 4 + p 2 c 2.
Para sa mga non-relativistic na particle: E = mc 2 + p 2 /2m; para sa relativistic particle, na may mass m = 0: E = avg.
Mga unit ng enerhiya - eV, keV, MeV, GeV, TeV, ... 1 GeV = 10 9 eV, 1 TeV = 10 12 eV,
1 eV = 1.6·10 -12 erg.
Bilis ng particle
β = v/c, kung saan ang c = 3·10 10 cm/s ay ang bilis ng liwanag. Tinutukoy ng bilis ng particle ang isang mahalagang katangian gaya ng Lorentz factor ng particle γ = 1/(1-β 2) 1/2 = E/mc 2. Laging γ > 1- Para sa mga non-relativistic na particle 1< γ < 2, а для релятивистских частиц γ > 2.
Sa high-energy physics, ang velocity ng isang particle β ay malapit sa 1 at mahirap matukoy para sa relativistic particle. Samakatuwid, sa halip na bilis, bilis y ang ginagamit, na nauugnay sa bilis ng kaugnayan y = (1/2)ln[(1+β)/(1-β)] = (1/2)ln[(E +p)/(E-p) ]. Ang bilis ay nag-iiba mula 0 hanggang ∞.
Ang functional na relasyon sa pagitan ng bilis ng butil at bilis ay ipinapakita sa Fig. 5. Para sa mga relativistic na particle sa β → 1, E → p, pagkatapos ay sa halip na bilis maaari nating gamitin ang pseudo-rapidity η, na tinutukoy ng anggulo ng pag-alis ng particle θ, η = (1/2)ln tan(θ/2) . Hindi tulad ng bilis, ang bilis ay isang additive na dami, i.e. y 2 = y 0 + y 1 para sa anumang frame of reference at para sa anumang relativistic at non-relativistic particle.
Magnetic na sandali
μ = Iπr 2 /c, kung saan ang kasalukuyang I = ev/2πr ay lumabas dahil sa pag-ikot ng electric charge. Kaya, ang anumang sisingilin na particle ay may magnetic moment. Kapag isinasaalang-alang ang magnetic moment ng isang electron, ginagamit ang Bohr magneton
μ B = eћ/2m e c = 0.5788·10 -14 MeV/G, electron magnetic moment = g·μ B ·. Ang coefficient g ay tinatawag na gyromagnetic ratio. Para sa isang electron g = /μ B · = 2, dahil J = ћ/2, = μ B sa kondisyon na ang electron ay parang point na walang structure na particle. Ang gyromagnetic ratio g ay naglalaman ng impormasyon tungkol sa istruktura ng particle. Ang dami (g − 2) ay sinusukat sa mga eksperimento na naglalayong pag-aralan ang istruktura ng mga particle maliban sa mga lepton. Para sa mga lepton, ang halagang ito ay nagpapahiwatig ng papel ng mas mataas na electromagnetic correction (tingnan ang karagdagang seksyon 7.1).
Sa nuclear physics, ang nuclear magneton ay ginagamit μ i = eћ/2m p c, kung saan ang m p ay ang proton mass.
2.1.1. Ang Heaviside system at ang koneksyon nito sa GHS system
Sa sistema ng Heaviside, ang bilis ng liwanag c at ang pare-parehong ћ ng Planck ay ipinapalagay na katumbas ng pagkakaisa, i.e. с = ћ = 1. Ang mga pangunahing yunit ng pagsukat ay mga yunit ng enerhiya − MeV o MeV -1, habang sa sistema ng GHS ang mga pangunahing yunit ng pagsukat ay [g, cm, s]. Pagkatapos, gamit ang mga relasyon: E = mc 2 = m = MeV, l= ћ/mc = MeV -1, t = ћ/mc 2 = MeV -1, nakukuha namin ang koneksyon sa pagitan ng Heaviside system at ng SGS system sa anyo:- m(g) = m(MeV) 2 10 -27,
- l(cm) = l(MeV -1) 2 10 -11 ,
- t (s) = t (MeV -1) b.b 10 -22.
Ang Heaviside system ay ginagamit sa high-energy physics upang ilarawan ang mga phenomena na nagaganap sa microcosm, at batay sa paggamit ng mga natural na constants c at ћ, na mapagpasyahan sa relativistic at quantum mechanics.
Ang mga numerical na halaga ng kaukulang dami sa sistema ng CGS para sa electron at proton ay ibinibigay sa Talahanayan. 3 at maaaring magamit upang lumipat mula sa isang sistema patungo sa isa pa.
Talahanayan 3. Mga numerong halaga ng mga dami sa sistema ng CGS para sa elektron at proton
2.1.2. Planck (natural) na mga yunit
Kapag isinasaalang-alang ang gravitational effect, ang Planck scale ay ipinakilala upang sukatin ang enerhiya, masa, haba at oras. Kung ang gravitational energy ng isang bagay ay katumbas ng kabuuang enerhiya nito, i.e.
yun
haba = 1.6·10 -33 cm,
masa = 2.2·10 -5 g = 1.2·10 19 GeV,
oras = 5.4·10 -44 s,
saan = 6.67·10 -8 cm 2 ·g -1 ·s -2 .
Ang mga epekto ng gravitational ay makabuluhan kapag ang gravitational energy ng isang bagay ay maihahambing sa kabuuang enerhiya nito.
2.2. Pag-uuri ng mga elementarya na particle
Ang konsepto ng "elementarya na butil" ay nabuo sa pagtatatag ng discrete na katangian ng istraktura ng bagay sa antas ng mikroskopiko.
Atoms → nuclei → nucleon → partons (quarks at gluons)
Sa modernong pisika, ang terminong "elementarya na mga particle" ay ginagamit upang pangalanan ang isang malaking grupo ng maliliit sinusunod mga particle ng bagay. Ang pangkat ng mga particle na ito ay napakalawak: p protons, n neutrons, π- at K-mesons, hyperon, charmed particles (J/ψ...) at maraming resonances (sa kabuuan
~ 350 mga particle). Ang mga particle na ito ay tinatawag na "hadrons".
Ito ay lumabas na ang mga particle na ito ay hindi elementarya, ngunit kumakatawan sa mga pinagsama-samang sistema, ang mga bumubuo nito ay tunay na elementarya o, kung paano sila tinawag, " pundamental
"mga particle − mga kasama, natuklasan habang pinag-aaralan ang istruktura ng proton. Ang pag-aaral ng mga katangian ng mga parton ay naging posible upang makilala ang mga ito mga quark At mga gluon, ipinakilala sa pagsasaalang-alang nina Gell-Mann at Zweig kapag nag-uuri ng mga nakikitang elementarya na particle. Ang mga quark ay naging mga fermion na may spin J = 1/2. Sila ay itinalaga ng fractional electric charges at isang baryon number B = 1/3, dahil ang baryon na may B = 1 ay binubuo ng tatlong quark. Bilang karagdagan, upang ipaliwanag ang mga katangian ng ilang baryon, kinailangan na magpakilala ng bagong quantum number—kulay. Ang bawat quark ay may tatlong estado ng kulay, na tinutukoy ng mga indeks na 1, 2, 3 o ang mga salitang pula (R), berde (G) at asul (B). Ang kulay ay hindi nagpapakita ng sarili sa anumang paraan sa mga naobserbahang hadron at gumagana lamang sa loob ng mga ito.
Sa ngayon, 6 na lasa (uri) ng mga quark ang natuklasan.
Sa mesa Ipinapakita ng 4 ang mga katangian ng mga quark para sa isang estado ng kulay.
Talahanayan 4. Mga katangian ng quark
bango | Misa, MeV/s 2 | ako | ako 3 | Q q /e | s | Sa | b | t |
bangon ka | 330; (5) | 1/2 | 1/2 | 2/3 | 0 | 0 | 0 | 0 |
d pababa | 340; (7) | 1/2 | -1/2 | -1/3 | 0 | 0 | 0 | 0 |
kakaiba | 450; (150) | 0 | 0 | -1/3 | -1 | 0 | 0 | 0 |
may alindog | 1500 | 0 | 0 | 2/3 | 0 | 1 | 0 | 0 |
b kagandahan | 5000 | 0 | 0 | -1/3 | 0 | 0 | -1 | 0 |
t katotohanan | 174000 | 0 | 0 | 2/3 | 0 | 0 | 0 | 1 |
Para sa bawat lasa ng isang quark, ang masa nito ay ipinahiwatig (ang masa ng mga constituent quark at ang masa ng kasalukuyang quark ay ibinibigay sa panaklong), ang isotopic spin I at ang 3rd projection ng isotopic spin I 3 , ang quark charge Q q / e at ang mga quantum number na s, c, b, t. Kasama ng mga quantum number na ito, madalas na ginagamit ang quantum number hypercharge Y = B + s + c + b+ t. May koneksyon sa pagitan ng projection ng isotopic spin I 3 , electric charge Q at hypercharge Y: Q = I 3 + (1/2)Y.
Dahil ang bawat quark ay may 3 kulay, 18 quark ang dapat isaalang-alang. Ang mga quark ay walang istraktura.
Kasabay nito, sa mga elementarya na particle mayroong isang buong klase ng mga particle na tinatawag na " lepton"Ang mga ito ay mga pundamental na particle din, ibig sabihin, wala silang istraktura. Anim sa kanila: tatlong may charge na e, μ, τ at tatlong neutral na ν e, ν μ, ν τ. Ang mga lepton ay nakikilahok lamang sa electromagnetic at mahina na pakikipag-ugnayan. Lepton at ang mga quark na may half-integer spin J = (n+1/2)ћ, n = 0, 1,... ay nabibilang sa mga pundamental na fermion. Ang isang nakakagulat na simetrya ay naobserbahan sa pagitan ng mga lepton at quark: anim na lepton at anim na quark.
Sa mesa Ipinapakita ng Figure 5 ang mga katangian ng mga pangunahing fermion: electric charge Q i sa mga yunit ng electron charge at particle mass m. Ang mga lepton at quark ay pinagsama sa tatlong henerasyon (I, II at III). Para sa bawat henerasyon, ang kabuuan ng mga singil sa kuryente ∑Q i = 0, na isinasaalang-alang ang 3 kulay na singil para sa bawat quark. Ang bawat fermion ay may kaukulang antifermion.
Bilang karagdagan sa mga katangian ng mga particle na ipinahiwatig sa talahanayan, ang isang mahalagang papel para sa mga lepton ay nilalaro ng mga numero ng lepton: electron L e, katumbas ng +1 para sa e - at ν e, muonic L μ, katumbas ng +1 para sa μ - at ν μ at taonic L τ, katumbas ng + 1 para sa τ - at ν τ, na tumutugma sa mga lasa ng mga lepton na kasangkot sa mga partikular na reaksyon at mga conserved na dami. Para sa mga lepton, ang baryon number B = 0.
Talahanayan 5. Mga katangian ng mga pangunahing fermion
Ang bagay sa paligid natin ay binubuo ng mga unang henerasyong fermion ng di-zero na masa. Ang impluwensya ng mga particle ng ikalawa at ikatlong henerasyon ay nagpakita mismo sa unang bahagi ng Uniberso. Sa mga pangunahing particle, isang espesyal na papel ang ginagampanan ng mga pangunahing gauge boson, na mayroong integer internal quantum number ng spin J = nћ, n = 0, 1, .... Ang gauge boson ay may pananagutan para sa apat na uri ng pangunahing pakikipag-ugnayan: malakas ( gluon g), electromagnetic (photon γ), mahina (bosons W ±, Z 0), gravitational (graviton G). Sila rin ay walang istruktura, pangunahing mga particle.
Sa mesa Ipinapakita ng 6 ang mga katangian ng mga pangunahing boson, na mga field quanta sa mga teorya ng gauge.
Talahanayan 6. Mga katangian ng mga pangunahing boson
Pangalan | singilin | Timbang | Iikot | Mga pakikipag-ugnayan |
Graviton, G | 0 | 0 | 2 | Gravitational |
Photon, γ | 0 | < 3·10 -27 эВ | 1 | Electromagnetic |
Siningil na vector boson, W ± | ±1 | 80.419 GeV/s 2 | 1 | Mahina |
Neutral na vector boson, Z 0 | 0 | 91.188 GeV/s 2 | 1 | Mahina |
Mga gluon, g 1 , ... , g 8 | 0 | 0 | 0 | Malakas |
Higgs, H 0 , H ± | 0 | > 100 GeV/s 2 | 0 |
Bilang karagdagan sa mga katangian ng open gauge boson γ, W ±, Z 0, g 1,..., g 8, ipinapakita ng talahanayan ang mga katangian ng hanggang ngayon ay hindi pa natuklasang mga boson: ang graviton G at ang Higgs boson H 0, H ±.
Isaalang-alang natin ngayon ang pinakamaraming pangkat ng elementarya na malakas na nakikipag-ugnayan sa mga particle - mga hadron, upang ipaliwanag ang istraktura kung saan ipinakilala ang konsepto ng mga quark.
Ang mga hadron ay nahahati sa mga meson at baryon. Ang mga meson ay ginawa mula sa isang quark at isang antiquark (q). Ang mga baryon ay binubuo ng tatlong quark (q 1 q 2 q 3).
Sa mesa 7 ay nagbibigay ng isang listahan ng mga katangian ng mga pangunahing hadron. (Para sa mga detalyadong talahanayan, tingnan ang The European Physical Journal C, Rev. of Particle Phys., v.15, No. 1 - 4, 2000.)
Talahanayan 7. Mga katangian ng hadrons
Pangalan | Misa, MeV/s 2 | Oras ng buhay, s | Mga mode ng pagkabulok | Komposisyon ng quark | |||||||||||
Peoni π ± 1 - (0 -+) π 0 |
139.567 134.965 |
2.6·10 -8 |
π ± → μ ± + ν π 0 → γ + γ |
(u), (d) (u − d)/√2 |
|||||||||||
η-meson η 0 0 + (0 -+) |
548.8 | Г=1.18±0.11 keV | η 0 → γ + γ; 3π 0 →π + + π -0 + π -- |
c 1 (u + d) + c 2 (s) | |||||||||||
|
|||||||||||||||
D ± D0 |
1869.3 1864.5 |
10.69·10 -13 4.28·10 -13 |
D ± → e ± + X |
(c), (d) (c) |
|||||||||||
F ± = | 1969.3 | 4.36·10 -13 | → ρ 0 + π ± | (c, s) | |||||||||||
B ± B 0 |
5277.6 5279.4 | 13.1·10 -13 13.1·10 -13 |
B ± → + π ± B 0 →+ π -0 + |
(u), (b) (d), (b) |
|||||||||||
b | Proton p Neutron n |
938.3 939.5 |
> 10 33 taon 898 ±16 |
n → р + e - + |
uud udd |
||||||||||
Λ | 2.63·10 -10 | Λ→p + π - | uds | ||||||||||||
Σ + Σ 0 Σ - |
1189.4 1192 1197 |
0.8·10 -10 5.8·10 -20 1.48·10 -10 |
Σ + →p + π 0 Σ 0 → Λ+ γ Σ - →n + π - |
uus uds dds |
|||||||||||
Ξ 0 Ξ - |
1314.9 1321 |
2.9·10 -10 1.64·10 -10 |
Ξ 0 → Λ+ π 0 Ξ - → Λ + π - |
uss dss |
|||||||||||
Ω - | 1672 | 0.8·10 -10 | Ω - → Λ+ K - | sss | |||||||||||
|
|
|
Ang istraktura ng quark ng mga hadron ay ginagawang posible na makilala sa malaking pangkat na ito ng mga particle na hindi kakaibang mga hadron, na binubuo ng mga hindi kakaibang quark (u, d), mga kakaibang hadron, na kinabibilangan ng isang kakaibang quark s, mga charmed hadron na naglalaman ng c- quark, pretty hadrons (bottom hadrons) na may b-quark.
Ipinapakita ng talahanayan ang mga katangian ng isang maliit na bahagi lamang ng mga hadron: meson at baryon. Ang kanilang masa, panghabambuhay, pangunahing mga mode ng pagkabulok at komposisyon ng quark ay ipinapakita. Para sa mga meson, ang numero ng baryon B = O at ang numero ng lepton L = 0. Para sa mga baryon, ang numero ng baryon B = 1, ang numero ng lepton L = 0. Ang mga meson ay boson (integer spin), ang mga baryon ay mga fermion (half-integer spin ).
Ang karagdagang pagsasaalang-alang sa mga katangian ng hadrons ay nagpapahintulot sa amin na pagsamahin ang mga ito sa isotopic multiplets, na binubuo ng mga particle na may parehong quantum number (baryon number, spin, internal parity, strangeness) at magkatulad na masa, ngunit may magkakaibang mga singil sa kuryente. Ang bawat isotopic multiplet ay nailalarawan sa pamamagitan ng isotopic spin I, na tumutukoy sa kabuuang bilang ng mga particle na kasama sa multiplet, katumbas ng 2I + 1. Ang Isospin ay maaaring tumagal ng mga halaga 0, 1/2, 1, 3/2, 2, . .., ibig sabihin. ang pagkakaroon ng isotopic singlet, doublets, triplets, quartets, atbp ay posible. Kaya, ang isang proton at isang neutron ay bumubuo ng isang isotopic doublet, π + -, π - -, π 0 -mesons ay itinuturing bilang isang isotopic triplet.
Ang mas kumplikadong mga bagay sa microcosm ay atomic nuclei. Ang atomic nucleus ay binubuo ng Z protons at N neutrons. Ang kabuuan ng Z + N = A ay ang bilang ng mga nucleon sa isang ibinigay na isotope. Kadalasan ang mga talahanayan ay nagbibigay ng halaga na na-average sa lahat ng isotopes, pagkatapos ito ay nagiging fractional. Ang nuclei ay kilala kung saan ang mga ipinahiwatig na halaga ay nasa loob ng mga limitasyon: 1< А < 289, 1 < Z < 116.
Ang mga particle na nakalista sa itaas ay isinasaalang-alang sa loob ng balangkas ng Standard Model. Ipinapalagay na lampas sa Standard Model ay maaaring mayroong isa pang grupo ng mga pangunahing particle - mga supersymmetric na particle (SUSY). Dapat nilang tiyakin ang simetrya sa pagitan ng mga fermion at boson. Sa mesa Ipinapakita ng 8 ang inaasahang katangian ng simetrya na ito.
2.3. Field approach sa problema ng interaksyon
2.3.1 Mga katangian ng mga pangunahing pakikipag-ugnayan
Ang malaking pagkakaiba-iba ng mga pisikal na phenomena na nagaganap sa panahon ng banggaan ng mga elementarya na particle ay tinutukoy lamang ng apat na uri ng pakikipag-ugnayan: electromagnetic, mahina, malakas at gravitational. Sa quantum theory, ang interaksyon ay inilalarawan sa mga tuntunin ng pagpapalitan ng tiyak na quanta (bosons) na nauugnay sa isang partikular na uri ng interaksyon.
Upang biswal na kumakatawan sa pakikipag-ugnayan ng mga particle, iminungkahi ng Amerikanong pisiko na si R. Feynman ang paggamit ng mga diagram, na tumanggap ng kanyang pangalan. Inilalarawan ng mga diagram ng Feynman ang anumang proseso ng pakikipag-ugnayan kapag nagbanggaan ang dalawang particle. Ang bawat particle na kasangkot sa proseso ay kinakatawan ng isang linya sa diagram ng Feynman. Ang libreng kaliwa o kanang dulo ng linya ay nagpapahiwatig na ang particle ay nasa inisyal o huling estado, ayon sa pagkakabanggit. Ang mga panloob na linya sa mga diagram (i.e. mga linya na walang libreng dulo) ay tumutugma sa tinatawag na mga virtual na particle. Ito ay mga particle na nilikha at hinihigop sa panahon ng proseso ng pakikipag-ugnayan. Hindi sila maaaring mairehistro, hindi katulad ng mga tunay na particle. Ang pakikipag-ugnayan ng mga particle sa diagram ay kinakatawan ng mga node (o vertices). Ang uri ng pakikipag-ugnayan ay nailalarawan sa pamamagitan ng coupling constant na α, na maaaring isulat bilang: α = g 2 /ћc, kung saan ang g ay ang singil ng pinagmumulan ng pakikipag-ugnayan, at ang pangunahing quantitative na katangian ng puwersa na kumikilos sa pagitan ng mga particle. Sa electromagnetic interaction α e = e 2 /ћc = 1/137.
Fig.6. diagram ng Feynman. |
Ang proseso a + b →с + d sa anyo ng isang diagram ng Feynman (Larawan 6) ay ganito ang hitsura: Ang R ay isang virtual na particle na ipinagpapalit sa pagitan ng mga particle a at b sa panahon ng interaksyon na tinutukoy ng constant interaction α = g 2 /ћc, nagpapakilala sa lakas ng pakikipag-ugnayan sa layo , katumbas ng radius ng pakikipag-ugnayan.
Ang isang virtual na particle ay maaaring magkaroon ng mass M x at kapag ang particle na ito ay ipinagpalit, isang 4-momentum t = −q 2 = Q 2 ay inililipat.
Sa mesa 9 ay nagpapakita ng mga katangian iba't ibang uri pakikipag-ugnayan.
Mga pakikipag-ugnayan ng electromagnetic
. Ang mga pakikipag-ugnayang electromagnetic, kung saan napapailalim ang lahat ng sisingilin na particle at photon, ay pinag-aralan nang lubos at tuluy-tuloy. Ang carrier ng interaksyon ay ang photon. Para sa mga puwersang electromagnetic, ang pare-parehong pakikipag-ugnayan ay ayon sa bilang na katumbas ng pinong istraktura na pare-pareho α e = e 2 /ћc = 1/137.
Ang mga halimbawa ng pinakasimpleng proseso ng electromagnetic ay ang photoelectric effect, ang Compton effect, ang pagbuo ng mga pares ng electron-positron, at para sa mga sisingilin na particle - ionization scattering at bremsstrahlung. Ang teorya ng mga pakikipag-ugnayang ito - quantum electrodynamics - ay ang pinakatumpak na pisikal na teorya.
Mahinang pakikipag-ugnayan.
Sa unang pagkakataon, ang mahinang pakikipag-ugnayan ay naobserbahan sa panahon ng beta decay ng atomic nuclei. At, tulad ng nangyari, ang mga pagkabulok na ito ay nauugnay sa pagbabago ng isang proton sa isang neutron sa nucleus at vice versa:
p → n + e + + ν e, n → p + e - + e. Posible rin ang mga baligtad na reaksyon: pagkuha ng isang electron e - + p → n + ν e o isang antineutrino e + p → e + + n. Ang mahinang pakikipag-ugnayan ay inilarawan ni Enrico Fermi noong 1934 sa mga tuntunin ng pakikipag-ugnayan sa pakikipag-ugnayan sa apat na fermion na tinukoy ng pare-parehong Fermi.
G F = 1.4·10 -49 erg·cm 3 .
Sa napakataas na enerhiya, sa halip na ang pakikipag-ugnayan ng Fermi, ang mahinang pakikipag-ugnayan ay inilalarawan bilang isang pakikipag-ugnayan ng palitan, kung saan ang isang quantum na pinagkalooban ng mahinang singil g w (sa pamamagitan ng pagkakatulad sa isang singil ng kuryente) ay ipinagpapalit at kumikilos sa pagitan ng mga fermion. Ang naturang quanta ay unang natuklasan noong 1983 sa SppS collider (CERN) ng isang team na pinamumunuan ni Carl Rubbia. Ang mga ito ay sinisingil na boson - W ± at isang neutral na boson - Z 0, ang kanilang mga masa ay pantay-pantay ayon sa pagkakabanggit: m W± = 80 GeV/s 2 at m Z = 90 GeV/s 2. Ang interaksyon na pare-pareho α W sa kasong ito ay ipinahayag sa pamamagitan ng Fermi constant:
Talahanayan 9. Mga pangunahing uri ng pakikipag-ugnayan at ang kanilang mga katangian
- Anong mga dokumento ang dapat magkaroon ng isang indibidwal na negosyante?
- Accounting para sa mga indibidwal na negosyante - mga patakaran at tampok ng independiyenteng pag-uulat sa ilalim ng iba't ibang mga rehimen ng buwis Pangunahing dokumentasyon para sa mga indibidwal na negosyante
- Accounting para sa mga indibidwal na negosyante: mga tampok ng accounting sa mga indibidwal na negosyante?
- Paano isapribado ang isang apartment, lahat tungkol sa pribatisasyon Listahan ng mga dokumento para sa pribatisasyon ng isang apartment