±1 1 80,4 Слабо взаимодействие Z 0 0 1 91,2 Слабо взаимодействие глуон 0 1 0 Силно взаимодействие Хигс бозон 0 0 ≈125.09±0.24 Инертна маса

Поколение		Кварки със заряд (+2/3)				Кварки със заряд (−1/3)
			Символ на кварк/антикварк	Маса (MeV)		Име/вкус на кварк/антикварк	Символ на кварк/антикварк	Маса (MeV)
1		u-quark (up-quark) / анти-u-quark	$u\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(u)$	от 1,5 до 3		d-кварк (надолу-кварк) / анти-d-кварк	$d\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(d)$	4,79±0,07
2		c-quark (charm-quark) / анти-c-quark	$c\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(c)$	1250 ± 90		s-кварк (странен кварк) / анти-s-кварк	$s\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(s)$	95 ± 25
3		t-кварк (топ-кварк) / анти-t-кварк	$t\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(t)$	174 200 ± 3300		b-кварк (долен кварк) / анти-b-кварк	$b\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(b)$	4200 ± 70

Вижте също

Напишете отзив за статията "Фундаментална частица"

Бележки

Връзки

• С. А. Славатински// Московски физико-технологичен институт (Долгопрудни, Московска област)
• Славатински С.А. // СОЖ, 2001, № 2, с. 62–68 архив web.archive.org/web/20060116134302/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

Фундаментален частици Композитен частици Връзки основни и/или композитни частици Редовен необичайно други класификации частици

Откъс, характеризиращ фундаменталната частица

На следващия ден се събуди късно. Подновявайки впечатленията от миналото, той си спомни преди всичко, че днес трябва да се представи на император Франц, спомни си военния министър, учтивия австрийски адютант, Билибин и разговора от вчера вечерта. Облечен в парадна униформа, която не беше носил отдавна, за пътуването до двореца, той, свеж, жизнен и красив, с вързана ръка, влезе в кабинета на Билибин. В кабинета имаше четирима господа от дипломатическия корпус. Болконски беше запознат с княз Иполит Курагин, който беше секретар на посолството; Билибин го запозна с други.
Господата, които посещаваха Билибин, светски, млади, богати и весели хора, образуваха отделен кръг както във Виена, така и тук, който Билибин, който беше главата на този кръг, нарече наш, les nftres. Този кръг, който се състоеше почти изключително от дипломати, очевидно имаше свои собствени интереси, които нямаха нищо общо с войната и политиката, интересите на висшето общество, отношенията с някои жени и духовната страна на службата. Тези господа, очевидно, доброволно са приели принц Андрей в своя кръг като един от своите (чест, която оказаха на малцина). От учтивост и като тема за влизане в разговор му бяха зададени няколко въпроса за войската и битката и разговорът отново премина в непоследователни, весели шеги и клюки.
„Но това е особено добре“, каза един, разказвайки за провала на свой колега дипломат, „това, което е особено хубаво, е, че канцлерът директно му каза, че назначаването му в Лондон е повишение и че трябва да гледа на това по този начин.“ Виждате ли фигурата му в същото време?...
"Но което е по-лошо, господа, давам ви Курагин: човекът е в нещастие и този Дон Жуан, този ужасен човек, се възползва от това!"
Принц Иполит лежеше в стола на Волтер, скръстил крака през ръката. Той се засмя.
„Parlez moi de ca, [Хайде, хайде]“, каза той.
- О, Дон Жуан! О, змия! – чуха се гласове.
„Ти не знаеш, Болконски“, обърна се Билибин към княз Андрей, „че всички ужаси на френската армия (почти казах руската армия) са нищо в сравнение с това, което този мъж направи сред жените.
„La femme est la compagne de l"homme, [Жената е приятел на мъжа]", каза принц Иполит и започна да гледа през лорнета повдигнатите си крака.
Билибин и нашите избухнаха в смях, гледайки Иполит в очите. Принц Андрей видя, че този Иполит, когото той (трябваше да признае) почти ревнуваше от жена си, беше шут в това общество.
„Не, трябва да ви почерпя с Курагин“, тихо каза Билибин на Болконски. – Той е очарователен, когато говори за политика, трябва да видите тази важност.
Той седна до Иполит и като събра гънки по челото му, започна разговор с него за политика. Принц Андрей и други заобиколиха и двамата.
— Le cabinet de Berlin ne peut pas exprimer un sentiment d" alliance — започна Иполит, оглеждайки многозначително всички, — sans exprimer... comme dans sa derieniere note... vous comprenez... vous comprenez... et puis si sa Majeste l"Empereur ne deroge pas au principe de notre alliance... [Берлинският кабинет не може да изрази мнението си относно съюза, без да изрази... както в последната си бележка... разбирате... разбирате.. .обаче, ако Негово Величество Императорът не промени същността на нашия съюз...]
"Attendez, je n"ai pas fini..., - каза той на княз Андрей, хващайки ръката му. - Предполагам, че que l"intervention sera plus forte que la non intervention." И така... — Той направи пауза. – On ne pourra pas imputer a la fin de non recevoir notre depeche du 28 novembre. Готово за коментар tout cela finira. [Чакай, не съм свършил. Мисля, че намесата ще бъде по-силна от ненамесата. И... Невъзможно е да считаме въпроса за приключен, ако нашата депеша от 28 ноември не бъде приета. Как ще свърши всичко това?]
И той пусна ръката на Болконски, показвайки, че вече е напълно приключил.
„Демостен, je te reconnais au caillou que tu as cache dans ta bouche d"or! [Демостен, познавам те по камъчето, което криеш в златните си устни!] - каза Билибин, чиято шапка коса се движеше на главата му с удоволствие .
Всички се засмяха. Иполит се засмя най-силно от всички. Явно страдаше, задушаваше се, но не можеше да устои на дивия смях, който опъваше винаги неподвижното му лице.
— Е, господа — каза Билибин, — Болконски е мой гост в къщата и тук, в Брун, и искам да го почерпя, доколкото мога, с всички радости на живота тук. Ако бяхме в Брун, щеше да е лесно; но тук, dans ce vilain trou morave [в тази гадна моравска дупка], е по-трудно и моля всички ви за помощ. Il faut lui faire les honneurs de Brunn. (Трябва да му покажем Брун.) Ти поемаш театъра, аз – обществото, ти, Иполит, разбира се – жените.
– Трябва да му покажем Амели, тя е прекрасна! - каза един от нашите, целувайки върховете на пръстите му.
„Като цяло този кръвожаден войник“, каза Билибин, „трябва да се обърне към по-човешки възгледи“.
„Едва ли ще се възползвам от вашето гостоприемство, господа, а сега е време да си тръгвам“, каза Болконски, като погледна часовника си.
- Където?
- На императора.
- ОТНОСНО! О! О!
- Е, сбогом, Болконски! Сбогом, принце; „Елате на вечеря по-рано“, чуха се гласове. - Ние ще се погрижим за теб.
„Опитайте се колкото е възможно повече да възхвалявате реда в доставката на провизии и маршрутите, когато говорите с императора“, каза Билибин, придружавайки Болконски до предната зала.
„И аз бих искал да похваля, но не мога, доколкото знам“, отговори Болконски с усмивка.
- Ами като цяло говорете колкото е възможно повече. Неговата страст е публиката; но той самият не обича да говори и не знае как, както ще видите.

Структури на микросвета

Преди това елементарни частици се наричаха частици, които са част от атом и не могат да бъдат разделени на по-елементарни компоненти, а именно електрони и ядра.

По-късно беше установено, че ядрата се състоят от по-прости частици - нуклони(протони и неутрони), които от своя страна се състоят от други частици. Ето защо най-малките частици материя започват да се считат за елементарни частици , с изключение на атомите и техните ядра .

Към днешна дата са открити стотици елементарни частици, което налага тяхната класификация:

– по вид взаимодействие

- по време на живота

– най-голям гръб

Елементарните частици се разделят на следните групи:

Композитни и фундаментални (безструктурни) частици

Съставни частици

адрони (тежки)– частици, участващи във всички видове фундаментални взаимодействия. Те се състоят от кварки и от своя страна се делят на: мезони– адрони с целочислен спин, тоест те са бозони; бариони– адрони с полуцяло въртене, тоест фермиони. Към тях, по-специално, спадат частиците, изграждащи ядрото на атома - протон и неутрон, т.е. нуклони.

Фундаментални (безструктурни) частици

Лептони (светлина)– фермиони, които имат формата на точкови частици (т.е. несъстоящи се от нищо) до мащаби от порядъка на 10 − 18 m. Те не участват в силни взаимодействия. Участието в електромагнитни взаимодействия се наблюдава експериментално само за заредени лептони (електрони, мюони, тау лептони) и не се наблюдава за неутрино.

Кварки– частично заредени частици, които изграждат адроните. Те не са наблюдавани в свободно състояние.

Калибровъчни бозони– частици, чрез обмена на които се осъществяват взаимодействия:

– фотон – частица, която носи електромагнитно взаимодействие;

– осем глуона – частици, носещи силното взаимодействие;

– три междинни векторни бозона У + , У− и З 0, които толерират слаби взаимодействия;

– гравитонът е хипотетична частица, която предава гравитационно взаимодействие. Съществуването на гравитони, въпреки че все още не е експериментално доказано поради слабостта на гравитационното взаимодействие, се счита за доста вероятно; гравитонът обаче не е включен в Стандартния модел на елементарните частици.

Според съвременните концепции фундаменталните частици (или „истински“ елементарни частици), които нямат вътрешна структура и крайни размери, включват:

Кварки и лептони

Частици, които осигуряват фундаментални взаимодействия: гравитони, фотони, векторни бозони, глуони.

Класификация на елементарните частици по време на живот:

- стабилен: частици, чийто живот е много дълъг (в границите клони към безкрайност). Те включват електрони , протони , неутрино . Неутроните също са стабилни вътре в ядрата, но са нестабилни извън ядрото.

- нестабилен (квазистабилни): елементарни частици са онези частици, които се разпадат поради електромагнитни и слаби взаимодействия и чийто живот е повече от 10–20 секунди. Такива частици включват свободен неутрон (т.е. неутрон извън ядрото на атом)

- резонанси (нестабилен, краткотраен). Резонансите включват елементарни частици, които се разпадат поради силни взаимодействия. Техният живот е по-малко от 10 -20 секунди.

Класификация на частиците по участие във взаимодействия:

- лептони : Те включват неутрони. Всички те не участват във водовъртежа на вътрешноядрените взаимодействия, т.е. не са обект на силни взаимодействия. Те участват в слабо взаимодействие, а тези с електрически заряд участват и в електромагнитно взаимодействие

- адрони : частици, които съществуват вътре в атомното ядро ​​и участват в силни взаимодействия. Най-известните от тях са протон И неутрон .

Известен днес шест лептона :

В същото семейство като електрона са мюоните и тау частиците, които са подобни на електрона, но са по-масивни. Мюоните и тау частиците са нестабилни и в крайна сметка се разпадат на няколко други частици, включително електрона

Три електрически неутрални частици с нулева (или близка до нула, учените все още не са решили по този въпрос) маса, т.нар. неутрино . Всяко от трите неутрино (електронно неутрино, мюонно неутрино, тау неутрино) е свързано с един от трите вида частици от семейството на електроните.

Най-известният адрони , протоните и неутриното има стотици роднини, които се раждат в големи количества и веднага се разпадат в процеса на различни ядрени реакции. С изключение на протона, всички те са нестабилни и могат да бъдат класифицирани според състава на частиците, на които се разпадат:

Ако сред крайните продукти на разпада на частиците има протон, тогава той се нарича барион

Ако сред продуктите на разпадане няма протон, тогава частицата се нарича мезон .

Хаотичната картина на субатомния свят, която ставаше все по-сложна с откриването на всеки нов адрон, отстъпи място на нова картина с появата на концепцията за кварките. Според кварковия модел всички адрони (но не и лептони) се състоят от още по-елементарни частици - кварки. Така бариони (по-специално протонът) се състои от три кварка и мезони - от двойката кварк - антикварк.

ЗА РАЗБИРАНЕТО НА ДВИЖЕНИЕТО НА МАТЕРИЯТА, НЕЙНАТА СПОСОБНОСТ ЗА САМОРАЗВИТИЕ, А СЪЩО И ВРЪЗКАТА И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕТО НА МАТЕРИАЛНИТЕ ОБЕКТИ В СЪВРЕМЕННАТА ПРИРОДНА НАУКА

Цюпка В. П.

Федерална държавна автономна образователна институция за висше професионално образование „Белгородска държавна национална изследователски университет"(Национален изследователски университет "BelSU")

1. Движение на материята

„Неразделно свойство на материята е движението” 1, което е форма на съществуване на материята и се проявява във всяко нейно изменение. От несътворимостта и неразрушимостта на материята и нейните атрибути, включително движението, следва, че движението на материята съществува вечно и е безкрайно разнообразно във формата на своите проявления.

Съществуването на всеки материален обект се проявява в неговото движение, тоест във всяка промяна, която се случва с него. По време на промяната винаги се променят някои свойства на материалния обект. Тъй като съвкупността от всички свойства на материалния обект, характеризиращи неговата сигурност, индивидуалност и особеност в определен момент от времето, съответства на неговото състояние, се оказва, че движението на материалния обект е придружено от промяна в неговите състояния. . Промяната в свойствата може да стигне дотам, че един материален обект да стане друг материален обект. „Но материален обект никога не може да се превърне в свойство“ (например маса, енергия) и „свойство в материален обект“ 2, защото само движещата се материя може да бъде променяща се субстанция. В естествените науки движението на материята се нарича още природен феномен (природно явление).

Известно е, че „без движение няма материя“ 3, както без материя не може да има движение.

Движението на материята може да се изрази количествено. Универсалната количествена мярка за движението на материята, както и на всеки материален обект, е енергията, която изразява присъщата дейност на материята и всеки материален обект. Следователно енергията е едно от свойствата на движещата се материя и енергията не може да бъде извън материята, отделно от нея. Енергията има еквивалентна връзка с масата. Следователно масата може да характеризира не само количеството на веществото, но и степента на неговата активност. От факта, че движението на материята съществува вечно и е безкрайно разнообразно във формата на своите проявления, неумолимо следва, че енергията, която характеризира движението на материята количествено, също съществува вечно (несътворена и неразрушима) и е безкрайно разнообразна във формата. на неговите прояви. „Така енергията никога не изчезва и не се появява отново, тя само се трансформира от един вид в друг” 1 в съответствие с промяната на видовете движение.

Наблюдават се различни видове (форми) движение на материята. Те могат да бъдат класифицирани, като се вземат предвид промените в свойствата на материалните обекти и характеристиките на тяхното въздействие един върху друг.

Движението на физическия вакуум (свободни фундаментални полета в нормално състояние) се свежда до факта, че той постоянно леко се отклонява в различни посоки от равновесието си, сякаш „трепери“. В резултат на такива спонтанни нискоенергийни възбуждания (отклонения, смущения, флуктуации) се образуват виртуални частици, които веднага се разтварят във физическия вакуум. Това е най-ниското (основно) енергийно състояние на движещ се физически вакуум, неговата енергия е близка до нула. Но физическият вакуум може за известно време на някое място да се трансформира в възбудено състояние, характеризиращо се с известен излишък на енергия. При такива значителни, високоенергийни възбуждания (отклонения, смущения, флуктуации) на физическия вакуум, виртуалните частици могат да завършат появата си и след това реални фундаментални частици избухват от физическия вакуум различни видове, и като правило по двойки (имащи електрически заряд под формата на частица и античастица с електрически заряди с противоположни знаци, например под формата на двойка електрон-позитрон).

Единичните квантови възбуждания на различни свободни фундаментални полета са фундаментални частици.

Фермионните (спинорни) фундаментални полета могат да генерират 24 фермиона (6 кварка и 6 антикварка, както и 6 лептона и 6 антилептона), разделени на три поколения (семейства). В първото поколение кварките нагоре и надолу (и антикварките), както и лептоните, електрон и електронно неутрино (и позитрон с електронно антинеутрино), образуват обикновена материя (и рядко откритата антиматерия). Във второто поколение очарователните и странните кварки (и антикварки), както и лептони, мюон и мюон неутрино (и антимюон с мюон антинеутрино), имащи по-голяма маса (по-голям гравитационен заряд), имат по-голяма маса (по-голям гравитационен заряд) . В третото поколение има истински и очарователни кварки (и антикварки), както и лептони таон и таон неутрино (и антитаон с таон антинеутрино). Фермионите от второ и трето поколение не участват в образуването на обикновена материя, нестабилни са и се разпадат с образуването на фермиони от първо поколение.

Бозонните (калибровъчни) фундаментални полета могат да генерират 18 вида бозони: гравитационно поле – гравитони, електромагнитно поле – фотони, поле на слабо взаимодействие – 3 вида „виони“ 1, глуонно поле – 8 вида глуони, поле на Хигс – 5 вида Хигс бозони.

Физическият вакуум в достатъчно високоенергийно (възбудено) състояние е способен да генерира много фундаментални частици със значителна енергия под формата на минивселена.

За субстанцията на микросвета движението се свежда до:

на разпространение, сблъсък и превръщане на елементарни частици една в друга;

образуването на атомни ядра от протони и неутрони, тяхното движение, сблъсък и промяна;

образуването на атоми от атомни ядра и електрони, тяхното движение, сблъсък и промяна, включително прескачането на електрони от една атомна орбитала в друга и отделянето им от атомите, добавянето на излишни електрони;

образуването на молекули от атоми, тяхното движение, сблъсък и промяна, включително добавяне на нови атоми, освобождаване на атоми, заместване на някои атоми с други и промяна в реда на атомите един спрямо друг в молекула.

За субстанцията на макросвета и мегасвета движението се свежда до разместване, сблъсък, деформация, разрушение, обединяване на различни тела, както и до най-разнообразните им изменения.

Ако движението на материален обект (квантувано поле или материален обект) е придружено от промяна само в неговата физични свойства, например честота или дължина на вълната за квантовано поле, моментна скорост, температура, електрически заряд за материален обект, тогава такова движение се нарича физическа форма. Ако движението на материален обект е съпроводено с изменение на неговия химични свойства, например разтворимост, запалимост, киселинност, тогава такова движение се класифицира като химическа форма. Ако движението се отнася до промени в обектите на мегасвета (космически обекти), тогава такова движение се класифицира като астрономическа форма. Ако движението се отнася до промени в обекти от дълбоките земни черупки (земните недра), тогава такова движение се класифицира като геоложка форма. Ако движението се отнася до промени в обектите на географската обвивка, която обединява всички повърхностни черупки на земята, тогава такова движение се класифицира като географска форма. Движението на живите тела и техните системи под формата на техните различни жизнени прояви се класифицира като биологична форма. Движението на материални обекти, придружено от промяна в социално значими свойства със задължителното участие на хората, например минно дело желязна рудаа производството на желязо и стомана, отглеждането на захарно цвекло и производството на захар се класифицират като социално обусловени форми на движение.

Движението на всеки материален обект не винаги може да се припише на една форма. Тя е сложна и разнообразна. Дори физическото движение, присъщо на материалните обекти от квантуваното поле до телата, може да включва няколко форми. Например, еластичен сблъсък (сблъсък) на две твърди тела под формата на билярдни топки включва промяна в позицията на топките във времето една спрямо друга и масата, както и въртенето на топките и триенето на топки върху повърхността на масата и въздуха и движението на частиците на всяка топка и практически обратима промяна на формата на топките по време на еластичен сблъсък и обмен на кинетична енергия с частичното й преобразуване във вътрешна енергия на топките по време на еластичен сблъсък и преноса на топлина между топките, въздуха и повърхността на масата и възможното радиоактивно разпадане на ядрата на нестабилните изотопи, съдържащи се в топките, и проникването на неутрино космически лъчи през топките, и т.н. С развитието на материята и появата на химически, астрономически, геоложки, географски, биологични и социално обусловени материални обекти формите на движение стават по-сложни и по-разнообразни. Така в химическото движение могат да се видят както физически форми на движение, така и качествено нови, несводими до физически, химически форми. В движението на астрономически, геоложки, географски, биологични и социално обусловени обекти могат да се видят както физични и химични форми на движение, така и качествено нови, несводими до физически и химични, съответно астрономически, геологически, географски, биологични или социални определени форми на движение. В същото време по-ниските форми на движение на материята не се различават в материалните обекти с различна степен на сложност. Например, физическото движение на елементарни частици, атомни ядра и атоми не се различава при астрономическите, геоложките, географските, биологичните или социално обусловените материални обекти.

При изучаването на сложни форми на движение трябва да се избягват две крайности. Първо, изучаването на сложна форма на движение не може да се сведе до прости форми на движение; сложна форма на движение не може да бъде извлечена от прости. Например, биологичното движение не може да бъде извлечено само от физически и химически форми на движение, като същевременно се пренебрегват самите биологични форми на движение. И второ, човек не може да се ограничи до изучаване само на сложни форми на движение, пренебрегвайки простите. Например, изучаването на биологичното движение добре допълва изучаването на физическите и химичните форми на движение, които се появяват в този случай.

2. Способността на материята да се развива сама

Както е известно, саморазвитието на материята, а материята е способна на саморазвитие, се характеризира със спонтанно, насочено и необратимо поетапно усложняване на формите на движещата се материя.

Спонтанното саморазвитие на материята означава, че процесът на постепенно усложняване на формите на движещата се материя протича от само себе си, естествено, без участието на някакви неестествени или свръхестествени сили, Твореца, поради вътрешни, естествени причини.

Посоката на саморазвитие на материята означава един вид канализиране на процеса на постепенно усложняване на формите на движеща се материя от една форма, съществувала по-рано, към друга форма, появила се по-късно: за всяка нова форма на движеща се материя може да се намери предишната форма на движеща се материя, която е дала нейния произход, и обратното, за всяка предишна форма на движеща се материя може да се намери нова форма на движеща се материя, която е възникнала от нея. Освен това предишната форма на движеща се материя винаги е съществувала преди новата форма на движеща се материя, която е възникнала от нея, предишната форма е винаги по-стара от новата форма, която е възникнала от нея. Благодарение на канализирането на саморазвитието на движещата се материя възникват уникални поредици от поетапно усложняване на нейните форми, показващи в каква посока, както и през какви междинни (преходни) форми е протекло историческото развитие на един или друг възникнала форма на движеща се материя.

Необратимостта на саморазвитието на материята означава, че процесът на постепенно усложняване на формите на движеща се материя не може да върви в обратна посока, обратно: нова форма на движеща се материя не може да породи предишна форма на движеща се материя, от която тя възникна, но може да стане предишна форма за нови форми. И ако внезапно някоя нова форма на движеща се материя се окаже много подобна на една от формите, които я предхождат, това няма да означава, че движещата се материя е започнала да се саморазвива в обратна посока: предишната форма на движеща се материя се е появила много по-рано , а новата форма на движеща се материя, дори и много подобна на нея, се появява много по-късно и е, макар и подобна, но коренно различна форма на движеща се материя.

3. Комуникация и взаимодействие на материални обекти

Присъщите свойства на материята са връзка и взаимодействие, които са причина за нейното движение. Тъй като връзката и взаимодействието са причината за движението на материята, следователно връзката и взаимодействието, подобно на движението, са универсални, т.е. присъщи на всички материални обекти, независимо от тяхната природа, произход и сложност. Всички явления в материалния свят се определят (в смисъл обусловени) от естествени материални връзки и взаимодействия, както и от обективни закони на природата, отразяващи закономерностите на връзка и взаимодействие. „В този смисъл в света няма нищо свръхестествено и абсолютно противоположно на материята.“ 1 Взаимодействието, подобно на движението, е форма на съществуване (съществуване) на материята.

Съществуването на всички материални обекти се проявява във взаимодействие. За всеки материален обект да съществува означава по някакъв начин да се проявява по отношение на други материални обекти, да взаимодейства с тях, да бъде в обективни връзки и отношения с тях. Ако хипотетичен материален „обект, който не би се проявил по никакъв начин във връзка с някои други материални обекти, не би бил свързан с тях по никакъв начин, не би взаимодействал с тях, тогава той „не би съществувал за тези други материални обекти. „Но нашето предположение за него също не може да се основава на нищо, тъй като поради липсата на взаимодействие няма да имаме нулева информация за него.“ 2

Взаимодействието е процес на взаимно влияние на едни материални обекти върху други с обмен на енергия. Взаимодействието на материалните обекти може да бъде пряко, например под формата на сблъсък (удар) на две твърди тела. Или може да се случи от разстояние. В този случай взаимодействието на материалните обекти се осигурява от свързаните с тях бозонни (калибровъчни) фундаментални полета. Промяната в един материален обект причинява възбуждане (отклонение, смущение, флуктуация) на съответното бозонно (калибровъчно) фундаментално поле, свързано с него, и това възбуждане се разпространява под формата на вълна с крайна скорост, която не надвишава скоростта на светлината във вакуум (почти 300 хиляди км/С). Взаимодействието на материални обекти на разстояние, според квантово-полевия механизъм на трансфер на взаимодействие, има обменен характер, тъй като частиците носители предават взаимодействието под формата на кванти на съответното бозонно (калибровъчно) фундаментално поле. Различните бозони, като частици носители на взаимодействие, са възбуждания (отклонения, смущения, флуктуации) на съответните бозонни (калибровъчни) фундаментални полета: по време на излъчване и поглъщане от материален обект те са реални, а по време на разпространение са виртуални.

Оказва се, че във всеки случай взаимодействието на материални обекти, дори и на разстояние, е действие на малък обсег, тъй като се извършва без пропуски или празнини.

Взаимодействието на частица с античастица на веществото е придружено от тяхното унищожаване, т.е. превръщането им в съответното фундаментално поле на фермион (спинор). В този случай тяхната маса (гравитационна енергия) се преобразува в енергията на съответното фермионно (спинорно) фундаментално поле.

Виртуалните частици на възбудения (отклоняващ се, смущаващ, „трептящ“) физически вакуум могат да взаимодействат с реални частици, сякаш ги обгръщат, придружавайки ги под формата на така наречената квантова пяна. Например, в резултат на взаимодействието на електроните на атома с виртуалните частици на физическия вакуум, възниква известно изместване на техните енергийни нива в атомите, а самите електрони извършват колебателни движения с малка амплитуда.

Има четири типа фундаментални взаимодействия: гравитационни, електромагнитни, слаби и силни.

„Гравитационното взаимодействие се проявява във взаимното привличане... на материални обекти, които имат маса“ 1 в покой, тоест материални обекти, на всякакви големи разстояния. Предполага се, че възбуденият физически вакуум, който генерира много фундаментални частици, е способен да прояви гравитационно отблъскване. Гравитационното взаимодействие се извършва от гравитони на гравитационното поле. Гравитационното поле свързва тела и частици с маса на покой. За разпространението на гравитационното поле под формата на гравитационни вълни (виртуални гравитони) не е необходима среда. Гравитационното взаимодействие е най-слабо по силата си, затова е незначително в микросвета поради незначителност на масите на частиците, в макросвета неговото проявление е забележимо и предизвиква например падането на телата на Земята, а в мегасвета; играе водеща роля поради огромните маси от тела в мегасвета и осигурява например въртенето на Луната и изкуствените спътници около Земята; формиране и движение на планети, планетоиди, комети и други тела в слънчева системаи неговата цялост; образуването и движението на звездите в галактиките - гигантски звездни системи, включващи до стотици милиарди звезди, свързани чрез взаимна гравитация и общ произход, както и тяхната цялост; целостта на галактическите купове - системи от относително близко разположени галактики, свързани чрез гравитационни сили; целостта на Метагалактиката - системата от всички известни купове галактики, свързани чрез гравитационни сили, като изследвана част от Вселената, целостта на цялата Вселена. Гравитационното взаимодействие определя концентрацията на материята, разпръсната във Вселената и включването й в нови цикли на развитие.

„Електромагнитното взаимодействие се причинява от електрически заряди и се предава“ 1 от фотони на електромагнитното поле на големи разстояния. Електромагнитното поле свързва тела и частици, които имат електрически заряди. Освен това неподвижните електрически заряди са свързани само от електрическата компонента на електромагнитното поле във формата електрическо поле, а движещите се електрически заряди са свързани както от електрическите, така и от магнитните компоненти на електромагнитното поле. За разпространението на електромагнитно поле под формата на електромагнитни вълни не е необходима допълнителна среда, тъй като „променливото магнитно поле генерира променливо електрическо поле, което от своя страна е източник на променливо магнитно поле“ 2. „Електромагнитното взаимодействие може да се прояви както като привличане (между различни заряди), така и като отблъскване (между“ 3 подобни заряда). Електромагнитното взаимодействие е много по-силно от гравитационното взаимодействие. Той се проявява както в микрокосмоса, така и в макрокосмоса и мегасвета, но водещата роля му принадлежи в макрокосмоса. Електромагнитното взаимодействие осигурява взаимодействието на електроните с ядрата. Междуатомното и междумолекулното взаимодействие е електромагнитно, благодарение на него например съществуват молекули и се реализира химическата форма на движение на материята, съществуват тела и се определят техните състояния на агрегация, еластичност, триене, повърхностно напрежение на течност и зрителни функции . По този начин електромагнитното взаимодействие осигурява стабилността на атомите, молекулите и макроскопичните тела.

Елементарните частици, които имат маса на покой, участват в слабо взаимодействие, което се пренася от "виони" от полета с 4 калибра. Слабите полета на взаимодействие свързват различни елементарни частици с масата на покой. Слабото взаимодействие е много по-слабо от електромагнитната сила, но по-силно от гравитационната сила. Поради краткотрайното си действие, той се проявява само в микрокосмоса, причинявайки например по-голямата част от саморазпадането на елементарни частици (например свободен неутрон се саморазпада с участието на отрицателно зареден калибровъчен бозон в протон , електрон и електронно антинеутрино, понякога това също произвежда фотон), взаимодействието на неутрино с останалата част от веществото.

Силното взаимодействие се проявява във взаимното привличане на адроните, които включват кваркови структури, например двукваркови мезони и трикваркови нуклони. Предава се от глуони на глуонни полета. Глуоновите полета свързват адроните. Това е най-силното взаимодействие, но поради краткото си действие то се проявява само в микрокосмоса, осигурявайки например връзката на кварките в нуклоните, връзката на нуклоните в атомните ядра, осигурявайки тяхната стабилност. Силното взаимодействие е 1000 пъти по-силно от електромагнитното взаимодействие и не позволява на обединените в ядрото протони с подобен заряд да отлетят. Поради силното взаимодействие са възможни и термоядрени реакции, при които няколко ядра се обединяват в едно. Естествените термоядрени реактори са звезди, които създават всичко. химически елементипо-тежки от водорода. Тежките многонуклонни ядра стават нестабилни и се делят, тъй като техните размери вече надвишават разстоянието, на което се проявява силното взаимодействие.

"Като резултат експериментални изследваниявзаимодействия на елементарни частици ... беше открито, че при високи енергии на сблъсък на протони - около 100 GeV - ... слабите и електромагнитните взаимодействия не се различават - те могат да се разглеждат като едно електрослабо взаимодействие. 1 Предполага се, че „при енергия от 10 15 GeV те се свързват със силно взаимодействие, а при“ 2 „още по-високи енергии на взаимодействие на частиците (до 10 19 GeV) или при изключително висока температураВ материята и четирите фундаментални взаимодействия се характеризират с еднаква сила, т.е. представляват едно взаимодействие” 3 под формата на „супер сила”. Може би такива високоенергийни условия са съществували в началото на развитието на Вселената, възникнала от физически вакуум. В процеса на по-нататъшно разширяване на Вселената, придружен от бързо охлаждане на получената материя, интегралното взаимодействие първо беше разделено на електрослабо, гравитационно и силно, а след това електрослабото взаимодействие беше разделено на електромагнитно и слабо, т.е. на четири фундаментално различни взаимодействия.

БИБЛИОГРАФИЯ:

Карпенков, С. Х. Основни понятия по естествознание [Текст]: учебник. ръководство за университети / С. Х. Карпенков. – 2-ро изд., преработено. и допълнителни – М.: Академичен проект, 2002. – 368 с.

Концепции съвременна естествена наука[Текст]: учебник. за университети / Изд. В. Н. Лавриненко, В. П. Ратникова. – 3-то изд., преработено. и допълнителни – М.: ЕДИНСТВО-ДАНА, 2005. – 317 с.

Философски проблеми на естествознанието [Текст]: учебник. наръчник за докторанти и студенти по философия. и естествено фак. un-tov / Изд. С. Т. Мелюхина. – М.: Висше училище, 1985. – 400 с.

Цюпка, В. П. Природонаучна картина на света: концепции на съвременната естествознание [Текст]: учебник. помощ / В. П. Цюпка. – Белгород: ИПК НРУ “БелГУ”, 2012. – 144 с.

Цюпка, В. П. Концепции на съвременната физика, съставляващи съвременната физическа картина на света [Електронен ресурс] // Научен електронен архив Руска академияЕстествени науки: кореспонденция. електрон. научен конф. „Концепции на съвременната естествознание или естественонаучната картина на света“ URL: http://site/article/6315(публикувано: 31.10.2011 г.)

Яндекс. Речници. [Електронен ресурс] URL: http://slovari.yandex.ru/

1Карпенков С. Х.Основни понятия на естествознанието. М. Академичен проект. 2002. С. 60.

2Философски проблеми на естествознанието. М. Висше училище. 1985. С. 181.

3Карпенков С. Х.Основни понятия на естествознанието... С. 60.

1Карпенков С. Х.Основни понятия на естествознанието... С. 79.

1Карпенков С. Х.

1Философски проблеми на естествознанието... С. 178.

2 Пак там. стр. 191.

1Карпенков С. Х.Основни понятия на естествознанието... С. 67.

1Карпенков С. Х.Основни понятия на естествознанието... С. 68.

3Философски проблеми на естествознанието... С. 195.

4Карпенков С. Х.Основни понятия на естествознанието... С. 69.

1Карпенков С. Х.Основни понятия на естествознанието... С. 70.

2 Концепции на съвременната естествена наука. М. ЕДИНСТВО-ДАНА. 2005. С. 119.

3Карпенков С. Х.Основни понятия на естествознанието... С. 71.

Цюпка В.П. ЗА РАЗБИРАНЕТО НА ДВИЖЕНИЕТО НА МАТЕРИЯТА, НЕЙНАТА СПОСОБНОСТ ЗА САМОРАЗВИТИЕ, А СЪЩО КОМУНИКАЦИЯТА И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕТО НА МАТЕРИАЛНИ ОБЕКТИ В СЪВРЕМЕННАТА ПРИРОДНА НАУКА // Научен електронен архив.
URL: (дата на достъп: 17.03.2020 г.).

Лептоните не участват в силното взаимодействие. електрон. позитрон. мюон. неутрино е лека неутрална частица, която участва само в слаби и гравитационно взаимодействие. неутрино (# поток). кварки. носители на взаимодействия: фотон квант на светлината...

Заявката "Фундаментални изследвания" пренасочва тук; вижте и други значения. Фундаменталната наука е област на знанието, която включва теоретични и експериментални научни изследвания на фундаментални явления (включително... ... Wikipedia

Заявката "Елементарни частици" се пренасочва тук; вижте и други значения. Елементарна частица е сборен термин, отнасящ се до микрообекти в субядрен мащаб, които не могат да бъдат разбити на съставните си части. Трябва да има в... ... Уикипедия

Елементарна частица е събирателно понятие, отнасящо се до микрообекти в субядрен мащаб, които не могат (или все още не е доказано) да се разделят на съставните си части. Тяхната структура и поведение се изучават от физиката на елементарните частици. Концепция... ...Уикипедия

електрон- ▲ фундаментална частица, имаща елемент, заряд електрон отрицателно заредена елементарна частица с елементарна електрически заряд. ↓ … Идеографски речник на руския език

Елементарна частица е събирателно понятие, отнасящо се до микрообекти в субядрен мащаб, които не могат (или все още не е доказано) да се разделят на съставните си части. Тяхната структура и поведение се изучават от физиката на елементарните частици. Концепция... ...Уикипедия

Този термин има други значения, вижте Неутрино (значения). електрон неутрино мюон неутрино тау неутрино Символ: νe νμ ντ Състав: Елементарна частица Семейство: Фермиони ... Wikipedia

Вид фундаментални взаимодействия (наред с гравитационните, слаби и силни), които се характеризират с участието на електромагнитно поле (виж Електромагнитно поле) в процесите на взаимодействие. Електромагнитно поле (в квантовата физика... ... Велика съветска енциклопедия

Една от най-двусмислените философии. понятия, на които се придава едно (или някои) от следните значения: 1) нещо, чиито определящи характеристики са разширение, местоположение в пространството, маса, тегло, движение, инерция, съпротивление,... ... Философска енциклопедия

Книги

• Кинетична теория на гравитацията и основите на единната теория на материята, В. Я. Брил. Всички материални обекти на природата (както материални, така и полеви) са дискретни. Те се състоят от елементарни частици с форма на струна. Недеформирана фундаментална струна е полева частица...

Мерните единици на физическите величини при описване на явления, случващи се в микросвета, се разделят на основни и производни, които се определят чрез математическата нотация на законите на физиката.
Поради факта, че всички физически явления се случват в пространството и времето, основните единици се приемат предимно като единици за дължина и време, последвани от единицата за маса. Основни единици: дължини л, време t, маса m - получават определено измерение. Размерите на производните единици се определят по формули, изразяващи определени физични закони.
Размерите на основните физически единици са подбрани така, че да са удобни за практическо използване.
В системата SI са приети следните размери: дължини [ л] = m (метър), време [t] = s (секунда), маса [t] = kg (килограм).
В системата CGS се приемат следните размери за основни единици: дължина [/] = cm (сантиметър), време [t] = s (секунда) и маса [t] = g (грам). За описание на явления, случващи се в микрокосмоса, могат да се използват както SI, така и CGS единици.
Нека оценим порядъците на дължината, времето и масата във феномените на микросвета.
В допълнение към общоприетите международни системиЕдиниците SI и CGS също използват „естествени системи от единици“, базирани на универсални физически константи. Тези системи от единици са особено подходящи и се използват в различни физични теории. В естествената система от единици за основни единици се приемат фундаментални константи: скоростта на светлината във вакуум − с, константата на Планк − ћ, гравитационната константа G N, константата на Болцман − k: числото на Авогадро − N A и др. В естествената система от единиците на Планк се приема c = ћ = G N = k = 1. Тази система от единици се използва в космологията за описание на процеси, при които квантовите и гравитационните ефекти са едновременно значими (теории за черните дупки, теории за ранната Вселена).
В естествената система от единици е решен проблемът за естествената единица за дължина. Това може да се счита за дължина на вълната на Compton λ 0, която се определя от масата на частицата M: ​​λ 0 = ћ/Мс.
Дължинахарактеризира размера на обекта. И така, за един електрон класическият радиус е r 0 = e 2 /m e c 2 = 2,81794·10 -13 cm (e, m e - заряд и маса на електрона). Класическият радиус на електрона има значението на радиуса на заредена топка със заряд e (разпределението е сферично симетрично), при което енергията на електростатичното поле на топката ε = γе 2 /r 0 е равна на останалата енергия на електрона m e c 2 (използва се, когато се разглежда разсейването на светлината на Томпсън).
Използва се и радиусът на орбитата на Бор. Дефинира се като разстоянието от ядрото, на което е най-вероятно да се намери електрон в невъзбуден водороден атом
a 0 = ћ 2 /m e e 2 (в системата SGS) и a 0 = (α/4π)R = 0,529·10 -10 m (в системата SI), α = 1/137.
Размер на нуклона r ≈ 10 -13 cm (1 фемтометър). Характерните размери на атомните системи са 10 -8, на ядрените системи са 10 -12 ÷ 10 -13 cm.
времеварира в широк диапазон и се определя като съотношението на разстоянието R към скоростта на обекта v. За микрообекти τ отрова = R/v = 5·10 -12 cm/10 9 cm/s ~ 5·10 -22 s;
τ елемент h = 10 -13 cm/3·10 10 cm/s = 3·10 -24 s.
масиобектите се променят от 0 до M. Така масата на електрона m e ≈ 10 -27 g, масата на протона
m р ≈ 10 -24 g (система SGS). Една единица за атомна маса, използвана в атомната и ядрената физика, 1 amu. = M(C)/12 в единици маса на въглероден атом.
Основните характеристики на микрообектите включват електрическия заряд, както и характеристиките, необходими за идентифициране на елементарна частица.
Електрически заряд частици Q обикновено се измерва в единици електронен заряд. Заряд на електрона e = 1,6·10 -19 кулона. За частици в свободно състояние Q/e = ±1,0, а за кварки, които са част от адрони Q/e = ±2/3 и ±1/3.
В ядрата зарядът се определя от броя на протоните Z, съдържащи се в ядрото. Зарядът на протона е равен по абсолютна стойност на заряда на електрона.
За да идентифицирате елементарна частица, трябва да знаете:
I – изотопен спин;
J – собствен ъглов момент – спин;
P – пространствен паритет;
C – паритет на заряда;
G − G-четност.
Тази информация е записана под формата на формулата I G (J PC).
Завъртете− една от най-важните характеристики на една частица, за която се използва фундаменталната константа на Планк h или ћ = h/2π = 1,0544·10 -27 [erg-s]. Бозоните имат цяло число в единици ћ: (0,1, 2,...)ћ, фермионите имат полуцяло число (1/2, 3/2,.. .)ћ. В класа на суперсиметричните частици спиновите стойности на фермионите и бозоните са обърнати.

Ориз. 4 илюстрира физически смисълспин J по аналогия с класическата концепция за ъглов момент на частица с маса m = 1 g, движеща се със скорост v = 1 cm/s в окръжност с радиус r = 1 cm. В класическата физика ъглов момент J = mvr = L (L − орбитален момент). В квантовата механика J = = 10 27 ћ = 1 erg·s за същите параметри на обект, движещ се в кръг, където ћ = 1,05·10 -27 erg·s.
Проекцията на спина на елементарна частица върху посоката на нейния импулс се нарича спиралност. Спираловидността на безмасова частица с произволен спин приема само две стойности: по посока или срещу посоката на импулса на частицата. За фотон възможните стойности на спиралността са равни на ±1, за безмасовото неутрино спиралността е равна на ±1/2.
Спиновият ъглов момент на атомно ядро ​​се определя като векторната сума на спиновете на елементарните частици, образуващи квантова система, и орбиталните ъглови моменти на тези частици, дължащи се на тяхното движение в системата. Орбитален импулс || и въртящ се импулс || придобиват дискретно значение. Орбитален момент || = ћ[ л(л+1)] 1/2 , където л− орбитално квантово число (може да приема стойности 0, 1,2,...), собствен ъглов момент || = ћ 1/2, където s е квантовото число на спина (може да приема нулеви, цели или полуцели стойности J, общият ъглов момент е равен на сумата + = .
Производните единици включват: енергия на частицата, скорост, заместваща скорост за релативистични частици, магнитен момент и др.
Енергиячастица в покой: E = mc 2 ; движеща се частица: E = m 2 c 4 + p 2 c 2.
За нерелативистични частици: E = mc 2 + p 2 /2m; за релативистични частици с маса m = 0: E = ср.
Енергийни единици - eV, keV, MeV, GeV, TeV, ... 1 GeV = 10 9 eV, 1 TeV = 10 12 eV,
1 eV = 1,6·10 -12 ерг.
Скорост на частиците β = v/c, където c = 3·10 10 cm/s е скоростта на светлината. Скоростта на частицата определя това най-важната характеристикакато фактор на Лоренц на частицата γ = 1/(1-β 2) 1/2 = E/mc 2. Винаги γ > 1- За нерелативистични частици 1< γ < 2, а для релятивистских частиц γ > 2.
Във физиката на високите енергии скоростта на частица β е близка до 1 и е трудно да се определи за релативистични частици. Следователно вместо скорост се използва скорост y, която е свързана със скоростта чрез връзката y = (1/2)ln[(1+β)/(1-β)] = (1/2)ln[(E +p)/(E-p)]. Скоростта варира от 0 до ∞.

Функционалната връзка между скоростта и бързината на частиците е показана на фиг. 5. За релативистични частици при β → 1, E → p, тогава вместо бързина можем да използваме псевдо-бързина η, която се определя от ъгъла на отклонение на частицата θ, η = (1/2)ln tan(θ/2) . За разлика от скоростта, скоростта е адитивна величина, т.е. y 2 = y 0 + y 1 за всяка референтна система и за всякакви релативистични и нерелативистични частици.
Магнитен момент μ = Iπr 2 /c, където токът I = ev/2πr възниква поради въртенето на електрическия заряд. Така всяка заредена частица има магнитен момент. При разглеждане на магнитния момент на електрона се използва магнетонът на Бор
μ B = eћ/2m e c = 0,5788·10 -14 MeV/G, електронен магнитен момент = g·μ B ·. Коефициентът g се нарича жиромагнитно отношение. За електрон g = /μ B · = 2, т.к J = ћ/2, = μ B при условие, че електронът е точкова безструктурна частица. Жиромагнитното отношение g съдържа информация за структурата на частицата. Количеството (g − 2) се измерва в експерименти, насочени към изследване на структурата на частици, различни от лептони. За лептоните тази стойност показва ролята на по-високи електромагнитни корекции (вижте допълнителен раздел 7.1).
В ядрената физика ядреният магнетон се използва μ i = eћ/2m p c, където m p е масата на протона.

2.1.1. Системата Heaviside и нейната връзка със системата GHS

В системата на Хевисайд скоростта на светлината c и константата на Планк ћ се приемат за равни на единица, т.е. с = ћ = 1. Основните мерни единици са енергийни единици − MeV или MeV -1, докато в системата GHS основните мерни единици са [g, cm, s]. След това, използвайки отношенията: E = mc 2 = m = MeV, л= ћ/mc = MeV -1 , t = ћ/mc 2 = MeV -1 , получаваме връзката между системата Хевисайд и системата SGS във формата:

• m(g) = m(MeV) 2 10 -27,
• л(cm) = л(MeV -1) 2 10 -11 ,
• t (s) = t (MeV -1) b.b 10 -22 .

Системата на Хевисайд се използва във физиката на високите енергии за описание на явления, случващи се в микрокосмоса, и се основава на използването на естествени константи c и ћ, които са решаващи в релативистичната и квантовата механика.
Числените стойности на съответните количества в системата CGS за електрона и протона са дадени в табл. 3 и може да се използва за преминаване от една система към друга.

Таблица 3. Числени стойности на количествата в CGS системата за електрон и протон

2.1.2. Планк (естествени) единици

Когато се разглеждат гравитационните ефекти, се въвежда скалата на Планк за измерване на енергия, маса, дължина и време. Ако гравитационната енергия на даден обект е равна на общата му енергия, т.е.

Че
дължина = 1,6·10 -33 см,
маса = 2,2·10 -5 g = 1,2·10 19 GeV,
време = 5.4·10 -44 s,
Където = 6,67·10 -8 cm 2 ·g -1 ·s -2 .

Гравитационните ефекти са значителни, когато гравитационната енергия на даден обект е сравнима с общата му енергия.

2.2. Класификация на елементарните частици

Понятието „елементарна частица” се формира с установяването на дискретния характер на структурата на материята на микроскопично ниво.

Атоми → ядра → нуклони → партони (кварки и глуони)

В съвременната физика терминът „елементарни частици“ се използва за назоваване на голяма група от малки наблюдаваноточастици материя. Тази група от частици е много обширна: p протони, n неутрони, π- и K-мезони, хиперони, очаровани частици (J/ψ...) и много резонанси (общо
~ 350 частици). Тези частици се наричат ​​"адрони".
Оказа се, че тези частици не са елементарни, а са съставни системи, чиито съставни части са наистина елементарни или, както започнаха да ги наричат, " фундаментален " частици − партони, открит при изучаване на структурата на протона. Изследването на свойствата на партоните направи възможно идентифицирането им с кваркиИ глуони, въведени под внимание от Гел-Ман и Цвайг при класифицирането на наблюдаваните елементарни частици. Оказа се, че кварките са фермиони със спин J = 1/2. Бяха им приписани дробни електрически заряди и барионно число B = 1/3, тъй като барион с B = 1 се състои от три кварка. Освен това, за да се обяснят свойствата на някои бариони, стана необходимо да се въведе ново квантово число - цвят. Всеки кварк има три цветни състояния, обозначени с индексите 1, 2, 3 или думите червено (R), зелено (G) и синьо (B). Цветът не се проявява по никакъв начин в наблюдаваните адрони и работи само вътре в тях.
Към днешна дата са открити 6 вкуса (вида) кварки.
В табл 4 показва свойствата на кварките за едноцветно състояние.

Таблица 4. Свойства на кварките

Аромат	Маса, MeV/s 2	аз	аз 3	Q q /e	с	с	b	T
u up	330; (5)	1/2	1/2	2/3	0	0	0	0
d надолу	340; (7)	1/2	-1/2	-1/3	0	0	0	0
е странно	450; (150)	0	0	-1/3	-1	0	0	0
с чар	1500	0	0	2/3	0	1	0	0
б красота	5000	0	0	-1/3	0	0	-1	0
t истина	174000	0	0	2/3	0	0	0	1

За всеки аромат на кварк е посочена неговата маса (масите на съставните кварки и масите на текущите кварки са дадени в скоби), изотопният спин I и 3-тата проекция на изотопния спин I 3, зарядът на кварка Q q / e и квантовите числа s, c, b, t. Наред с тези квантови числа често се използва хиперзарядът на квантовите числа Y = B + s + c + b+ t. Съществува връзка между проекцията на изотопния спин I 3 , електрическия заряд Q и хиперзаряда Y: Q = I 3 + (1/2)Y.
Тъй като всеки кварк има 3 цвята, трябва да се вземат предвид 18 кварка. Кварките нямат структура.
В същото време сред елементарните частици имаше цял клас частици, наречени " лептони„Те също са фундаментални частици, т.е. нямат структура. Те са шест: три заредени e, μ, τ и три неутрални ν e, ν μ, ν τ. Лептоните участват само в електромагнитни и слаби взаимодействия. Лептоните и кварки с полуцял спин J = (n+1/2)ћ, n = 0, 1,... . Наблюдава се удивителна симетрия между лептоните и шестте кварка.
В табл Фигура 5 показва свойствата на фундаменталните фермиони: електрически заряд Q i в единици заряд на електрона и маса на частицата m. Лептоните и кварките са комбинирани в три поколения (I, II и III). За всяко поколение сумата от електрически заряди ∑Q i = 0, като се вземат предвид 3 цветни заряда за всеки кварк. Всеки фермион има съответен антифермион.
В допълнение към характеристиките на частиците, посочени в таблицата, важна роляза лептони, лептонните числа играят: електрон L e , равен на +1 за e - и ν e , мюонен L μ , равен на +1 за μ - и ν μ и таоничен L τ , равен на +1 за τ - и ν τ , които съответстват на аромати на лептони, участващи в специфични реакции и са запазени количества. За лептоните барионното число B = 0.

Таблица 5. Свойства на фундаменталните фермиони

Материята около нас се състои от фермиони от първо поколение с ненулева маса. Влиянието на частиците от второ и трето поколение се проявява в ранната Вселена. Сред фундаменталните частици специална роля играят фундаменталните калибровъчни бозони, които имат цяло число вътрешно квантово число на спина J = nћ, n = 0, 1, .... Калибровъчните бозони са отговорни за четири вида фундаментални взаимодействия: силни ( глуон g), електромагнитен (фотон γ), слаб (бозони W ±, Z 0), гравитационен (гравитон G). Те също са безструктурни фундаментални частици.
В табл 6 показва свойствата на фундаменталните бозони, които са полеви кванти в калибровъчните теории.

Таблица 6. Свойства на фундаменталните бозони

Име	Зареждане	Тегло	Завъртете	Взаимодействия
Гравитон, Г	0	0	2	Гравитационен
Фотон, γ	0	< 3·10 -27 эВ	1	Електромагнитна
Заредени векторни бозони, W ±	±1	80,419 GeV/s 2	1	слаб
Неутрален векторен бозон, Z 0	0	91,188 GeV/s 2	1	слаб
Глуони, g 1 , ... , g 8	0	0	0	Силен
Хигс, H 0 , H ±	0	> 100 GeV/s 2	0

В допълнение към свойствата на отворените калибровъчни бозони γ, W ±, Z 0, g 1,..., g 8, таблицата показва свойствата на досега неоткритите бозони: гравитонът G и бозоните на Хигс H 0, H ±.
Нека сега разгледаме най-много голяма групаелементарни силно взаимодействащи частици - адрони, за обяснение на структурата на които е въведено понятието кварки.
Адроните се делят на мезони и бариони. Мезоните са изградени от кварк и антикварк (q). Барионите се състоят от три кварка (q 1 q 2 q 3).
В табл 7 предоставя списък на свойствата на основните адрони. (За подробни таблици вижте The European Physical Journal C, Rev. of Particle Phys., v.15, No. 1 - 4, 2000 г.)

Таблица 7. Свойства на адроните

	Име	Маса, MeV/s 2	Време на живот, s	Режими на разпад	Кварков състав
	Божур π ± 1 - (0 -+) π 0	139.567 134.965	2,6·10 -8 0,83·10 -16	π ± → μ ± + ν π 0 → γ + γ	(u), (d) (u − d)/√2
	η-мезон 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)
				(нас) (д) (д)
	D ± D0	1869.3 1864.5	10,69·10 -13 4,28·10 -13	D ± → e ± + X D 0 → e + + X -	(в), (г) (° С)
	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) (г), (б)
b	Протон p Неутрон n	938.3 939.5	> 10 33 години 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 ддс
	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
	Σ s		Σ с →+ π →Ξ - π + π + →л - л	ucs usc dsc удб

Кварковата структура на адроните позволява да се разграничат в тази голяма група частици нестранни адрони, които се състоят от нестранни кварки (u, d), странни адрони, които включват странен кварк s, очаровани адрони, съдържащи c- кварк, красиви адрони (долни адрони) с b-кварк.
Таблицата представя свойствата само на малка част от адроните: мезони и бариони. Показани са тяхната маса, продължителност на живот, основни режими на разпадане и кварков състав. За мезоните, барионното число B = O и лептонното число L = 0. За барионите, барионното число B = 1, лептонното число L = 0. Мезоните са бозони (цяло число), барионите са фермиони (полуцяло число). ).
По-нататъшното разглеждане на свойствата на адроните ни позволява да ги комбинираме в изотопни мултиплети, състоящи се от частици с еднакви квантови числа (барионно число, спин, вътрешна четност, странност) и подобни маси, но с различни електрически заряди. Всеки изотопен мултиплет се характеризира с изотопен спин I, който определя общия брой частици, включени в мултиплета, равен на 2I + 1. Изоспинът може да приема стойности 0, 1/2, 1, 3/2, 2, . .., т.е. възможно е съществуването на изотопни синглети, дублети, триплети, квартети и др. Така протонът и неутронът съставляват изотопен дублет, π + -, π - -, π 0 -мезоните се разглеждат като изотопен триплет.
По-сложните обекти в микрокосмоса са атомните ядра. Атомното ядро ​​се състои от Z протони и N неутрони. Сумата Z + N = A е броят на нуклоните в даден изотоп. Често таблиците дават средната стойност за всички изотопи, след което тя става дробна. Известни са ядра, за които посочените стойности са в границите: 1< А < 289, 1 < Z < 116.
Изброените по-горе частици се разглеждат в рамките на стандартния модел. Предполага се, че извън Стандартния модел може да съществува друга група фундаментални частици - суперсиметрични частици (SUSY). Те трябва да осигурят симетрия между фермиони и бозони. В табл 8 показва очакваните свойства на тази симетрия.

2.3. Теренен подход към проблема за взаимодействията

2.3.1 Свойства на фундаменталните взаимодействия

Огромното разнообразие от физически явления, възникващи по време на сблъсъци на елементарни частици, се определя само от четири вида взаимодействия: електромагнитно, слабо, силно и гравитационно. В квантовата теория взаимодействието се описва от гледна точка на обмена на специфични кванти (бозони), свързани с даден тип взаимодействие.
За визуално представяне на взаимодействието на частиците американският физик Р. Файнман предложи използването на диаграми, които получиха неговото име. Диаграмите на Файнман описват всеки процес на взаимодействие, когато две частици се сблъскат. Всяка частица, участваща в процеса, е представена с линия на диаграмата на Файнман. Свободният ляв или десен край на линията показва, че частицата е съответно в начално или крайно състояние. Вътрешните линии в диаграмите (т.е. линии, които нямат свободни краища) съответстват на така наречените виртуални частици. Това са частици, създадени и абсорбирани по време на процеса на взаимодействие. Те не могат да бъдат регистрирани, за разлика от реалните частици. Взаимодействието на частиците в диаграмата е представено чрез възли (или върхове). Типът взаимодействие се характеризира с константата на свързване α, която може да се запише като: α = g 2 /ћc, където g е зарядът на източника на взаимодействие и е основната количествена характеристика на силата, действаща между частиците. При електромагнитно взаимодействие α e = e 2 /ћc = 1/137.

Фиг.6. Диаграма на Файнман.

Процесът a + b →с + d под формата на диаграма на Файнман (фиг. 6) изглежда така: R е виртуална частица, обменена между частици a и b по време на взаимодействие, определено от константата на взаимодействие α = g 2 /ћc, характеризиращ силата на взаимодействие на разстояние, равно на радиуса на взаимодействие.
Една виртуална частица може да има маса M x и когато тази частица се обменя, се предава 4-импулс t = −q 2 = Q 2.
В табл Фигура 9 показва характеристиките на различните видове взаимодействия.

Електромагнитни взаимодействия . Най-пълно и последователно са изследвани електромагнитните взаимодействия, на които са подложени всички заредени частици и фотони. Носителят на взаимодействие е фотонът. За електромагнитните сили константата на взаимодействие е числено равна на константата на фината структура α e = e 2 /ћc = 1/137.
Примери за най-прости електромагнитни процеси са фотоелектричният ефект, ефектът на Комптън, образуването на двойки електрон-позитрон, а за заредените частици - йонизационно разсейване и спирачно лъчение. Теорията на тези взаимодействия – квантовата електродинамика – е най-точната физическа теория.

Слаби взаимодействия. За първи път са наблюдавани слаби взаимодействия по време на бета разпада на атомните ядра. И както се оказа, тези разпадания са свързани с превръщането на протон в неутрон в ядрото и обратно:
p → n + e + + ν e, n → p + e - + e. Възможни са и обратни реакции: улавяне на електрон e - + p → n + ν e или антинеутрино e + p → e + + n. Слабото взаимодействие е описано от Енрико Ферми през 1934 г. по отношение на четирифермионното контактно взаимодействие, дефинирано от константата на Ферми
G F = 1,4·10 -49 erg·cm 3 .
При много високи енергии, вместо контактното взаимодействие на Ферми, слабото взаимодействие се описва като обменно взаимодействие, при което квант, надарен със слаб заряд g w (по аналогия с електрически заряд), се обменя и действа между фермиони. Такива кванти бяха открити за първи път през 1983 г. в колайдера SppS (CERN) от екип, ръководен от Карл Рубиа. Това са заредени бозони - W ± и неутрален бозон - Z 0, техните маси са съответно равни: m W± = 80 GeV/s 2 и m Z = 90 GeV/s 2. Константата на взаимодействие α W в този случай се изразява чрез константата на Ферми:

Таблица 9. Основни видове взаимодействия и техните характеристики