±1 1 80,4 Slaba interakcija Z 0 0 1 91,2 Slaba interakcija Gluon 0 1 0 Jaka interakcija Higgsov bozon 0 0 ≈125,09±0,24 Inertna masa

Generacija		Kvarkovi s nabojem (+2/3)				Kvarkovi s nabojem (−1/3)
			Simbol kvarka/antikvarka	Masa (MeV)		Naziv/aroma kvarka/antikvarka	Simbol kvarka/antikvarka	Masa (MeV)
1		u-kvark (up-kvark) / anti-u-kvark	$u\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(u)$	od 1,5 do 3		d-kvark (donji kvark) / anti-d-kvark	$d\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(d)$	4,79±0,07
2		c-kvark (charm-quark) / anti-c-kvark	$c\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(c)$	1250 ± 90		s-kvark (čudni kvark) / anti-s-kvark	$s\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(s)$	95 ± 25
3		t-kvark (top-kvark) / anti-t-kvark	$t\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(t)$	174 200 ± 3300		b-kvark (donji kvark) / anti-b-kvark	$b\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(b)$	4200 ± 70

Vidi također

Napišite recenziju o članku "Fundamentalna čestica"

Bilješke

Linkovi

• S. A. Slavatinskog// Moskovski institut za fiziku i tehnologiju (Dolgoprudny, Moskovska regija)
• Slavatinsky S.A.
• // SOZH, 2001, br. 2, str. 62–68 arhiva web.archive.org/web/20060116134302/journal.issep.rssi.ru/annot.php?id=S1176
• //nuclphys.sinp.msu.ru
• // second-physics.ru
• //physics.ru
• //physics.ru
• //physics.ru

// nature.web.ru Temeljno čestice Temeljno Kompozitni Veze temeljni i/ili kompozitne čestice Redovno Neobično ostalo klasifikacije

čestice

Izvadak koji karakterizira osnovnu česticu
Gospoda koja su posjećivala Bilibina, ljudi svjetovni, mladi, bogati i veseli, činili su i u Beču i ovdje poseban krug, koji je Bilibin, koji je bio glava ovoga kruga, nazvao našim, les nftres. Taj krug, koji se sastojao gotovo isključivo od diplomata, očito je imao svoje interese, koji nisu imali nikakve veze s ratom i politikom, interesima visokog društva, odnosima s nekim ženama i klerikalnom stranom službe. Ta su gospoda, očito, dobrovoljno prihvatila princa Andreja u svoj krug kao jednog od svojih (čast koju su malo kome učinili). Iz pristojnosti, a kao tema za ulazak u razgovor, postavljeno mu je nekoliko pitanja o vojsci i boju, a razgovor se opet raspao u nedosljedne, vesele šale i ogovaranja.
“Ali posebno je dobro”, rekao je jedan govoreći o neuspjehu kolege diplomata, “ono što je posebno dobro jest to što mu je kancelar izravno rekao da je njegovo imenovanje u Londonu promaknuće i da na to treba tako gledati.” Vidite li njegov lik u isto vrijeme?...
"Ali što je još gore, gospodo, dajem vam Kuragina: čovjek je u nesreći, a ovaj Don Juan, ovaj užasni čovjek, to iskorištava!"
Princ Hippolyte ležao je u Voltaireovom stolcu, nogu prekriženih preko ruke. Nasmijao se.
“Parlez moi de ca, [Hajde, hajde],” rekao je.
- Oh, Don Juane! Oh zmija! – čuli su se glasovi.
"Ne znaš ti, Bolkonski", obrati se Bilibin knezu Andreju, "da su svi užasi francuske vojske (skoro sam rekao ruske vojske) ništa u usporedbi s onim što je ovaj čovjek učinio među ženama."
“La femme est la compagne de l"homme, [Žena je muškarčev prijatelj]", rekao je princ Hippolyte i počeo gledati kroz lorgnet svoje podignute noge.
Bilibin i naši prasnuli su u smijeh, gledajući Ippolita u oči. Knez Andrej je vidio da je taj Ipolit, na kojeg je (morao je priznati) bio gotovo ljubomoran na svoju ženu, bio lakrdijaš u ovom društvu.
"Ne, moram vas počastiti Kuraginom", rekao je Bilibin tiho Bolkonskom. – On je šarmantan kada govori o politici, treba vidjeti tu važnost.
Sjeo je do Hipolita i, skupljajući bore na čelu, započeo s njim razgovor o politici. Princ Andrej i drugi okružili su obojicu.
“Le cabinet de Berlin ne peut pas exprimer un sentiment d" alliance," započeo je Hippolyte, značajno pogledavši sve, "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... [Berlinski kabinet ne može izraziti svoje mišljenje o savezu bez izražavanja... kao u svojoj zadnjoj noti... razumijete... razumijete.. . međutim, ako Njegovo Veličanstvo Car ne promijeni bit našeg saveza...]
"Attendez, je n"ai pas fini...," rekao je princu Andreju, uhvativši ga za ruku. "Je suppose que l"intervention sera plus forte que la non intervention." Et...” Zastao je. – On ne pourra pas imputer a la fin de non recevoir notre depeche du 28 novembre. Voila comment tout cela finira. [Čekaj, nisam završio. Mislim da će intervencija biti jača od neintervencije... Nemoguće je smatrati stvar završenom ako se ne prihvati naša depeša od 28. studenog. Kako će sve ovo završiti?]
I pustio je ruku Bolkonskog, pokazujući da je sada potpuno završio.
“Demostene, je te reconnais au caillou que tu as cache dans ta bouche d"or! [Demostene, prepoznajem te po kamenčiću koji kriješ u svojim zlatnim usnama!] - rekao je Bilibin, čija se kapa kose pomicala na glavi s zadovoljstvo .
Svi su se nasmijali. Hipolit se nasmijao najglasnije od svih. Naizgled je patio, gušio se, ali nije mogao odoljeti divljem smijehu koji je razvukao njegovo uvijek nepomično lice.
"Pa, gospodo," rekao je Bilibin, "Bolkonski je moj gost u kući i ovdje u Brunnu, i želim ga počastiti, koliko god mogu, svim radostima života ovdje." Da smo u Brunnu, bilo bi lako; ali ovdje, dans ce vilain trou morave [u ovoj gadnoj moravskoj rupi], teže je, i molim vas sve za pomoć. Il faut lui faire les honneurs de Brunn. (Moramo mu pokazati Brunna.) Ti preuzimaš kazalište, ja - društvo, ti, Hipolite, naravno - žene.
– Moramo mu pokazati Amelie, divna je! - rekao je jedan od naših ljubeći mu vrhove prstiju.
"Općenito, ovog krvožednog vojnika", rekao je Bilibin, "treba obratiti na humanije poglede."
"Malo je vjerojatno da ću iskoristiti vaše gostoprimstvo, gospodo, a sada je vrijeme da idem", rekao je Bolkonski, gledajući na sat.
- Gdje?
- Caru.
- O! O! O!
- Pa, zbogom, Bolkonski! Zbogom, kneže; “Dođi ranije na večeru”, začuli su se glasovi. - Mi brinemo o vama.
"Nastojte što je više moguće hvaliti red u isporuci namirnica i putove kada razgovarate s carem", rekao je Bilibin, ispraćajući Bolkonskog u prednju dvoranu.
"I ja bih htio pohvaliti, ali ne mogu, koliko znam", odgovorio je Bolkonski smiješeći se.
- Pa, općenito, razgovarajte što je više moguće. Njegova strast je publika; ali on sam ne voli govoriti i ne zna, kako ćete vidjeti.

Strukture mikrosvijeta

Ranije su se elementarnim česticama nazivale čestice koje su dio atoma i ne mogu se rastaviti na elementarnije komponente, naime na elektrone i jezgre.

Kasnije je otkriveno da se jezgre sastoje od jednostavnijih čestica - nukleoni(protoni i neutroni), koji se pak sastoje od drugih čestica. Eto zašto najsitnije čestice materije počele su se smatrati elementarnim česticama , isključujući atome i njihove jezgre .

Do danas je otkriveno na stotine elementarnih čestica, što zahtijeva njihovu klasifikaciju:

– prema vrsti interakcije

- prema vremenu života

– najveća leđa

Elementarne čestice dijelimo u sljedeće skupine:

Kompozitne i fundamentalne (bezstrukturne) čestice

Složene čestice

Hadroni (teški)– čestice koje sudjeluju u svim vrstama temeljnih interakcija. Sastoje se od kvarkova i dijele se na: mezoni– hadroni s cijelim spinom, odnosno oni su bozoni; barioni– hadroni s polucijelim spinom, odnosno fermioni. Tu posebice spadaju čestice koje čine jezgru atoma - proton i neutron, tj. nukleoni.

Fundamentalne (bezstrukturne) čestice

Leptoni (svjetlo)– fermioni, koji imaju oblik točkastih čestica (tj. ne sastoje se ni od čega) do veličine veličine 10 − 18 m. Ne sudjeluju u jakim interakcijama. Sudjelovanje u elektromagnetskim interakcijama eksperimentalno je uočeno samo za nabijene leptone (elektrone, mione, tau leptone) i nije uočeno za neutrine.

Kvarkovi– djelomično nabijene čestice koje čine hadrone. Nisu uočeni u slobodnom stanju.

Mjerni bozoni– čestice čijom se izmjenom ostvaruju međudjelovanja:

– foton – čestica koja nosi elektromagnetsku interakciju;

– osam gluona – čestica koje nose snažnu interakciju;

– tri posredna vektorska bozona W + , W− i Z 0, koji toleriraju slabe interakcije;

– graviton je hipotetska čestica koja prenosi gravitacijsku interakciju. Postojanje gravitona, iako još nije eksperimentalno dokazano zbog slabosti gravitacijske interakcije, smatra se sasvim vjerojatnim; međutim, graviton nije uključen u standardni model elementarnih čestica.

Prema suvremenim konceptima, fundamentalne čestice (ili "prave" elementarne čestice) koje nemaju unutarnju strukturu i konačne dimenzije uključuju:

Kvarkovi i leptoni

Čestice koje osiguravaju temeljne interakcije: gravitoni, fotoni, vektorski bozoni, gluoni.

Klasifikacija elementarnih čestica prema vremenu života:

- stabilan: čestice čiji je životni vijek jako dug (u granici teži beskonačnosti). To uključuje elektroni , protoni , neutrino . Neutroni su također stabilni unutar jezgre, ali su nestabilni izvan jezgre.

- nestabilan (kvazistabilne): elementarne čestice su one čestice koje se raspadaju zbog elektromagnetskih i slabih međudjelovanja, a čije je vrijeme života dulje od 10-20 sekundi. Takve čestice uključuju slobodni neutron (tj. neutron izvan jezgre atoma)

- rezonancije (nestabilan, kratkotrajan). Rezonancije uključuju elementarne čestice koje se raspadaju zbog jakih međudjelovanja. Njihov životni vijek je manji od 10 -20 sekundi.

Klasifikacija čestica prema sudjelovanju u interakcijama:

- leptoni : Ovo uključuje neutrone. Svi oni ne sudjeluju u vrtlogu unutarnuklearnih interakcija, tj. nisu podložni jakim interakcijama. Sudjeluju u slaboj interakciji, a one s električnim nabojem sudjeluju i u elektromagnetskoj interakciji

- hadroni : čestice koje postoje unutar atomske jezgre i sudjeluju u jakim međudjelovanjima. Najpoznatiji od njih su proton I neutron .

Danas poznato šest leptona :

U istoj su obitelji kao i elektron mioni i tau čestice, koje su slične elektronu, ali su masivnije. Mioni i tau čestice nestabilni su i s vremenom se raspadaju na nekoliko drugih čestica, uključujući elektron

Tri električki neutralne čestice s nultom (ili blizu nule, znanstvenici još nisu odlučili o tome) masom, tzv. neutrino . Svaki od tri neutrina (elektronski neutrino, mionski neutrino, tau neutrino) uparen je s jednom od tri vrste čestica iz obitelji elektrona.

Najpoznatiji hadroni , protoni i neutrini postoje stotine srodnika, koji se rađaju u velikom broju i odmah se raspadaju u procesu raznih nuklearnih reakcija. S izuzetkom protona, svi su nestabilni i mogu se klasificirati prema sastavu čestica na koje se raspadaju:

Ako među krajnjim produktima raspada čestice postoji i proton, tada se on naziva barion

Ako među produktima raspada nema protona, tada se naziva čestica mezon .

Kaotična slika subatomskog svijeta, koja je postajala sve složenija otkrićem svakog novog hadrona, ustupila je mjesto novoj slici pojavom pojma kvarkova. Prema modelu kvarkova, svi hadroni (ali ne i leptoni) sastoje se od još elementarnijih čestica – kvarkova. Tako barioni (osobito proton) sastoje se od tri kvarka, i mezoni - od para kvark - antikvark.

O RAZUMIJEVANJU KRETANJA TVARI, NJEZINE SPOSOBNOSTI SAMORAZVOJA, TE POVEZANOSTI I MEĐUSOBNOG MEĐUSOBNOG ODJELJA MATERIJALNIH OBJEKATA U SUVREMENOJ PRIRODNOJ ZNANOSTI

Tsyupka V. P.

Savezna državna autonomna obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja "Belgorod State National istraživačko sveučilište"(Nacionalno istraživačko sveučilište "BelSU")

1. Kretanje materije

“Sastavno svojstvo materije je kretanje” 1, koje je oblik postojanja materije i očituje se u svakoj njezinoj promjeni. Iz nestvorljivosti i neuništivosti materije i njezinih atributa, uključujući kretanje, proizlazi da kretanje materije postoji vječno i da je beskrajno raznoliko u obliku svojih manifestacija.

Postojanje bilo kojeg materijalnog objekta očituje se u njegovom kretanju, odnosno svakoj promjeni koja se s njim događa. Tijekom promjene uvijek se mijenjaju neka svojstva materijalnog objekta. Budući da ukupnost svih svojstava materijalnog objekta, koja karakteriziraju njegovu izvjesnost, individualnost i osobitost u određenom trenutku u vremenu, odgovara njegovom stanju, ispada da je kretanje materijalnog objekta popraćeno promjenom njegovih stanja. . Promjena svojstava može ići toliko daleko da jedan materijalni objekt može postati drugi materijalni objekt. “Ali materijalni objekt se nikada ne može pretvoriti u svojstvo” (na primjer, masa, energija) i “svojstvo u materijalni objekt” 2, jer samo pokretna materija može biti promjenjiva supstanca. U prirodnoj znanosti kretanje tvari naziva se i prirodni fenomen (prirodni fenomen).

Poznato je da "bez kretanja nema materije", 3 kao što bez materije ne može biti kretanja.

Kretanje tvari može se izraziti kvantitativno. Univerzalna kvantitativna mjera kretanja materije, kao i svakog materijalnog objekta, je energija, koja izražava svojstvenu aktivnost materije i svakog materijalnog objekta. Dakle, energija je jedno od svojstava pokretne materije, a energija ne može biti izvan materije, odvojena od nje. Energija je u jednakom odnosu s masom. Prema tome, masa može karakterizirati ne samo količinu tvari, već i stupanj njezine aktivnosti. Iz činjenice da kretanje materije postoji vječno i da je beskrajno raznoliko u obliku svojih manifestacija, neumoljivo proizlazi da energija, koja kvantitativno karakterizira kretanje materije, također postoji vječno (nestvorena i neuništiva) i da je beskrajno raznolika u obliku. njegovih manifestacija. “Dakle, energija nikada više ne nestaje niti se ponovno pojavljuje, samo se transformira iz jedne vrste u drugu” 1 u skladu s promjenom vrsta kretanja.

Uočavaju se različiti tipovi (oblici) gibanja materije. Mogu se klasificirati uzimajući u obzir promjene u svojstvima materijalnih objekata i karakteristike njihovih učinaka jedni na druge.

Kretanje fizičkog vakuuma (slobodna fundamentalna polja u normalnom stanju) svodi se na činjenicu da on stalno malo odstupa u različitim smjerovima od svoje ravnoteže, kao da "drhti". Kao rezultat takvih spontanih niskoenergetskih pobuda (odstupanja, smetnje, fluktuacije) nastaju virtualne čestice koje se odmah otapaju u fizičkom vakuumu. Ovo je najniže (osnovno) energetsko stanje pokretnog fizičkog vakuuma, njegova energija je blizu nule. Ali fizički vakuum može se neko vrijeme na nekom mjestu transformirati u pobuđeno stanje, koje karakterizira određeni višak energije. S tako značajnim, visokoenergetskim pobuđenjima (odstupanja, poremećaji, fluktuacije) fizičkog vakuuma, virtualne čestice mogu dovršiti svoju pojavu i tada stvarne fundamentalne čestice izbijaju iz fizičkog vakuuma. različite vrste, i, u pravilu, u parovima (imaju električni naboj u obliku čestice i antičestice s električnim nabojima suprotnih predznaka, na primjer, u obliku para elektron-pozitron).

Pojedinačne kvantne ekscitacije različitih slobodnih fundamentalnih polja su fundamentalne čestice.

Fermionska (spinorska) fundamentalna polja mogu generirati 24 fermiona (6 kvarkova i 6 antikvarkova, kao i 6 leptona i 6 antileptona), podijeljenih u tri generacije (obitelji). U prvoj generaciji, gornji i donji kvarkovi (i antikvarkovi), kao i leptoni, elektron i elektronski neutrino (i pozitron s elektronskim antineutrinom), tvore običnu materiju (i rijetko otkrivenu antimateriju). U drugoj generaciji šarm i čudni kvarkovi (i antikvarkovi), kao i leptoni, mion i mion neutrino (i antimuon s mionskim antineutrinom), koji imaju veću masu (veći gravitacijski naboj), imaju veću masu (veći gravitacijski naboj) . U trećoj generaciji postoje pravi i šarmantni kvarkovi (i antikvarkovi), kao i leptoni taon i taon neutrino (i antitaon s taon antineutrinom). Fermioni druge i treće generacije ne sudjeluju u stvaranju obične materije, nestabilni su i raspadaju se s nastankom fermiona prve generacije.

Bosonska (mjerna) temeljna polja mogu generirati 18 vrsta bozona: gravitacijsko polje – gravitoni, elektromagnetsko polje – fotoni, polje slabe interakcije – 3 vrste “viona” 1, gluonsko polje – 8 vrsta gluona, Higgsovo polje – 5 vrsta Higgsa. bozoni.

Fizički vakuum u dovoljno visokoenergetskom (pobuđenom) stanju sposoban je generirati mnoge fundamentalne čestice sa značajnom energijom, u obliku mini-svemira.

Za supstancu mikrosvijeta kretanje se svodi na:

na širenje, sudaranje i pretvaranje elementarnih čestica jedne u drugu;

nastanak atomskih jezgri od protona i neutrona, njihovo kretanje, sudaranje i izmjena;

stvaranje atoma iz atomskih jezgri i elektrona, njihovo kretanje, sudaranje i promjena, uključujući skakanje elektrona s jedne atomske orbitale na drugu i njihovo odvajanje od atoma, dodavanje dodatnih elektrona;

formiranje molekula iz atoma, njihovo kretanje, sudaranje i promjena, uključujući dodavanje novih atoma, otpuštanje atoma, zamjenu jednih atoma drugima i promjenu redoslijeda atoma jednih prema drugima u molekuli.

Za supstanciju makrosvijeta i megasvijeta kretanje se svodi na pomicanje, sudaranje, deformiranje, razaranje, sjedinjavanje različitih tijela, kao i na njihove najrazličitije mijene.

Ako je kretanje materijalnog objekta (kvantiziranog polja ili materijalnog objekta) popraćeno promjenom samo njegove fizička svojstva, na primjer, frekvencija ili valna duljina za kvantizirano polje, trenutna brzina, temperatura, električni naboj za materijalni objekt, tada se takvo kretanje naziva fizičkim oblikom. Ako je kretanje materijalnog objekta popraćeno promjenom njegovih kemijska svojstva, na primjer, topljivost, zapaljivost, kiselost, tada se takvo kretanje klasificira kao kemijski oblik. Ako se kretanje odnosi na promjene u objektima megasvijeta (kozmičkim objektima), tada se takvo kretanje svrstava u astronomski oblik. Ako se kretanje odnosi na promjene u objektima dubokih zemljinih ljuski (zemljine unutrašnjosti), tada se takvo kretanje svrstava u geološke oblike. Ako se kretanje odnosi na promjene u objektima geografske ljuske, koja ujedinjuje sve površinske ljuske zemlje, tada se takvo kretanje klasificira kao geografski oblik. Kretanje živih tijela i njihovih sustava u obliku njihovih različitih životnih manifestacija svrstava se u biološke oblike. Kretanje materijalnih objekata, popraćeno promjenom društveno značajnih svojstava uz obvezno sudjelovanje ljudi, na primjer, rudarstvo željezna rudača a proizvodnja željeza i čelika, uzgoj šećerne repe i proizvodnja šećera svrstavaju se u društveno uvjetovane oblike kretanja.

Kretanje bilo kojeg materijalnog objekta ne može se uvijek pripisati nijednom obliku. Složen je i raznolik. Čak i fizičko kretanje svojstveno materijalnim objektima od kvantiziranog polja do tijela može uključivati ​​nekoliko oblika. Na primjer, elastični sraz (sudar) dvaju čvrstih tijela u obliku bilijarskih kugli uključuje promjenu položaja kuglica tijekom vremena jedne u odnosu na drugu i stol, te rotaciju kuglica i trenje kuglica. kuglice na površini stola i zraku, te kretanje čestica svake kuglice, te praktički reverzibilna promjena oblika kuglica tijekom elastičnog sudara, te izmjena kinetičke energije s njezinim djelomičnim pretvaranjem u unutarnju energiju kuglice pri elastičnom sudaru, te prijenos topline između kuglica, zraka i površine stola, te mogući radioaktivni raspad jezgri nestabilnih izotopa sadržanih u kuglicama, te prodiranje kozmičkih zraka neutrina kroz kuglice, itd. Razvojem materije i nastankom kemijskih, astronomskih, geoloških, geografskih, bioloških i društveno uvjetovanih materijalnih objekata, oblici kretanja postaju složeniji i raznovrsniji. Dakle, u kemijskom kretanju možemo vidjeti kako fizičke oblike kretanja, tako i kvalitativno nove, nesvodive na fizičke, kemijske oblike. U kretanju astronomskih, geoloških, geografskih, bioloških i društveno uvjetovanih objekata mogu se vidjeti kako fizički i kemijski oblici kretanja, tako i kvalitativno novi, nesvodivi na fizikalno-kemijske, odnosno astronomske, geološke, geografske, biološke ili društvene utvrđeni oblici kretanja. Istodobno, niži oblici kretanja materije ne razlikuju se u materijalnim objektima različitog stupnja složenosti. Na primjer, fizičko kretanje elementarnih čestica, atomskih jezgri i atoma ne razlikuje se kod astronomskih, geoloških, geografskih, bioloških ili društveno uvjetovanih materijalnih objekata.

U proučavanju složenih oblika kretanja treba izbjegavati dvije krajnosti. Prvo, proučavanje složenog oblika kretanja ne može se svesti na jednostavne oblike kretanja; složeni oblik kretanja ne može se izvesti iz jednostavnih. Na primjer, biološko kretanje ne može se izvoditi samo iz fizičkih i kemijskih oblika kretanja, a zanemariti same biološke oblike kretanja. I drugo, ne može se ograničiti na proučavanje samo složenih oblika kretanja, zanemarujući jednostavne. Na primjer, proučavanje biološkog kretanja dobro nadopunjuje proučavanje fizičkih i kemijskih oblika kretanja koji se pojavljuju u ovom slučaju.

2. Sposobnost materije da se sama razvija

Kao što je poznato, samorazvoj materije, a materija je sposobna za samorazvoj, karakterizira spontano, usmjereno i nepovratno postupno usložnjavanje oblika pokretne materije.

Spontani samorazvoj materije znači da se proces postupnog usložnjavanja oblika pokretne materije odvija sam od sebe, prirodno, bez sudjelovanja bilo kakvih neprirodnih ili nadnaravnih sila, Stvoritelja, zbog unutarnjih, prirodnih razloga.

Smjer samorazvoja materije znači svojevrsno kanaliziranje procesa postupnog usložnjavanja oblika kretanja materije iz jednog oblika koji je postojao ranije u drugi oblik koji se pojavio kasnije: za svaki novi oblik pokretne materije može se pronaći prethodni oblik pokretne materije koji joj je dao nastanak, i obrnuto, za svaki prethodni oblik pokretne materije može se pronaći novi oblik pokretne materije koji je nastao iz njega. Štoviše, prethodni oblik pokretne materije uvijek je postojao prije novog oblika pokretne materije koji je iz njega nastao, prethodni oblik je uvijek stariji od novog oblika koji je iz njega nastao. Zahvaljujući kanaliziranju samorazvoja pokretne materije nastaju jedinstveni nizovi postupnog usložnjavanja njezinih oblika, pokazujući u kojem smjeru, kao i kroz koje srednje (prijelazne) oblike, povijesni razvoj jednog ili drugog pojavio oblik pokretne materije.

Nepovratnost samorazvoja materije znači da proces postupnog usložnjavanja oblika pokretne materije ne može ići u suprotnom smjeru, unatrag: iz novog oblika pokretne materije ne može nastati prijašnji oblik pokretne materije iz kojeg je nastao, ali može postati prethodni oblik za nove oblike. A ako se iznenada bilo koji novi oblik pokretne materije pokaže vrlo sličnim jednom od oblika koji su mu prethodili, to neće značiti da se pokretna materija počela samorazvijati u suprotnom smjeru: prethodni oblik pokretne materije pojavio se mnogo ranije , a novi oblik pokretne materije, čak i vrlo sličan njemu, pojavio se mnogo kasnije i predstavlja, iako sličan, ali bitno drugačiji oblik pokretne materije.

3. Komunikacija i interakcija materijalnih objekata

Svojstvena svojstva materije su povezanost i međudjelovanje, koji su uzrok njezina kretanja. Budući da su povezanost i međudjelovanje uzrok kretanja materije, stoga su povezanost i međudjelovanje, kao i kretanje, univerzalni, tj. svojstveni svim materijalnim objektima, bez obzira na njihovu prirodu, podrijetlo i složenost. Sve pojave u materijalnom svijetu određene su (u smislu da su uvjetovane) prirodnim materijalnim vezama i međudjelovanjima, kao i objektivnim zakonima prirode, koji odražavaju obrasce povezanosti i međudjelovanja. “U tom smislu, na svijetu ne postoji ništa nadnaravno i apsolutno suprotno materiji.” 1 Interakcija je, kao i kretanje, oblik postojanja (egzistencije) materije.

Postojanje svih materijalnih objekata očituje se u interakciji. Za bilo koji materijalni objekt postojati znači nekako se manifestirati u odnosu na druge materijalne objekte, djelovati s njima, biti u objektivnim vezama i odnosima s njima. Kad bi neki hipotetski materijalni “objekt koji se ni na koji način ne bi manifestirao u odnosu na neke druge materijalne objekte, ne bi bio s njima ni na koji način povezan, ne bi s njima bio u interakciji, onda on “ne bi postojao za te druge materijalne objekte. “Ali naša pretpostavka o njemu također se ne može temeljiti ni na čemu, budući da zbog nedostatka interakcije ne bismo imali nikakve informacije o njemu.” 2

Interakcija je proces međusobnog utjecaja jednih materijalnih objekata na druge uz razmjenu energije. Međudjelovanje materijalnih objekata može biti izravno, na primjer, u obliku sudara (udara) dva čvrsta tijela. Ili se to može dogoditi na daljinu. U ovom slučaju, interakciju materijalnih objekata osiguravaju bozonska (mjerna) temeljna polja povezana s njima. Promjena u jednom materijalnom objektu uzrokuje ekscitaciju (odstupanje, perturbaciju, fluktuaciju) odgovarajućeg bozonskog (mjernog) fundamentalnog polja povezanog s njim, a ta ekscitacija se širi u obliku vala s konačnom brzinom koja ne prelazi brzinu svjetlosti u vakuumu (skoro 300 tisuća km/s). Interakcija materijalnih objekata na daljinu, prema kvantnopoljskom mehanizmu prijenosa interakcije, je razmjenske prirode, budući da čestice nositelji prenose interakciju u obliku kvanta odgovarajućeg bozonskog (mjernog) temeljnog polja. Razni bozoni, kao čestice nositelji međudjelovanja, ekscitacije su (devijacije, perturbacije, fluktuacije) odgovarajućih bozonskih (mjernih) fundamentalnih polja: tijekom emisije i apsorpcije od strane materijalnog objekta oni su stvarni, a tijekom propagacije virtualni.

Ispada da je u svakom slučaju međudjelovanje materijalnih objekata, čak i na daljinu, djelovanje kratkog dometa, budući da se odvija bez ikakvih praznina ili praznina.

Međudjelovanje čestice s antičesticom tvari prati njihova anihilacija, tj. transformacija u odgovarajuće fermionsko (spinorsko) fundamentalno polje. U tom se slučaju njihova masa (gravitacijska energija) pretvara u energiju odgovarajućeg fermionskog (spinorskog) temeljnog polja.

Virtualne čestice pobuđenog (odstupajućeg, uznemirujućeg, “drhtavog”) fizičkog vakuuma mogu komunicirati sa stvarnim česticama, kao da ih obavijaju, prateći ih u obliku takozvane kvantne pjene. Na primjer, kao rezultat interakcije elektrona atoma s virtualnim česticama fizičkog vakuuma, dolazi do određenog pomaka u njihovim energetskim razinama u atomima, a sami elektroni izvode oscilatorna kretanja s malom amplitudom.

Postoje četiri vrste temeljnih interakcija: gravitacijska, elektromagnetska, slaba i jaka.

“Gravitacijsko međudjelovanje očituje se u međusobnom privlačenju... materijalnih objekata koji imaju masu” 1 u mirovanju, odnosno materijalnih objekata, na svim velikim udaljenostima. Pretpostavlja se da je pobuđeni fizički vakuum, koji stvara mnoge fundamentalne čestice, sposoban ispoljavati gravitacijsko odbijanje. Gravitacijsku interakciju prenose gravitoni gravitacijskog polja. Gravitacijsko polje povezuje tijela i čestice s masom mirovanja. Za širenje gravitacijskog polja u obliku gravitacijskih valova (virtualnih gravitona) nije potreban medij. Gravitacijska interakcija je najslabija po svojoj snazi, stoga je neznatna u mikrosvijetu zbog neznatnosti masa čestica u makrosvijetu je njezina manifestacija uočljiva i uzrokuje npr. pad tijela na Zemlju, a u megasvijetu ima vodeću ulogu zbog golemih masa tijela u megasvijetu i osigurava npr. rotaciju Mjeseca i umjetnih satelita oko Zemlje; nastanak i kretanje planeta, planetoida, kometa i drugih tijela u Sunčev sustav i njegovu cjelovitost; formiranje i kretanje zvijezda u galaksijama - divovskim zvjezdanim sustavima, uključujući i do stotine milijardi zvijezda, povezanih međusobnom gravitacijom i zajedničkim podrijetlom, kao i njihovom cjelovitošću; cjelovitost klastera galaksija - sustava relativno blisko smještenih galaksija povezanih gravitacijskim silama; cjelovitost Metagalaksije - sustav svih poznatih jata galaksija povezanih gravitacijskim silama, kao proučavanog dijela Svemira, cjelovitost cjelokupnog Svemira. Gravitacijska interakcija određuje koncentraciju materije raspršene u Svemiru i njezino uključivanje u nove razvojne cikluse.

“Elektromagnetsko međudjelovanje uzrokovano je električnim nabojem i prenosi se” 1 fotonima elektromagnetskog polja na velike udaljenosti. Elektromagnetsko polje veže tijela i čestice koje imaju električni naboj. Štoviše, stacionarne električne naboje povezuje samo električna komponenta elektromagnetskog polja u obliku električno polje, a pokretni električni naboji povezani su i električnom i magnetskom komponentom elektromagnetskog polja. Za širenje elektromagnetskog polja u obliku elektromagnetskih valova nije potreban nikakav dodatni medij, jer "promjenjivo magnetsko polje stvara izmjenično električno polje, koje je, pak, izvor izmjeničnog magnetskog polja" 2. "Elektromagnetsko međudjelovanje može se očitovati i kao privlačnost (između različitih naboja) i kao odbijanje (između" 3 istovjetna naboja). Elektromagnetsko međudjelovanje puno je jače od gravitacijskog međudjelovanja. Ona se očituje kako u mikrokozmosu tako iu makrokozmosu i megasvijetu, ali joj vodeća uloga pripada u makrokozmosu. Elektromagnetska interakcija osigurava interakciju elektrona s jezgrama. Međuatomsko i međumolekularno međudjelovanje je elektromagnetsko, zahvaljujući njemu npr. postoje molekule i ostvaruje se kemijski oblik gibanja tvari, postoje tijela i određuju se njihova agregatna stanja, elastičnost, trenje, površinska napetost tekućine, funkcije vida . Dakle, elektromagnetsko međudjelovanje osigurava stabilnost atoma, molekula i makroskopskih tijela.

Elementarne čestice koje imaju masu mirovanja sudjeluju u slaboj interakciji; nju nose "vioni" polja kalibra 4. Polja slabe interakcije povezuju različite elementarne čestice s masom mirovanja. Slaba interakcija puno je slabija od elektromagnetske sile, ali jača od gravitacijske sile. Zbog svog kratkog djelovanja manifestira se samo u mikrokozmosu, uzrokujući npr. većinu samoraspadanja elementarnih čestica (npr. slobodni neutron se samoraspada uz sudjelovanje negativno nabijenog mjernog bozona u proton , elektron i elektronski antineutrino, ponekad to također proizvodi foton), interakcija neutrina s ostatkom tvari.

Snažna interakcija očituje se u međusobnom privlačenju hadrona, koji uključuju kvarkove strukture, na primjer dvokvarkove mezone i trokvarkove nukleone. Prenose ga gluoni gluonskih polja. Gluonska polja vežu hadrone. Ovo je najjača interakcija, ali se zbog svog kratkog djelovanja očituje samo u mikrokozmosu, osiguravajući npr. vezu kvarkova u nukleonima, vezu nukleona u atomskim jezgrama, osiguravajući njihovu stabilnost. Snažna interakcija je 1000 puta jača od elektromagnetske interakcije i sprječava slično nabijene protone ujedinjene u jezgri da odlete. Zbog jake interakcije moguće su i termonuklearne reakcije u kojima se više jezgri spoji u jednu. Prirodni fuzijski reaktori su zvijezde koje stvaraju sve. kemijski elementi teži od vodika. Teške multinukleonske jezgre postaju nestabilne i cijepaju se, jer njihove veličine već premašuju udaljenost na kojoj se očituje jaka interakcija.

“Kao rezultat eksperimentalno istraživanje interakcije elementarnih čestica ... otkriveno je da se pri visokim energijama sudara protona - oko 100 GeV - ... slabe i elektromagnetske interakcije ne razlikuju - mogu se smatrati jednom elektroslabom interakcijom." 1 Pretpostavlja se da su “pri energiji od 10 15 GeV spojene jakom interakcijom, a pri” 2 “još višim energijama interakcije čestica (do 10 19 GeV) ili pri ekstremno visoka temperatura U materiji, sve četiri temeljne interakcije karakterizira ista snaga, tj. predstavljaju jednu interakciju” 3 u obliku “super sile”. Možda su takvi visokoenergetski uvjeti postojali na početku razvoja Svemira, koji je nastao iz fizičkog vakuuma. U procesu daljnjeg širenja Svemira, popraćenog brzim hlađenjem nastale materije, integralna interakcija najprije je podijeljena na elektroslabu, gravitacijsku i jaku, a zatim je elektroslaba interakcija podijeljena na elektromagnetsku i slabu, odnosno na četiri bitno različite interakcije.

REFERENCE:

Karpenkov, S. Kh. Osnovni pojmovi prirodnih znanosti [Tekst]: udžbenik. priručnik za sveučilišta / S. Kh. – 2. izd., revidirano. i dodatni – M.: Akademski projekt, 2002. – 368 str.

Koncepti moderna prirodna znanost[Tekst]: udžbenik. za sveučilišta / Ed. V. N. Lavrinenko, V. P. Ratnikova. – 3. izd., revidirano. i dodatni – M.: UNITY-DANA, 2005. – 317 str.

Filozofski problemi prirodnih znanosti [Tekst]: udžbenik. priručnik za diplomske studente i studente filozofije. i prirodno fak. un-tov / Ed. S. T. Meljuhina. – M.: Viša škola, 1985. – 400 str.

Tsyupka, V.P. Prirodno-znanstvena slika svijeta: koncepti moderne prirodne znanosti [Tekst]: udžbenik. dodatak / V. P. Tsyupka. – Belgorod: IPK NRU “BelSU”, 2012. – 144 str.

Tsyupka, V.P. Koncepti moderne fizike koji čine modernu fizičku sliku svijeta [Elektronički izvor] // Znanstveni elektronički arhiv Ruska akademija Prirodne znanosti: dopisni. elektron. znanstveni konf. “Pojmovi moderne prirodne znanosti ili prirodoslovna slika svijeta” URL: http://site/article/6315(objavljeno: 31.10.2011.)

Yandex. Rječnici. [Elektronički izvor] URL: http://slovari.yandex.ru/

1Karpenkov S. Kh. Osnovni pojmovi prirodnih znanosti. M. Akademski projekt. 2002. Str. 60.

2Filozofski problemi prirodnih znanosti. M. Viša škola. 1985. Str. 181.

3Karpenkov S. Kh. Osnovni pojmovi prirodnih znanosti... Str. 60.

1Karpenkov S. Kh. Osnovni pojmovi prirodnih znanosti... Str. 79.

1Karpenkov S. Kh.

1Filozofski problemi prirodnih znanosti... str. 178.

2Isto. Str. 191.

1Karpenkov S. Kh. Osnovni pojmovi prirodnih znanosti... Str. 67.

1Karpenkov S. Kh. Osnovni pojmovi prirodnih znanosti... Str. 68.

3Filozofski problemi prirodnih znanosti... str. 195.

4Karpenkov S. Kh. Osnovni pojmovi prirodnih znanosti... Str. 69.

1Karpenkov S. Kh. Osnovni pojmovi prirodnih znanosti... Str. 70.

2Pojmovi moderne prirodne znanosti. M. JEDINSTVO-DANA. 2005. Str. 119.

3Karpenkov S. Kh. Osnovni pojmovi prirodnih znanosti... 71. str.

Tsyupka V.P. O RAZUMIJEVANJU KRETANJA TVARI, NJEZINE SPOSOBNOSTI SAMORAZVOJA, TE KOMUNIKACIJE I INTERAKCIJE MATERIJALNIH OBJEKATA U SUVREMENOJ PRIRODNOJ ZNANOSTI // Znanstveni elektronički arhiv.
URL: (datum pristupa: 17.03.2020.).

Leptoni ne sudjeluju u jakoj interakciji. elektron. pozitron. mion. neutrino je lagana neutralna čestica koja sudjeluje samo u slabim i gravitacijska interakcija. neutrino (# tok). kvarkovi. nositelji međudjelovanja: foton kvant svjetlosti...

Zahtjev "Osnovno istraživanje" preusmjerava ovdje; vidi i druga značenja. Fundamentalna znanost je polje znanja koje podrazumijeva teorijska i eksperimentalna znanstvena istraživanja fundamentalnih fenomena (uključujući... ... Wikipedia

Zahtjev "Elementarne čestice" preusmjerava se ovdje; vidi i druga značenja. Elementarna čestica je skupni pojam koji se odnosi na mikro-objekte na subnuklearnoj razini koji se ne mogu rastaviti na sastavne dijelove. Trebalo bi u... ... Wikipediji

Elementarna čestica je skupni pojam koji se odnosi na mikro-objekte na subnuklearnoj razini koji se ne mogu (ili još nije dokazano) rastaviti na svoje sastavne dijelove. Njihovu strukturu i ponašanje proučava fizika čestica. Koncept... ...Wikipedia

elektron- ▲ osnovna čestica koja ima, element, naboj elektron negativno nabijena elementarna čestica s elementarnim električni naboj. ↓ … Ideografski rječnik ruskog jezika

Elementarna čestica je skupni pojam koji se odnosi na mikro-objekte na subnuklearnoj razini koji se ne mogu (ili još nije dokazano) rastaviti na svoje sastavne dijelove. Njihovu strukturu i ponašanje proučava fizika čestica. Koncept... ...Wikipedia

Ovaj izraz ima i druga značenja, vidi Neutrino (značenja). elektron neutrino mionski neutrino tau neutrino Simbol: νe νμ ντ Sastav: Elementarna čestica Porodica: Fermioni ... Wikipedia

Vrsta temeljnih interakcija (uz gravitacijsku, slabu i jaku), koju karakterizira sudjelovanje elektromagnetskog polja (vidi Elektromagnetsko polje) u procesima interakcije. Elektromagnetsko polje (u kvantnoj fizici... ... Velika sovjetska enciklopedija

Jedna od najdvosmislenijih filozofija. koncepti kojima se pridaje jedno (ili neka) od sljedećih značenja: 1) nešto čija su definirajuća svojstva rastezanje, položaj u prostoru, masa, težina, kretanje, inercija, otpor,... ... Filozofska enciklopedija

knjige

• Kinetička teorija gravitacije i temelji jedinstvene teorije materije, V. Ya. Svi materijalni objekti prirode (i materijalni i terenski) su diskretni. Sastoje se od elementarnih čestica u obliku struna. Nedeformirana osnovna struna je čestica polja...

Mjerne jedinice fizikalnih veličina pri opisivanju pojava koje se događaju u mikrosvijetu dijele se na osnovne i izvedene, koje su određene matematičkim zapisom zakona fizike.
S obzirom na to da se sve fizikalne pojave odvijaju u prostoru i vremenu, kao osnovne jedinice uzimaju se prvenstveno jedinice za duljinu i vrijeme, a zatim jedinica za masu. Osnovne jedinice: dužine l, vrijeme t, masa m - dobivaju određenu dimenziju. Dimenzije izvedenih jedinica određuju se formulama koje izražavaju određene fizikalne zakone.
Dimenzije glavnih fizičkih jedinica odabrane su tako da su prikladne za korištenje u praksi.
U SI sustavu prihvaćene su sljedeće dimenzije: duljine [ l] = m (metar), vrijeme [t] = s (sekunda), masa [t] = kg (kilogram).
U CGS sustavu za osnovne jedinice prihvaćene su sljedeće dimenzije: duljina [/] = cm (centimetar), vrijeme [t] = s (sekunda) i masa [t] = g (gram). Za opisivanje pojava koje se događaju u mikrokozmosu mogu se koristiti i SI i CGS jedinice.
Procijenimo redove veličine duljine, vremena i mase u pojavama mikrosvijeta.
Pored općeprihvaćenog međunarodni sustavi SI i CGS jedinice također koriste "prirodne sustave jedinica" temeljene na univerzalnim fizičkim konstantama. Ovi sustavi jedinica posebno su relevantni i koriste se u raznim fizikalnim teorijama. U prirodnom sustavu jedinica kao temeljne jedinice uzimaju se fundamentalne konstante: brzina svjetlosti u vakuumu − s, Planckova konstanta − ć, gravitacijska konstanta G N, Boltzmannova konstanta − k: Avogadrov broj − N A itd. U prirodnom sustavu Planckovih jedinica prihvaća se c = ć = G N = k = 1. Ovaj sustav jedinica koristi se u kozmologiji za opisivanje procesa u kojima su kvantni i gravitacijski učinci istovremeno značajni (teorije crnih rupa, teorije ranog svemira).
U prirodnom sustavu jedinica riješen je problem prirodne jedinice duljine. To se može smatrati Comptonovom valnom duljinom λ 0, koja je određena masom čestice M: ​​λ 0 = ć/Ms.
Duljina karakterizira veličinu objekta. Dakle, za elektron je klasični radijus r 0 = e 2 /m e c 2 = 2,81794·10 -13 cm (e, m e - naboj i masa elektrona). Klasični radijus elektrona ima značenje polumjera nabijene kuglice s nabojem e (raspodjela je sferno simetrična), pri čemu je energija elektrostatskog polja kuglice ε = γe 2 /r 0 jednaka ostatku energija elektrona m e c 2 (koristi se pri razmatranju Thompsonovog raspršenja svjetlosti).
Također se koristi radijus Bohrove orbite. Definira se kao udaljenost od jezgre na kojoj se najvjerojatnije nalazi elektron u nepobuđenom atomu vodika.
a 0 = ć 2 /m e e 2 (u SGS sustavu) i a 0 = (α/4π)R = 0,529·10 -10 m (u SI sustavu), α = 1/137.
Veličina nukleona r ≈ 10 -13 cm (1 femtometar). Karakteristične dimenzije atomskih sustava su 10 -8, nuklearnih sustava su 10 -12 ÷ 10 -13 cm.
Vrijeme varira u širokom rasponu i definira se kao omjer udaljenosti R i brzine objekta v. Za mikroobjekte τ otrov = R/v = 5·10 -12 cm/10 9 cm/s ~ 5·10 -22 s;
τ element h = 10 -13 cm/3·10 10 cm/s = 3·10 -24 s.
Mise objekti se mijenjaju od 0 do M. Dakle, masa elektrona m e ≈ 10 -27 g, masa protona
m r ≈ 10 -24 g (SGS sustav). Jedna jedinica atomske mase koja se koristi u atomskoj i nuklearnoj fizici, 1 amu. = M(C)/12 u jedinicama mase atoma ugljika.
Temeljne karakteristike mikroobjekata uključuju električni naboj, kao i karakteristike potrebne za identifikaciju elementarne čestice.
Električni naboj čestica Q se obično mjeri u jedinicama naboja elektrona. Naboj elektrona e = 1,6·10 -19 kulona. Za čestice u slobodnom stanju Q/e = ±1,0, a za kvarkove koji ulaze u sastav hadrona Q/e = ±2/3 i ±1/3.
U jezgri je naboj određen brojem protona Z sadržanih u jezgri. Naboj protona jednak je u apsolutnoj vrijednosti naboju elektrona.
Da biste identificirali elementarnu česticu morate znati:
I – izotopski spin;
J – intrinzični kutni moment – ​​spin;
P – prostorni paritet;
C – paritet naboja;
G − G-parnost.
Ova informacija je zapisana u obliku formule I G (J PC).
Spin− jedna od najvažnijih karakteristika čestice, za koju se koristi temeljna Planckova konstanta h ili ć = h/2π = 1,0544·10 -27 [erg-s]. Bozoni imaju cjelobrojni spin u jedinicama ć: (0,1, 2,...)ć, fermioni imaju polucijeli spin (1/2, 3/2,.. .)ć. U klasi supersimetričnih čestica, vrijednosti spina fermiona i bozona su obrnute.

Riža. 4 ilustrira fizičko značenje spin J po analogiji s klasičnim konceptom količine gibanja čestice mase m = 1 g koja se giba brzinom v = 1 cm/s u krugu radijusa r = 1 cm. U klasičnoj fizici kutna količina gibanja J = mvr = L (L − orbitalni moment). U kvantnoj mehanici je J = = 10 27 ć = 1 erg·s za iste parametre objekta koji se kreće po krugu, gdje je ć = 1,05·10 -27 erg·s.
Projekcija spina elementarne čestice na smjer njezine količine gibanja naziva se helikitet. Helicitet čestice bez mase s proizvoljnim spinom ima samo dvije vrijednosti: duž ili suprotno od smjera količine gibanja čestice. Za foton, moguće vrijednosti heliciteta jednake su ±1, za neutrino bez mase, helicitet je jednak ±1/2.
Spinski kutni moment atomske jezgre definiran je kao vektorski zbroj spinova elementarnih čestica koje tvore kvantni sustav i orbitalnih kutnih momenata tih čestica zbog njihovog gibanja unutar sustava. Orbitalni moment ||, i spin moment || dobiti diskretno značenje. Orbitalni moment || = ć[ l(l+1)] 1/2 , gdje je l− orbitalni kvantni broj (može poprimiti vrijednosti 0, 1,2,...), intrinzični kutni moment || = ć 1/2 gdje je s spinski kvantni broj (može poprimiti nulte, cijele ili polucijele vrijednosti J, ukupni kutni moment jednak je zbroju + = .
Izvedene jedinice uključuju: energiju čestice, brzinu, brzinu zamjene za relativističke čestice, magnetski moment itd.
energijačestica u mirovanju: E = mc 2 ; pokretna čestica: E = m 2 c 4 + p 2 c 2.
Za nerelativističke čestice: E = mc 2 + p 2 /2m; za relativističke čestice, s masom m = 0: E = prosj.
Energetske jedinice - eV, keV, MeV, GeV, TeV, ... 1 GeV = 10 9 eV, 1 TeV = 10 12 eV,
1 eV = 1,6·10 -12 erg.
Brzina čestica β = v/c, gdje je c = 3·10 10 cm/s brzina svjetlosti. Brzina čestice to određuje najvažnija karakteristika kao Lorentzov faktor čestice γ = 1/(1-β 2) 1/2 = E/mc 2. Uvijek γ > 1- Za nerelativističke čestice 1< γ < 2, а для релятивистских частиц γ > 2.
U fizici visokih energija, brzina čestice β je blizu 1 i teško ju je odrediti za relativističke čestice. Stoga se umjesto brzine koristi brzina y koja je s brzinom povezana relacijom y = (1/2)ln[(1+β)/(1-β)] = (1/2)ln[(E +p)/(E-p)]. Brzina varira od 0 do ∞.

Funkcionalni odnos između brzine i brzine čestice prikazan je na slici. 5. Za relativističke čestice pri β → 1, E → p, tada umjesto brzine možemo koristiti pseudo-brzinu η, koja je određena kutom odlaska čestice θ, η = (1/2)ln tan(θ/2) . Za razliku od brzine, brzina je aditivna veličina, tj. y 2 = y 0 + y 1 za bilo koji referentni okvir i za sve relativističke i nerelativističke čestice.
Magnetski moment μ = Iπr 2 /c, gdje struja I = ev/2πr nastaje zbog rotacije električnog naboja. Dakle, svaka nabijena čestica ima magnetski moment. Kada se razmatra magnetski moment elektrona, koristi se Bohrov magneton
μ B = eć/2m e c = 0,5788·10 -14 MeV/G, magnetski moment elektrona = g·μ B ·. Koeficijent g naziva se žiromagnetski omjer. Za elektron je g = /μ B · = 2, jer J = ć/2, = μ B uz uvjet da je elektron točkasta čestica bez strukture. Žiromagnetski omjer g sadrži informacije o strukturi čestice. Količina (g − 2) mjeri se u eksperimentima čiji je cilj proučavanje strukture čestica osim leptona. Za leptone, ova vrijednost ukazuje na ulogu viših elektromagnetskih korekcija (vidi daljnji odjeljak 7.1).
U nuklearnoj fizici nuklearni magneton se koristi μ i = eć/2m p c, gdje je m p masa protona.

2.1.1. Sustav Heaviside i njegova povezanost sa sustavom GHS

U Heavisideovom sustavu pretpostavlja se da su brzina svjetlosti c i Planckova konstanta ć jednake jedinici, tj. s = ć = 1. Glavne mjerne jedinice su energetske jedinice − MeV ili MeV -1, dok su u GHS sustavu glavne mjerne jedinice [g, cm, s]. Zatim, koristeći relacije: E = mc 2 = m = MeV, l= ć/mc = MeV -1, t = ć/mc 2 = MeV -1, dobivamo vezu između Heaviside sustava i SGS sustava u obliku:

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

Heavisideov sustav koristi se u fizici visokih energija za opisivanje pojava koje se događaju u mikrokozmosu, a temelji se na korištenju prirodnih konstanti c i ć koje su odlučujuće u relativističkoj i kvantnoj mehanici.
Numeričke vrijednosti odgovarajućih veličina u CGS sustavu za elektron i proton dane su u tablici. 3 i može se koristiti za prelazak s jednog sustava na drugi.

Tablica 3. Brojčane vrijednosti veličina u CGS sustavu za elektron i proton

2.1.2. Planck (prirodne) jedinice

Kada se razmatraju gravitacijski učinci, uvodi se Planckova ljestvica za mjerenje energije, mase, duljine i vremena. Ako je gravitacijska energija tijela jednaka njegovoj ukupnoj energiji, tj.

Da
duljina = 1,6·10 -33 cm,
masa = 2,2·10 -5 g = 1,2·10 19 GeV,
vrijeme = 5,4·10 -44 s,
Gdje = 6,67·10 -8 cm 2 ·g -1 ·s -2 .

Gravitacijski učinci su značajni kada je gravitacijska energija objekta usporediva s njegovom ukupnom energijom.

2.2. Klasifikacija elementarnih čestica

Koncept “elementarne čestice” nastao je utvrđivanjem diskretne prirode strukture materije na mikroskopskoj razini.

Atomi → jezgre → nukleoni → partoni (kvarkovi i gluoni)

U modernoj fizici pojam "elementarne čestice" koristi se za imenovanje velike skupine sićušnih promatranačestice materije. Ova skupina čestica je vrlo opsežna: p protoni, n neutroni, π- i K-mezoni, hiperoni, šarmirane čestice (J/ψ...) i mnoge rezonancije (ukupno
~ 350 čestica). Te se čestice nazivaju "hadroni".
Ispostavilo se da te čestice nisu elementarne, već predstavljaju kompozitne sustave, čiji su sastojci doista elementarni ili, kako su ih prozvali, " temeljni " čestice − partoni, otkriven tijekom proučavanja strukture protona. Proučavanje svojstava partona omogućilo je njihovu identifikaciju sa kvarkovi I gluoni, koju su Gell-Mann i Zweig uveli u razmatranje u klasifikaciji vidljivih elementarnih čestica. Pokazalo se da su kvarkovi fermioni sa spinom J = 1/2. Dodijeljeni su im frakcijski električni naboji i barionski broj B = 1/3, jer se barion s B = 1 sastoji od tri kvarka. Osim toga, da bi se objasnila svojstva nekih bariona, postalo je potrebno uvesti novi kvantni broj — boju. Svaki kvark ima tri stanja boje, označena indeksima 1, 2, 3 ili riječima crvena (R), zelena (G) i plava (B). Boja se ni na koji način ne manifestira u promatranim hadronima i djeluje samo unutar njih.
Do danas je otkriveno 6 okusa (vrsta) kvarkova.
U tablici 4 prikazuje svojstva kvarkova za stanje jedne boje.

Tablica 4. Svojstva kvarkova

Aroma	Masa, MeV/s 2	ja	ja 3	Q q /e	s	S	b	t
u gore	330; (5)	1/2	1/2	2/3	0	0	0	0
d dolje	340; (7)	1/2	-1/2	-1/3	0	0	0	0
s cudno	450; (150)	0	0	-1/3	-1	0	0	0
sa šarmom	1500	0	0	2/3	0	1	0	0
b ljepota	5000	0	0	-1/3	0	0	-1	0
t istina	174000	0	0	2/3	0	0	0	1

Za svaki okus kvarka navedena je njegova masa (u zagradama su dane mase sastavnih kvarkova i mase trenutnih kvarkova), izotopski spin I i 3. projekcija izotopskog spina I 3, naboj kvarka Q q /e i kvantni brojevi s, c, b, t. Uz ove kvantne brojeve često se koristi hipernaboj kvantnog broja Y = B + s + c + b+ t. Postoji veza između projekcije izotopskog spina I 3, električnog naboja Q i hipernaboja Y: Q = I 3 + (1/2)Y.
Budući da svaki kvark ima 3 boje, mora se uzeti u obzir 18 kvarkova. Kvarkovi nemaju strukturu.
U isto vrijeme, među elementarnim česticama postojala je cijela klasa čestica pod nazivom " leptoni"Oni su također fundamentalne čestice, tj. nemaju strukturu. Ima ih šest: tri nabijena e, μ, τ i tri neutralna ν e, ν μ, ν τ. Leptoni sudjeluju samo u elektromagnetskim i slabim interakcijama. Leptoni i kvarkovi s polucijelim spinom J = (n+1/2)ć, n = 0, 1,... . uočena je nevjerojatna simetrija između leptona i kvarkova.
U tablici Slika 5 prikazuje svojstva osnovnih fermiona: električni naboj Q i u jedinicama naboja elektrona i mase čestice m. Leptoni i kvarkovi su spojeni u tri generacije (I, II i III). Za svaku generaciju, zbroj električnih naboja ∑Q i = 0, uzimajući u obzir 3 naboja u boji za svaki kvark. Svaki fermion ima odgovarajući antifermion.
Osim karakteristika čestica navedenih u tablici, važnu ulogu za leptone, igraju se leptonski brojevi: elektron L e, jednak +1 za e - i ν e, mionski L μ, jednak +1 za μ - i ν μ i taonski L τ, jednak +1 za τ - i ν τ , koji odgovaraju okusima leptona koji sudjeluju u određenim reakcijama i očuvane su količine. Za leptone je barionski broj B = 0.

Tablica 5. Svojstva fundamentalnih fermiona

Tvar oko nas sastoji se od prve generacije fermiona mase različite od nule. Utjecaj čestica druge i treće generacije očitovao se u ranom Svemiru. Među fundamentalnim česticama posebnu ulogu imaju fundamentalni baždareni bozoni, koji imaju cjelobrojni unutarnji kvantni broj spina J = nć, n = 0, 1, .... Kalibarski bozoni odgovorni su za četiri vrste fundamentalnih interakcija: jake ( gluon g), elektromagnetski (foton γ), slab (bozoni W ± , Z 0), gravitacijski (graviton G). Oni su također temeljne čestice bez strukture.
U tablici Slika 6 prikazuje svojstva fundamentalnih bozona, koji su kvanti polja u kalibracijskim teorijama.

Tablica 6. Svojstva fundamentalnih bozona

Ime	Naplatiti	Težina	Spin	Interakcije
Graviton, G	0	0	2	Gravitacijski
Foton, γ	0	< 3·10 -27 эВ	1	Elektromagnetski
Nabijeni vektorski bozoni, W ±	±1	80,419 GeV/s 2	1	Slabo
Neutralni vektorski bozon, Z 0	0	91,188 GeV/s 2	1	Slabo
Gluoni, g 1 , ... , g 8	0	0	0	Jaka
Higgs, H 0 , H ±	0	> 100 GeV/s 2	0

Osim svojstava otvorenih bozona γ, W ±, Z 0, g 1,..., g 8, u tablici su prikazana svojstva do sada neotkrivenih bozona: gravitona G i Higgsovih bozona H 0, H ±.
Razmotrimo sada najviše velika grupa elementarne čestice u jakoj interakciji - hadroni, za objašnjenje strukture kojih je uveden pojam kvarkova.
Hadroni se dijele na mezone i barione. Mezoni su građeni od kvarka i antikvarka (q). Barioni se sastoje od tri kvarka (q 1 q 2 q 3).
U tablici 7 daje popis svojstava glavnih hadrona. (Za detaljne tablice pogledajte The European Physical Journal C, Rev. of Particle Phys., v.15, br. 1 - 4, 2000.)

Tablica 7. Svojstva hadrona

	Ime	Masa, MeV/s 2	Životno vrijeme, s	Načini raspadanja	Sastav kvarkova
	Božur 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-mezon η 0 0 + (0 -+)	548.8	G=1,18±0,11 keV	η 0 → γ + γ; 3π 0 →π + + π -0 + π --	c 1 (u + d) + c 2 (s)
				(u), (s) (d) (d)
	D ± D0	1869.3 1864.5	10.69·10 -13 4,28·10 -13	D ± → e ± + X D 0 → 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 str Neutron n	938.3 939.5	> 10 33 godine 898 ±16	n → r + 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
	Σ s		Σ s →+ π →Ξ - π + π + →l - l	ucs usc dsc udb

Kvarkova struktura hadrona omogućuje razlikovanje u ovoj velikoj skupini čestica ne-čudnih hadrona, koji se sastoje od ne-čudnih kvarkova (u, d), čudnih hadrona, koji uključuju čudni kvark s, začaranih hadrona koji sadrže c- kvark, lijepi hadroni (donji hadroni) s b-kvarkom.
U tablici su prikazana svojstva samo manjeg dijela hadrona: mezona i bariona. Prikazana je njihova masa, životni vijek, glavni načini raspada i sastav kvarkova. Za mezone je barionski broj B = O i leptonski broj L = 0. Za barione je barionski broj B = 1, leptonski broj L = 0. Mezoni su bozoni (cijeli spin), barioni su fermioni (polucijeli spin). ).
Daljnje razmatranje svojstava hadrona omogućuje nam da ih kombiniramo u izotopske multiplete, koji se sastoje od čestica s istim kvantnim brojevima (barionski broj, spin, unutarnja parnost, neobičnost) i sličnim masama, ali s različitim električnim nabojima. Svaki izotopski multiplet karakterizira izotopski spin I, koji određuje ukupan broj čestica uključenih u multiplet, jednak 2I + 1. Izospin može poprimiti vrijednosti 0, 1/2, 1, 3/2, 2, . .., tj. moguće je postojanje izotopskih singleta, dubleta, tripleta, kvarteta itd. Dakle, proton i neutron čine izotopski dublet, π + -, π - -, π 0 -mezoni se smatraju izotopskim tripletom.
Složeniji objekti u mikrokozmosu su atomske jezgre. Atomska jezgra sastoji se od Z protona i N neutrona. Zbroj Z + N = A je broj nukleona u određenom izotopu. Često tablice daju prosječnu vrijednost svih izotopa, a onda ona postaje frakcijska. Poznate su jezgre za koje su navedene vrijednosti u granicama: 1< А < 289, 1 < Z < 116.
Gore navedene čestice razmatraju se u okviru Standardnog modela. Pretpostavlja se da izvan Standardnog modela može postojati još jedna skupina fundamentalnih čestica - supersimetrične čestice (SUSY). Moraju osigurati simetriju između fermiona i bozona. U tablici 8 prikazuje očekivana svojstva ove simetrije.

2.3. Terenski pristup problemu interakcija

2.3.1 Svojstva temeljnih interakcija

Ogromna raznolikost fizičkih pojava koje se događaju tijekom sudara elementarnih čestica određena je samo četirima vrstama interakcija: elektromagnetskom, slabom, jakom i gravitacijskom. U kvantnoj teoriji, interakcija se opisuje u smislu izmjene specifičnih kvanta (bozona) povezanih s danom vrstom interakcije.
Za vizualno predstavljanje interakcije čestica, američki fizičar R. Feynman predložio je korištenje dijagrama, koji je dobio njegovo ime. Feynmanovi dijagrami opisuju svaki proces interakcije kada se dvije čestice sudare. Svaka čestica uključena u proces predstavljena je linijom na Feynmanovu dijagramu. Slobodni lijevi ili desni kraj crte označavaju da je čestica u početnom odnosno završnom stanju. Unutarnje linije u dijagramima (tj. linije koje nemaju slobodne krajeve) odgovaraju tzv. virtualnim česticama. To su čestice nastale i apsorbirane tijekom procesa interakcije. Ne mogu se registrirati, za razliku od pravih čestica. Međudjelovanje čestica u dijagramu je prikazano čvorovima (ili vrhovima). Tip interakcije karakterizira konstanta sprega α, koja se može napisati kao: α = g 2 /ćc, gdje je g naboj izvora interakcije, a glavna je kvantitativna karakteristika sile koja djeluje između čestica. U elektromagnetskom međudjelovanju α e = e 2 /ćc = 1/137.

sl.6. Feynmanov dijagram.

Proces a + b →s + d u obliku Feynmanova dijagrama (sl. 6) izgleda ovako: R je virtualna čestica koja se izmjenjuje između čestica a i b tijekom interakcije određena konstantom interakcije α = g 2 /ćc, karakterizira snagu međudjelovanja na udaljenosti, jednaku polumjeru međudjelovanja.
Virtualna čestica može imati masu M x i kada se ta čestica razmijeni, prenosi se 4-impuls t = −q 2 = Q 2 .
U tablici Slika 9 prikazuje karakteristike različitih vrsta interakcija.

Elektromagnetske interakcije . Elektromagnetske interakcije, kojima su podložne sve nabijene čestice i fotoni, proučavane su najcjelovitije i dosljedno. Nositelj interakcije je foton. Za elektromagnetske sile, konstanta međudjelovanja brojčano je jednaka konstanti fine strukture α e = e 2 /ćc = 1/137.
Primjeri najjednostavnijih elektromagnetskih procesa su fotoelektrični efekt, Comptonov efekt, stvaranje parova elektron-pozitron, a za nabijene čestice - ionizacijsko raspršenje i kočno zračenje. Teorija ovih međudjelovanja – kvantna elektrodinamika – najtočnija je fizikalna teorija.

Slabe interakcije. Prvi put su uočene slabe interakcije tijekom beta raspada atomskih jezgri. I, kako se pokazalo, ti su raspadi povezani s transformacijom protona u neutron u jezgri i obrnuto:
p → n + e + + ν e, n → p + e - + e. Moguće su i obrnute reakcije: hvatanje elektrona e - + p → n + ν e ili antineutrina e + p → e + + n. Slabu interakciju opisao je Enrico Fermi 1934. u terminima kontaktne interakcije četiri fermiona definirane Fermijevom konstantom
G F = 1,4·10 -49 erg·cm 3 .
Pri vrlo visokim energijama, umjesto Fermijeve kontaktne interakcije, slaba interakcija se opisuje kao interakcija razmjene, u kojoj se kvant koji ima slab naboj g w (po analogiji s električnim nabojem) izmjenjuje i djeluje između fermiona. Takve kvante je prvi put otkrio 1983. na SppS sudaraču (CERN) tim predvođen Carlom Rubbiom. To su nabijeni bozoni - W ± i neutralni bozon - Z 0, njihove mase su redom jednake: m W± = 80 GeV/s 2 i m Z = 90 GeV/s 2. Konstanta interakcije α W u ovom slučaju izražava se kroz Fermijevu konstantu:

Tablica 9. Glavne vrste interakcija i njihove karakteristike