Основни честички накратко. Основна честичка. Кварков модел на хадрони

±1 1 80,4 Слаба интеракција Z 0 0 1 91,2 Слаба интеракција Глуон 0 1 0 Силна интеракција Хигсовиот бозон 0 0 ≈125,09±0,24 Инертна маса
Генерација Кваркови со полнеж (+2/3) Кваркови со полнеж (−1/3)
Симбол на кварк/антикварк Маса (MeV) Име/вкус на кварк/антикварк Симбол на кварк/антикварк Маса (MeV)
1 у-кварк (нагоре-кварк) / анти-у-кварк u / \, \overline(u) од 1,5 до 3 д-кварк (надолу-кварк) / анти-д-кварк d / \, \overline(d) 4,79±0,07
2 ц-кварк (шарм-кварк) / анти-ц-кварк c / \, \overline(c) 1250 ± 90 с-кварк (чуден кварк) / анти-с-кварк s / \, \преку линија(и) 95 ± 25
3 т-кварк (топ-кварк) / анти-т-кварк t / \, \overline(t) 174 200 ± 3300 б-кварк (долу-кварк) / анти-б-кварк b / \, \преку линија(б) 4200 ± 70

Видете исто така

Напишете преглед за написот „Основна честичка“

Белешки

Врски

  • S. A. Славатински// Московски институт за физика и технологија (Долгопрудни, Московски регион)
  • Славатински С.А.
  • // СОЖ, 2001, бр. 2, стр. 62–68 архива 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

честички

Извадок што ја карактеризира Основната честичка
Господата што го посетуваа Билибин, световни, млади, богати и весели луѓе, формираа посебен круг и во Виена и овде, кој Билибин, кој беше шеф на овој круг, го нарече наш, les nftres. Овој круг, кој се состоеше речиси исклучиво од дипломати, очигледно имаше свои интереси, кои немаа никаква врска со војната и политиката, интересите на високото општество, односите со некои жени и свештеничката страна на службата. Овие господа, очигледно, доброволно го прифатија принцот Андреј во нивниот круг како свој (чест што им направија на малкумина). Од учтивост, и како тема за разговор, му беа поставени неколку прашања за војската и битката, а разговорот повторно се распадна во неконзистентни, весели шеги и озборувања.
„Но, тоа е особено добро“, рече еден, кажувајќи го неуспехот на колега дипломат, „она што е особено добро е што канцеларот директно му кажа дека неговото назначување во Лондон е унапредување и дека тој треба да гледа на тоа така“. Ја гледате ли неговата фигура во исто време?...
„Но, што е уште полошо, господа, ви го давам Курагин: човекот е во несреќа, а овој Дон Жуан, овој страшен човек, го користи тоа!
Принцот Хиполит лежеше на столот на Волтер, со нозете прекрстени преку раката. Тој се насмеа.
„Парлез мои де ка, [Ајде, ајде]“, рече тој.
- О, Дон Жуан! О змија! – се слушнаа гласови.
„Не знаеш, Болконски“, му се обрати Билибин на принцот Андреј, „дека сите ужаси на француската армија (речиси реков на руската армија) не се ништо во споредба со она што овој човек го направи меѓу жените.
„La femme est la compagne de l“homme, [Жената е пријател на мажот]“, рече принцот Хиполит и почна да гледа низ лорњетата во неговите кренати нозе.
Билибин и нашите луѓе пукнаа од смеење, гледајќи во очите на Иполит. Принцот Андреј виде дека овој Иполит, кого тој (мораше да признае) беше речиси љубоморен на неговата сопруга, беше буфон во ова општество.
„Не, морам да ве почестам со Курагин“, тивко му рече Билибин на Болконски. – Тој е шармантен кога зборува за политика, треба да ја видите оваа важност.
Тој седна до Иполит и, собирајќи набори на челото, започна разговор со него за политика. Принцот Андреј и другите ги опколија и двајцата.
„Le cabinet de Berlin ne peut pas exprimer un sentiment d“ alliance“, започна Хиполит, гледајќи ги сите значително, „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... [Кабинетот во Берлин не може да го изрази своето мислење за алијансата без да изрази... како во неговата последна белешка... разбирате... разбирате.. Меѓутоа, ако Неговото Височество Царот не ја промени суштината на нашиот сојуз...]
„Attendez, je n"ai pas fini...", му рече тој на принцот Андреј, фаќајќи го за рака. И...“ Застана. – On ne pourra pas imputer a la fin de non recevoir notre depeche du 28 noembre. Voila коментар tout cela finira. [Чекај, не завршив. Мислам дека таа интервенција ќе биде посилна од неинтервенција и... Невозможно е да се смета дека е завршено ако не се прифати нашето испраќање на 28 ноември. Како ќе заврши сето ова?]
И ја пушти раката на Болконски, што покажува дека тој сега целосно завршил.
„Demosthenes, je te reconnais au caillou que tu as cache dans ta bouche d"or! [Демостен, те препознавам по камчето што го криеш во твоите златни усни!] - рече Билибин, чија капа од коса се движеше на главата со задоволство .
Сите се смееја. Иполит се насмеа најгласно од сите. Очигледно страдаше, се гушеше, но не можеше да одолее на дивата смеа што го растегна неговото секогаш неподвижно лице.
„Па, господа“, рече Билибин, „Болконски ми е гостин во куќата и овде во Брун, и сакам да го почестам, колку што можам, со сите радости на животот овде“. Да бевме во Брун, ќе беше лесно; но овде, dans ce vilain trou morave [во оваа гадна Моравска дупка] е потешко, и ве молам сите за помош. Il faut lui faire les honneurs de Brunn. [Треба да му го покажеме Брун.] Ти го преземаш театарот, јас – општеството, ти, Хиполит, се разбира – жените.
– Треба да му покажеме на Амели, таа е прекрасна! - рече еден наш бакнувајќи му ги врвовите на прстите.
„Генерално, овој крволочен војник“, рече Билибин, „треба да се претвори во похумани ставови“.
„Тешко дека ќе го искористам вашето гостопримство, господа, и сега е време да одам“, рече Болконски гледајќи во часовникот.
- Каде?
- На царот.
- ЗА! О! О!
- Па, збогум, Болконски! Збогум, принц; „Дојди на вечера порано“, се слушнаа гласови. - Ќе се грижиме за тебе.
„Обидете се колку што е можно да го пофалите редот во испораката на намирниците и маршрутите кога разговарате со царот“, рече Билибин, придружувајќи го Болконски до предната сала.
„И би сакал да се пофалам, но не можам, колку што знам“, одговори Болконски смеејќи се.
- Па, генерално, разговарајте што повеќе. Неговата страст е публиката; но тој самиот не сака да зборува и не знае како, како што ќе видите.

Структури на микросветот

Претходно, елементарните честички се нарекуваа честички кои се дел од атомот и не можат да се разложат на повеќе елементарни компоненти, имено електрони и јадра.

Подоцна беше откриено дека јадрата се состојат од поедноставни честички - нуклеони(протони и неутрони), кои пак се состојат од други честички. Затоа најмалите честички на материјата почнале да се сметаат за елементарни честички , со исклучок на атомите и нивните јадра .

До денес, откриени се стотици елементарни честички, што бара нивна класификација:

– според типот на интеракција

- според времето на животот

– најголемиот грб

Елементарните честички се поделени во следниве групи:

Композитни и основни (без структура) честички

Сложени честички

Хадрони (тешки)– честички кои учествуваат во сите видови фундаментални интеракции. Тие се состојат од кваркови и се поделени, пак, на: мезони– хадрони со целоброен спин, односно се бозони; бариони– хадрони со спин од половина цел број, односно фермиони. Тие, особено, ги вклучуваат честичките што го сочинуваат јадрото на атомот - протон и неутрон, т.е. нуклеони.

Фундаментални (безструктурни) честички

Лептони (светлини)– фермиони, кои имаат форма на точкасти честички (т.е. не се состојат од ништо) до размери од редот од 10 − 18 m Тие не учествуваат во силни заемодејства. Учеството во електромагнетните интеракции беше експериментално забележано само за наелектризираните лептони (електрони, миони, тау лептони) и не беше забележано за неутрина.

Кваркови– фракционо наелектризирани честички кои сочинуваат хадрони. Тие не беа забележани во слободна состојба.

Мерач бозони– честички преку чија размена се вршат интеракции:

– фотон – честичка која носи електромагнетна интеракција;

– осум глуони – честички кои ја носат силната интеракција;

– три средновекторски бозони В + , В− и З 0, кои толерираат слаби интеракции;

– гравитонот е хипотетичка честичка која ја пренесува гравитациската интеракција. Постоењето на гравитони, иако сè уште не е експериментално докажано поради слабоста на гравитациската интеракција, се смета за доста веројатно; сепак, гравитонот не е вклучен во Стандардниот модел на елементарни честички.

Според современите концепти, основните честички (или „вистинските“ елементарни честички) кои немаат внатрешна структура и конечни димензии вклучуваат:

Кваркови и лептони

Честички кои обезбедуваат фундаментални интеракции: гравитони, фотони, векторски бозони, глуони.

Класификација на елементарните честички по животен век:

- стабилна: честички чиј животен век е многу долг (во границата се стреми кон бесконечност). Тие вклучуваат електрони , протони , неутрино . Неутроните се исто така стабилни внатре во јадрата, но тие се нестабилни надвор од јадрото.

- нестабилна (квази-стабилни): елементарни честички се оние честички кои се распаѓаат поради електромагнетни и слаби интеракции и чиј животен век е повеќе од 10–20 секунди. Таквите честички вклучуваат слободен неутрон (т.е. неутрон надвор од јадрото на атомот)

- резонанци (нестабилен, краткотраен). Резонансите вклучуваат елементарни честички кои се распаѓаат поради силни интеракции. Нивниот животен век е помал од 10 -20 секунди.

Класификација на честички по учество во интеракции:

- лептони : Тие вклучуваат неутрони. Сите тие не учествуваат во вртлогот на интрануклеарни интеракции, т.е. не се предмет на силни интеракции. Тие учествуваат во слаба интеракција, а оние со електричен полнеж учествуваат и во електромагнетна интеракција

- хадрони : честички кои постојат во внатрешноста на атомското јадро и учествуваат во силни интеракции. Најпознати од нив се протон И неутрон .

Познато денес шест лептони :

Во исто семејство како електронот се и мионите и тау-честичките, кои се слични на електронот, но помасивни. Муоните и честичките тау се нестабилни и со текот на времето се распаѓаат во неколку други честички, вклучувајќи го и електронот

Три електрично неутрални честички со нула (или блиску до нула, научниците сè уште не одлучиле за оваа точка) маса, т.н. неутрино . Секое од трите неутрина (електронско неутрино, мионско неутрино, тау неутрино) е спарено со еден од трите типа на честички од семејството на електрони.

Најпознатите хадрони , протони и неутрина има стотици роднини, кои се раѓаат во голем број и веднаш се распаѓаат во процесот на различни нуклеарни реакции. Со исклучок на протонот, сите тие се нестабилни и можат да се класифицираат според составот на честичките во кои се распаѓаат:

Ако има протон меѓу крајните производи на распаѓање на честичките, тогаш тој се нарекува барион

Ако нема протон меѓу производите на распаѓање, тогаш честичката се нарекува мезон .

Хаотичната слика на субатомскиот свет, која стануваше посложена со откривањето на секој нов хадрон, отстапи место за нова слика со доаѓањето на концептот на кваркови. Според моделот на кваркови, сите хадрони (но не и лептони) се состојат од уште повеќе елементарни честички - кваркови. Значи бариони (особено протонот) се состои од три кваркови, и мезони - од парот кварк - антикварк.

ЗА РАЗБИРАЊЕТО НА ДВИЖЕЊЕТО НА МАТЕРИЈАТА, НЕЈЗИНАТА СПОСОБНОСТ ЗА САМО-РАЗВОЈ, И ИСТО И ПОВРЗУВАЊЕТО И ИНТЕРАКЦИЈАТА НА МАТЕРИЈАЛНИТЕ ОБЈЕКТИ ВО СОВРЕМЕНАТА ПРИРОДНА НАУКА

Цјупка В.П.

Сојузната државна автономна образовна институција за високо професионално образование „Белгород државна национална истражувачки универзитет(Национален истражувачки универзитет „БелСУ“)

1. Движење на материјата

„Составно својство на материјата е движењето“ 1, кое е форма на постоење на материјата и се манифестира во секоја нејзина промена. Од некреабилноста и неуништливоста на материјата и нејзините атрибути, вклучително и движењето, произлегува дека движењето на материјата постои вечно и е бескрајно разновидно во форма на нејзините манифестации.

Постоењето на кој било материјален предмет се манифестира во неговото движење, односно во секоја промена што се случува со него. За време на промената, некои својства на материјалот секогаш се менуваат. Бидејќи севкупноста на сите својства на материјалниот предмет, карактеризирајќи ја неговата сигурност, индивидуалност и особеност во одреден момент во времето, одговара на неговата состојба, излегува дека движењето на материјалниот предмет е придружено со промена на неговите состојби. . Промената на својствата може да оди толку далеку што еден материјален предмет може да стане друг материјален објект. „Но, материјалниот предмет никогаш не може да се претвори во својство“ (на пример, маса, енергија) и „својство во материјален предмет“ 2, бидејќи само подвижната материја може да биде супстанција што се менува. Во природните науки, движењето на материјата се нарекува и природен феномен (природен феномен).

Познато е дека „без движење нема материја“, 3 исто како што без материја не може да има движење.

Движењето на материјата може да се изрази квантитативно. Универзалната квантитативна мерка на движењето на материјата, како и на секој материјален предмет, е енергијата, која ја изразува внатрешната активност на материјата и секој материјален предмет. Оттука, енергијата е едно од својствата на подвижната материја и енергијата не може да биде надвор од материјата, одвоена од неа. Енергијата има еквивалентна врска со масата. Следствено, масата може да ја карактеризира не само количината на супстанцијата, туку и степенот на нејзината активност. Од фактот дека движењето на материјата постои вечно и е бесконечно разновидно во формата на нејзините манифестации, незапирливо следи таа енергија, која квантитативно го карактеризира движењето на материјата, постои и вечно (несоздадена и неуништлива) и е бескрајно разновидна во формата. на нејзините манифестации. „Така, енергијата никогаш не исчезнува ниту се појавува повторно, таа само се трансформира од еден тип во друг“ 1 во согласност со промената на видовите на движење.

Забележани се различни видови (форми) на движење на материјата. Тие можат да се класифицираат земајќи ги предвид промените во својствата на материјалните предмети и карактеристиките на нивните ефекти едни врз други.

Движењето на физичкиот вакуум (слободни фундаментални полиња во нормална состојба) се сведува на фактот дека тој постојано малку отстапува во различни насоки од неговата рамнотежа, како да „трепери“. Како резултат на таквите спонтани ниско-енергетски возбудувања (отстапувања, нарушувања, флуктуации) се формираат виртуелни честички, кои веднаш се раствораат во физичкиот вакуум. Ова е најниската (основна) енергетска состојба на физичкиот вакуум што се движи, неговата енергија е близу до нула. Но, физичкиот вакуум може, некое време на некое место, да се трансформира во возбудена состојба, која се карактеризира со одреден вишок на енергија. Со такви значајни, високо-енергетски возбудувања (отстапувања, нарушувања, флуктуации) на физичкиот вакуум, виртуелните честички можат да го завршат својот изглед и потоа вистинските фундаментални честички да избијат од физичкиот вакуум различни видови, и, по правило, во парови (имаат електричен полнеж во форма на честичка и античестичка со електрични полнежи со спротивни знаци, на пример, во форма на пар електрон-позитрон).

Единечните квантни возбудувања на различни слободни основни полиња се фундаментални честички.

Фундаменталните полиња на Фермион (спинор) можат да генерираат 24 фермиони (6 кваркови и 6 антикваркови, како и 6 лептони и 6 антилептони), поделени во три генерации (семејства). Во првата генерација, кварковите нагоре и надолу (и антикварковите), како и лептоните, електрон и електронска неутрино (и позитрон со електронско антинеутрино), формираат обична материја (и ретко откриената антиматерија). Во втората генерација, шармот и чудните кваркови (и антикваркови), како и лептоните, мионот и мионското неутрино (и антимуонот со мионското антинеутрино), кои имаат поголема маса (поголем гравитациски полнеж), имаат поголема маса (поголем гравитациски полнеж) . Во третата генерација има вистински и шармантни кваркови (и антикваркови), како и лептони таон и таон неутрино (и антитаон со таон антинеутрино). Фермионите од втората и третата генерација не учествуваат во формирањето на обичната материја, нестабилни се и се распаѓаат со формирањето на фермиони од првата генерација.

Бозонските (мерач) фундаменталните полиња можат да генерираат 18 типа бозони: гравитациско поле – гравитони, електромагнетно поле – фотони, слабо поле на интеракција – 3 типа „виони“ 1, глуонско поле – 8 типа глуони, Хигсово поле – 5 типови Хигс бозони.

Физичкиот вакуум во доволно високоенергетска (возбудена) состојба е способен да генерира многу фундаментални честички со значителна енергија, во форма на мини-универзум.

За супстанцијата на микросветот, движењето се намалува на:

    до ширење, судир и трансформација на елементарните честички една во друга;

    формирање на атомски јадра од протони и неутрони, нивно движење, судир и промена;

    формирање на атоми од атомски јадра и електрони, нивно движење, судир и промена, вклучително и скокање на електрони од една атомска орбитала во друга и нивно одвојување од атомите, додавање на вишок електрони;

    формирање на молекули од атомите, нивно движење, судир и промена, вклучувајќи додавање на нови атоми, ослободување на атоми, замена на некои атоми со други и промена на редоследот на атомите еден на друг во молекулата.

За суштината на макросветот и мегасветот, движењето се сведува на движење, судир, деформација, уништување, обединување на различни тела, како и на нивните најразновидни промени.

Ако движењето на материјален предмет (квантизирано поле или материјален објект) е придружено со промена само на неговата физички својства, на пример, фреквенција или бранова должина за квантизирано поле, моментална брзина, температура, електричен полнеж за материјален објект, тогаш таквото движење се нарекува физичка форма. Ако движењето на материјалниот предмет е придружено со промена на неговата хемиски својства, на пример, растворливост, запаливост, киселост, тогаш таквото движење се класифицира како хемиска форма. Ако движењето се однесува на промени во објектите на мегасветот (космички објекти), тогаш таквото движење се класифицира како астрономска форма. Ако движењето се однесува на промени во објектите на длабоките земјини обвивки (внатрешноста на земјата), тогаш таквото движење се класифицира како геолошка форма. Ако движењето се однесува на промени во објектите на географската обвивка, која ги обединува сите површински обвивки на земјата, тогаш таквото движење се класифицира како географска форма. Движењето на живите тела и нивните системи во форма на нивните различни животни манифестации се класифицира како биолошка форма. Движењето на материјалните предмети, придружено со промена на општествено значајните својства со задолжително учество на луѓето, на пример, рударството железна рудаа производството на железо и челик, одгледувањето шеќерна репка и производството на шеќер се класифицирани како општествено определени облици на движење.

Движењето на кој било материјален предмет не може секогаш да се припише на која било форма. Тоа е сложено и разновидно. Дури и физичкото движење својствено за материјалните предмети од квантизираното поле до телата може да вклучува неколку форми. На пример, еластичен судир (судир) на две цврсти тела во форма на билјард топки вклучува промена на положбата на топчињата со текот на времето во однос едни на други и на масата, и ротација на топките и триење на топки на површината на масата и воздухот и движењето на честичките на секоја топка и практично реверзибилна промена на обликот на топчињата при еластичен судир и размена на кинетичка енергија со нејзино делумно претворање во внатрешна енергија на топчињата за време на еластичен судир и преносот на топлина помеѓу топчињата, воздухот и површината на масата и можното радиоактивно распаѓање на јадрата на нестабилните изотопи содржани во топчињата и пенетрацијата на космичките зраци на неутрините низ топчињата, итн. Со развојот на материјата и појавата на хемиски, астрономски, геолошки, географски, биолошки и општествено определени материјални објекти, формите на движење стануваат посложени и поразновидни. Така, во хемиското движење може да се видат и физички форми на движење и квалитативно нови, кои не се сведуваат на физички, хемиски форми. Во движењето на астрономските, геолошките, географските, биолошките и општествено определените објекти, може да се видат и физички и хемиски форми на движење, како и квалитативно нови, кои не се сведуваат на физички и хемиски, соодветно астрономски, геолошки, географски, биолошки или социјално утврдени форми на движење. Во исто време, пониските форми на движење на материјата не се разликуваат во материјалните предмети со различен степен на сложеност. На пример, физичкото движење на елементарните честички, атомските јадра и атомите не се разликува меѓу астрономските, геолошките, географските, биолошките или општествено определените материјални објекти.

При проучувањето на сложените форми на движење, треба да се избегнуваат две крајности. Прво, проучувањето на сложената форма на движење не може да се сведе на едноставни форми на движење, сложената форма на движење не може да се изведе од едноставните. На пример, биолошкото движење не може да се изведе само од физичките и хемиските форми на движење, притоа игнорирајќи ги самите биолошки форми на движење. И второ, не може да се ограничи на проучување само сложени форми на движење, игнорирајќи ги едноставните. На пример, проучувањето на биолошкото движење добро го надополнува проучувањето на физичките и хемиските форми на движење што се појавуваат во овој случај.

2. Способноста на материјата сама да се развива

Како што е познато, саморазвивањето на материјата, а материјата е способна за саморазвивање, се карактеризира со спонтана, насочена и неповратна чекор-по-чекор компликација на формите на подвижна материја.

Спонтаниот саморазвивање на материјата значи дека процесот на постепено усложнување на облиците на подвижната материја се случува сам по себе, природно, без учество на никакви неприродни или натприродни сили, Создателот, поради внатрешни, природни причини.

Насоката на саморазвивање на материјата значи еден вид канализација на процесот на постепено усложнување на облиците на подвижна материја од една форма што постоела порано во друга форма што се појавила подоцна: за секоја нова форма на подвижна материја може да се најде претходната форма на подвижна материја која и го дала своето потекло, и обратно, за која било претходна форма на подвижна материја, може да се најде нова форма на подвижна материја што произлегла од неа. Згора на тоа, претходната форма на подвижна материја секогаш постоела пред новата форма на подвижна материја што произлегла од неа, претходната форма е секогаш постара од новата форма што произлегла од неа. Благодарение на канализацијата на саморазвивањето на подвижната материја, се појавуваат уникатни серии чекор-по-чекор комплицирање на нејзините форми, кои покажуваат во која насока, како и низ кои посредни (преодни) форми, историскиот развој на еден или друг настанала форма на подвижна материја.

Неповратноста на саморазвивањето на материјата значи дека процесот на постепено усложнување на формите на подвижна материја не може да оди во спротивна насока, наназад: нова форма на подвижна материја не може да доведе до претходен облик на подвижна материја од која се појави, но може да стане претходна форма за нови форми. И ако одеднаш некоја нова форма на подвижна материја се покаже дека е многу слична на една од формите што му претходеа, тоа нема да значи дека подвижната материја почнала да се развива самостојно во спротивна насока: претходната форма на подвижна материја се појавила многу порано. , а новата форма на подвижна материја, дури и многу слична на неа, се појавила многу подоцна и е, иако слична, но суштински различна форма на подвижна материја.

3. Комуникација и интеракција на материјалните предмети

Вродените својства на материјата се поврзувањето и интеракцијата, кои се причина за нејзиното движење. Бидејќи врската и интеракцијата се причина за движењето на материјата, затоа врската и интеракцијата, како и движењето, се универзални, т.е., својствени за сите материјални предмети, без оглед на нивната природа, потекло и сложеност. Сите појави во материјалниот свет се детерминирани (во смисла на условени) со природни материјални врски и интеракции, како и со објективни закони на природата, одразувајќи ги моделите на поврзување и интеракција. „Во оваа смисла, нема ништо натприродно и апсолутно спротивно на материјата во светот“. 1 Интеракцијата, како и движењето, е форма на постоење (постоење) на материјата.

Постоењето на сите материјални предмети се манифестира во интеракција. За да постои кој било материјален предмет значи некако да се манифестира во однос на другите материјални предмети, во интеракција со нив, да се биде во објективни врски и односи со нив. Ако хипотетички материјал „објект што не би се манифестирал на кој било начин во однос на некои други материјални предмети, не би бил поврзан со нив на кој било начин, не би комуницирал со нив, тогаш „не би постоел за овие други материјални објекти. „Но, нашата претпоставка за него, исто така, не можеше да се заснова на ништо, бидејќи поради недостаток на интеракција ќе имаме нула информации за него“. 2

Интеракцијата е процес на взаемно влијание на некои материјални предмети врз други со размена на енергија. Интеракцијата на материјалните предмети може да биде директна, на пример, во форма на судир (удар) на две цврсти тела. Или тоа може да се случи на далечина. Во овој случај, интеракцијата на материјалните предмети е обезбедена со бозонските (мерач) фундаменталните полиња поврзани со нив. Промената на еден материјален објект предизвикува возбудување (отстапување, пертурбација, флуктуација) на соодветното бозонско (мерач) фундаментално поле поврзано со него, а ова возбудување се шири во форма на бран со конечна брзина што не ја надминува брзината на светлината во вакуум. (скоро 300 илјади км/ Со). Интеракцијата на материјалните објекти на далечина, според механизмот на квантно поле за пренос на интеракција, е од разменлива природа, бидејќи честичките-носители ја пренесуваат интеракцијата во форма на кванти на соодветното бозонско (мерач) основно поле. Различни бозони, како честички носители на интеракција, се возбудувања (отстапувања, пертурбации, флуктуации) на соодветните бозонски (мерач) фундаментални полиња: за време на емисијата и апсорпцијата од материјален објект тие се реални, а за време на ширењето се виртуелни.

Излегува дека во секој случај, интеракцијата на материјалните предмети, дури и на далечина, е дејство со краток дострел, бидејќи се изведува без никакви празнини или празнини.

Интеракцијата на честичката со античестичката на супстанцијата е придружена со нивно уништување, т.е. нивна трансформација во соодветното фундаментално поле на фермион (спинор). Во овој случај, нивната маса (гравитациона енергија) се претвора во енергија на соодветното фермионско (спинорско) основно поле.

Виртуелните честички на возбудениот (отстапува, вознемирувачки, „треперат“) физички вакуум можат да комуницираат со вистински честички, како да ги обвиваат, придружувајќи ги во форма на таканаречена квантна пена. На пример, како резултат на интеракцијата на електроните на атомот со виртуелните честички на физичкиот вакуум, се јавува одредено поместување на нивните енергетски нивоа во атомите, а самите електрони вршат осцилаторни движења со мала амплитуда.

Постојат четири типа на фундаментални интеракции: гравитациски, електромагнетни, слаби и силни.

„Гравитациската интеракција се манифестира во меѓусебната привлечност... на материјалните предмети што имаат маса“ 1 во мирување, односно материјалните објекти, на кои било големи растојанија. Се претпоставува дека возбудениот физички вакуум, кој генерира многу фундаментални честички, е способен да манифестира гравитациона одбивност. Гравитациската интеракција ја носат гравитоните на гравитационото поле. Гравитационото поле ги поврзува телата и честичките со масата на мирување. Не е потребен медиум за ширење на гравитационото поле во форма на гравитациски бранови (виртуелни гравитони). Гравитациската интеракција е најслаба по својата сила, затоа е незначителна во микросветот поради безначајноста на честичките маси во макросветот се забележува и предизвикува, на пример, паѓање на телата на Земјата, а во мегасветот; игра водечка улога поради огромните маси на тела во мегасветот и обезбедува, на пример, ротација на Месечината и вештачките сателити околу Земјата; формирање и движење на планети, планетоиди, комети и други тела во соларниот системи неговиот интегритет; формирање и движење на ѕвезди во галаксии - џиновски ѕвездени системи, вклучително и до стотици милијарди ѕвезди поврзани со меѓусебна гравитација и заедничко потекло, како и нивниот интегритет; интегритетот на јата на галаксиите - системи на релативно блиску лоцирани галаксии поврзани со гравитациони сили; интегритетот на Метагалаксијата - системот на сите познати кластери на галаксии поврзани со гравитациони сили, како проучуван дел од Универзумот, интегритетот на целиот Универзум. Гравитациската интеракција ја одредува концентрацијата на материјата расфрлана во Универзумот и нејзиното вклучување во новите развојни циклуси.

„Електромагнетната интеракција е предизвикана од електрични полнежи и се пренесува“ 1 од фотоните на електромагнетното поле на сите големи растојанија. Електромагнетното поле ги врзува телата и честичките кои имаат електрични полнежи. Покрај тоа, стационарни електрични полнежи се поврзани само со електричната компонента на електромагнетното поле во форма електрично поле, а електричните полнежи кои се движат се поврзани и со електричните и со магнетните компоненти на електромагнетното поле. За ширење на електромагнетно поле во форма на електромагнетни бранови, не е потребен дополнителен медиум, бидејќи „променливото магнетно поле генерира наизменично електрично поле, кое, пак, е извор на наизменично магнетно поле“ 2. „Електромагнетната интеракција може да се манифестира и како привлечност (помеѓу различни полнежи) и како одбивност (помеѓу“ 3 слични полнежи). Електромагнетната интеракција е многу посилна од гравитациската. Се манифестира и во микрокосмосот и во макрокосмосот и мегасветот, но водечката улога му припаѓа во макрокосмосот. Електромагнетната интеракција обезбедува интеракција на електроните со јадрата. Меѓуатомската и меѓумолекуларната интеракција е електромагнетна, благодарение на неа, на пример, постојат молекули и се остварува хемискиот облик на движење на материјата, постојат тела и се одредуваат нивните состојби на агрегација, еластичност, триење, површинска напнатост на течноста и функциите на видот. . Така, електромагнетната интеракција обезбедува стабилност на атомите, молекулите и макроскопските тела.

Слабата интеракција вклучува елементарни честички кои имаат маса на мирување. Слабите полиња на интеракција поврзуваат различни елементарни честички со масата на мирување. Слабата интеракција е многу послаба од електромагнетната сила, но посилна од гравитационата сила. Поради неговото кратко дејство, тој се манифестира само во микрокосмосот, предизвикувајќи, на пример, поголемиот дел од самодезинтеграциите на елементарните честички (на пример, слободен неутрон се самораспаѓа со учество на негативно наелектризиран мерач бозон во протон , електрони и електрони антинеутрино, понекогаш ова исто така произведува фотон), интеракцијата на неутрината со остатокот од супстанцијата.

Силната интеракција се манифестира во меѓусебното привлекување на хадроните, кои вклучуваат кваркови структури, на пример, мезони со два кваркови и нуклеони со три кваркови. Се пренесува преку глуоните на глуонските полиња. Глуонските полиња ги врзуваат хадроните. Ова е најсилната интеракција, но поради неговото кратко дејство се манифестира само во микрокосмосот, обезбедувајќи, на пример, поврзување на кваркови во нуклеоните, поврзување на нуклеоните во атомските јадра, обезбедувајќи ја нивната стабилност. Силната интеракција е 1000 пати посилна од електромагнетната интеракција и не дозволува слично наелектризираните протони обединети во јадрото да одлетаат. Можни се и термонуклеарни реакции, во кои неколку јадра се соединуваат во едно, поради силната интеракција. Реакторите со природна фузија се ѕвезди кои создаваат сè. хемиски елементипотешки од водородот. Тешките мултинуклеонски јадра стануваат нестабилни и се расцепуваат, бидејќи нивните големини веќе го надминуваат растојанието на кое се манифестира силната интеракција.

„Како резултат експериментално истражувањеинтеракциите на елементарните честички ... беше откриено дека при високи енергии на судир на протони - околу 100 GeV - ... слабите и електромагнетните интеракции не се разликуваат - тие може да се сметаат како единствена електрослаба интеракција. 1 Се претпоставува дека „при енергија од 10 15 GeV тие се споени со силна интеракција, а на“ 2 „уште повисоки енергии на интеракција на честички (до 10 19 GeV) или при екстремно висока температураВо материјата, сите четири фундаментални интеракции се карактеризираат со иста сила, односно претставуваат една интеракција“ 3 во форма на „супер сила“. Можеби такви високоенергетски услови постоеле на почетокот на развојот на Универзумот, кој се појавил од физички вакуум. Во процесот на понатамошно ширење на Универзумот, придружено со брзо ладење на добиената материја, интегралната интеракција прво беше поделена на електрослаба, гравитациска и силна, а потоа електрослабата интеракција беше поделена на електромагнетна и слаба, т.е. на четири фундаментално различни интеракции.

РЕФЕРЕНЦИ:

Карпенков, С. Х. Основни поими на природните науки [Текст]: учебник. прирачник за универзитети / С. Кх. – 2. изд., ревидирана. и дополнителни – М.: Академски проект, 2002. – 368 стр.

Концепти модерна природна наука[Текст]: учебник. за универзитети / Ед. В.Н. Лавриненко, В.П.Ратникова. – 3. изд., ревидирана. и дополнителни – М.: ЕДИНСТВО-ДАНА, 2005. – 317 стр.

Филозофски проблеми на природните науки [Текст]: учебник. прирачник за дипломирани студенти и студенти по филозофија. и природни лажен. ун-тов / Ед. С.Т. Мељухина. – М.: Виша школа, 1985. – 400 стр.

Tsyupka, V. P. Природна научна слика на светот: концепти на модерната природна наука [Текст]: учебник. додаток / V. P. Tsyupka. – Белгород: ИПК НРУ „БелСУ“, 2012. – 144 стр.

Цјупка, В.П. Концепти на модерната физика што ја сочинуваат модерната физичка слика на светот [Електронски ресурс] // Научна електронска архива Руска академијаПриродни науки: кореспонденција. електрон. научни конф. URL: „Концепти на модерната природна наука или природната научна слика на светот“ http://site/article/6315(објавено: 31.10.2011)

Yandex. Речници. URL на [Електронски ресурс]: http://slovari.yandex.ru/

1Карпенков С. Х.Основни концепти на природните науки. M. Академски проект. 2002. Стр. 60.

2 Филозофски проблеми на природните науки. M. Високо училиште. 1985. стр. 181.

3Карпенков С. Х.Основни поими на природните науки... Стр. 60.

1Карпенков С. Х.Основни поими на природните науки... Стр. 79.

1Карпенков С. Х.

1Филозофски проблеми на природните науки... Стр. 178.

2Исто. Стр. 191.

1Карпенков С. Х.Основни поими на природните науки... Стр. 67.

1Карпенков С. Х.Основни поими на природните науки... Стр. 68.

3Филозофски проблеми на природните науки... Стр. 195.

4Карпенков С. Х.Основни поими на природните науки... Стр. 69.

1Карпенков С. Х.Основни поими на природните науки... Стр. 70.

2 Концепти на модерната природна наука. M. ЕДИНСТВО-ДАНА. 2005. Стр. 119.

3Карпенков С. Х.Основни поими на природните науки... Стр. 71.

Цјупка В.П. ЗА РАЗБИРАЊЕТО НА ДВИЖЕЊЕТО НА МАТЕРИЈАТА, НЕГОВАТА СПОСОБНОСТ ЗА САМОРАЗВОЈ, И ИСТО КОМУНИКАЦИЈАТА И ИНТЕРАКЦИЈАТА НА МАТЕРИЈАЛНИТЕ ОБЈЕКТИ ВО СОВРЕМЕНАТА ПРИРОДНА НАУКА // Научна електронска архива.
URL: (датум на пристап: 17.03.2020).

Лептоните не учествуваат во силната интеракција. електрон. позитрон. мион. неутриното е светло неутрална честичка која учествува само во слаби и гравитациска интеракција. неутрино (# флукс). кваркови. носители на интеракции: фотонски квант на светлина...

Барањето „Основно истражување“ се пренасочува овде; види и други значења. Фундаменталната наука е поле на знаење кое подразбира теоретско и експериментално научно истражување на фундаменталните феномени (вклучувајќи... ... Википедија

Барањето „Елементарни честички“ е пренасочено овде; види и други значења. Елементарната честичка е колективен термин кој се однесува на микро-објекти на субнуклеарна скала кои не можат да се разложат на нивните составни делови. Треба да има во... ... Википедија

Елементарната честичка е колективен термин кој се однесува на микро-објекти на субнуклеарна скала кои не можат (или сè уште не се докажани) да се поделат на нивните составни делови. Нивната структура и однесување ги проучува физиката на честички. Концепт... ...Википедија

електрон- ▲ фундаментална честичка која има, елемент, наелектризиран електрон негативно наелектризирана елементарна честичка со елементарна електричен полнеж. ↓ … Идеографски речник на рускиот јазик

Елементарната честичка е колективен термин кој се однесува на микро-објекти на субнуклеарна скала кои не можат (или сè уште не се докажани) да се поделат на нивните составни делови. Нивната структура и однесување ги проучува физиката на честички. Концепт... ...Википедија

Овој термин има и други значења, видете Неутрино (значења). електрон неутрино мион неутрино тау неутрино Симбол: νe νμ ντ Состав: Елементарна честичка Семејство: Фермиони ... Википедија

Вид на фундаментални интеракции (заедно со гравитациони, слаби и силни), кои се карактеризираат со учество на електромагнетно поле (Види Електромагнетно поле) во процесите на интеракција. Електромагнетно поле (во квантната физика... ... Голема советска енциклопедија

Една од најдвосмислените филозофии. концепти на кои им е дадено едно (или некое) од следните значења: 1) нешто чии дефинирачки карактеристики се проширување, локација во просторот, маса, тежина, движење, инерција, отпор,... ... Филозофска енциклопедија

Книги

  • Кинетичка теорија на гравитација и основи на обединета теорија на материјата, V. Ya. Сите материјални објекти на природата (и материјални и теренски) се дискретни. Тие се состојат од елементарни честички во облик на низа. Недеформирана фундаментална низа е честичка од поле...

Единиците за мерење на физичките величини при опишување на појавите што се случуваат во микросветот се поделени на основни и изводни, кои се одредуваат преку математичката нотација на законите на физиката.
Со оглед на тоа што сите физички појави се случуваат во просторот и времето, основните единици првенствено се земени како единици за должина и време, потоа единицата за маса. Основни единици: должини л, време t, маса m - добиваат одредена димензија. Димензиите на изведените единици се одредуваат со формули кои изразуваат одредени физички закони.
Димензиите на главните физички единици се избрани така што тие се погодни за употреба во пракса.
Следниве димензии се прифатени во системот SI: должини [ л] = m (метар), време [t] = s (секунда), маса [t] = kg (килограм).
Во системот CGS, за основните единици се прифатени следните димензии: должина [/] = cm (сантиметар), време [t] = s (секунда) и маса [t] = g (грам). За да се опишат феномените што се случуваат во микрокосмосот, може да се користат и единиците SI и CGS.
Дозволете ни да ги процениме редовите на големината на должината, времето и масата во феномените на микросветот.
Во прилог на општо прифатените меѓународни системиЕдиниците SI и CGS исто така користат „природни системи на единици“ базирани на универзални физички константи. Овие системи на единици се особено релевантни и се користат во различни физички теории. Во природниот систем на единици, основните константи се земени како основни единици: брзината на светлината во вакуум − c, Планковата константа − ћ, гравитациската константа G N, Болцмановата константа − k: Авогадроовиот број − N A итн. Во природниот систем од Планковите единици е прифатено c = ћ = G N = k = 1. Овој систем на единици се користи во космологијата за опишување процеси во кои квантните и гравитационите ефекти се истовремено значајни (теории за црните дупки, теории за раниот универзум).
Во природниот систем на единици се решава проблемот на природната единица должина. Ова може да се смета за бранова должина на Комптон λ 0, која се определува со масата на честичката М: λ 0 = ћ/Мс.
Должинаја карактеризира големината на објектот. Значи, за електрон, класичниот радиус е r 0 = e 2 /m e c 2 = 2,81794·10 -13 cm (e, m e - полнеж и маса на електронот). Класичниот радиус на електронот има значење на радиусот на наелектризирана топка со полнеж e (распределбата е сферично симетрична), при која енергијата на електростатското поле на топката ε = γе 2 /r 0 е еднаква на остатокот енергија на електронот m e c 2 (се користи кога се разгледува Томпсоновото расејување на светлината).
Се користи и радиусот на Боровата орбита. Тоа е дефинирано како растојание од јадрото на кое е најверојатно да се најде електрон во невозбуден атом на водород
a 0 = ћ 2 /m e e 2 (во системот SGS) и a 0 = (α/4π)R = 0,529·10 -10 m (во системот SI), α = 1/137.
Големина на нуклеон r ≈ 10 -13 cm (1 фемтометар). Карактеристичните димензии на атомските системи се 10 -8, нуклеарните системи се 10 -12 ÷ 10 -13 cm.
Време
варира во широк опсег и се дефинира како однос на растојанието R до брзината на објектот v. За микрообјекти τ отров = 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.
Масипредметите се менуваат од 0 во M. Така, масата на електронот m e ≈ 10 -27 g, масата на протонот
m р ≈ 10 -24 g (SGS систем). Една единица атомска маса што се користи во атомската и нуклеарната физика, 1 аму. = M(C)/12 во единици маса на јаглеродниот атом.
Основните карактеристики на микро-објектите вклучуваат електричен полнеж, како и карактеристики неопходни за идентификација на елементарна честичка.
Електрично полнење честичките Q обично се мери во единици на електронски полнеж. Електронски полнеж e = 1,6·10 -19 кулони. За честички во слободна состојба, Q/e = ±1,0, а за кваркови кои се дел од хадроните, Q/e = ±2/3 и ±1/3.
Во јадрата, полнежот се одредува според бројот на протони Z содржани во јадрото. Полнењето на протонот по апсолутна вредност е еднакво на полнежот на електронот.
За да идентификувате елементарна честичка, треба да знаете:
I – изотопски спин;
J – внатрешен аголен моментум – спин;
P – просторен паритет;
В – паритет на наплата;
G − G-паритет.
Оваа информација е напишана во форма на формулата I G (J PC).
Спин− една од најважните карактеристики на честичката, за која се користи основната Планкова константа h или ћ = h/2π = 1,0544·10 -27 [erg-s]. Бозоните имаат целоброен спин во единици ћ: (0,1, 2,...)ћ, фермионите имаат спин од половина цел број (1/2, 3/2,.. .)ћ. Во класата на суперсиметрични честички, вредностите на спин на фермиони и бозони се обратни.

Ориз. 4 илустрира физичко значењеспин J по аналогија со класичниот концепт на аголен импулс на честичка со маса m = 1 g што се движи со брзина v = 1 cm/s во круг со радиус r = 1 cm Во класичната физика, аголен моментум J = mvr = L (L − орбитален момент). Во квантната механика, J = = 10 27 ћ = 1 erg·s за истите параметри на објект што се движи во круг, каде што ћ = 1,05·10 -27 erg·s.
Проекцијата на спинот на елементарната честичка кон насоката на нејзиниот моментум се нарекува хеличност. Спирајноста на честичката без маса со произволно вртење зема само две вредности: долж или спротивно од насоката на моментумот на честичката. За фотон, можните вредности на хеличност се еднакви на ± 1, за неутрино без маса, хеличноста е еднаква на ± 1/2.
Аголниот момент на вртење на атомското јадро се дефинира како векторска сума на спиновите на елементарните честички кои формираат квантен систем и орбиталните аголни моменти на овие честички поради нивното движење во системот. Орбитален импулс ||, и импулс на центрифугирање || стекнуваат дискретно значење. Орбитален импулс || = ћ[ л(л+1)] 1/2 , каде л− орбитален квантен број (може да зема вредности 0, 1,2,...), внатрешен аголен момент || = ћ 1/2 каде што s е спин квантен број (може да земе нула, цел број или полуцели вредности J, вкупниот аголен момент е еднаков на збирот + = .
Изведените единици вклучуваат: енергија на честички, брзина, брзина на замена за релативистички честички, магнетен момент итн.
Енергијачестичка во мирување: E = mc 2; подвижна честичка: E = m 2 c 4 + p 2 c 2.
За нерелативистички честички: E = mc 2 + p 2 /2m; за релативистички честички, со маса m = 0: E = просечно.
Енергетски единици - eV, keV, MeV, GeV, TeV, ... 1 GeV = 10 9 eV, 1 TeV = 10 12 eV,
1 eV = 1,6·10 -12 ерг.
Брзина на честички β = v/c, каде што c = 3·10 10 cm/s е брзината на светлината. Брзината на честичката го одредува ова најважната карактеристикакако Лоренцовиот фактор на честичката γ = 1/(1-β 2) 1/2 = E/mc 2. Секогаш γ > 1- За нерелативистички честички 1< γ < 2, а для релятивистских частиц γ > 2.
Во физиката со висока енергија, брзината на честичката β е блиску до 1 и е тешко да се одреди за релативистички честички. Затоа, наместо брзина, се користи брзина y, која е поврзана со брзината со релацијата y = (1/2)ln[(1+β)/(1-β)] = (1/2)ln[(E +p)/(E-p) ]. Брзината варира од 0 до ∞.

Функционалната врска помеѓу брзината и брзината на честичките е прикажана на сл. 5. За релативистички честички на β → 1, E → p, тогаш наместо брзина можеме да користиме псевдобрзина η, која се одредува со аголот на заминување на честичките θ, η = (1/2)ln tan(θ/2) . За разлика од брзината, брзината е адитивна количина, т.е. y 2 = y 0 + y 1 за која било референтна рамка и за какви било релативистички и нерелативистички честички.
Магнетен момент μ = Iπr 2 /c, каде што струјата I = ev/2πr настанува поради ротацијата на електричниот полнеж. Така, секоја наелектризирана честичка има магнетен момент. Кога се разгледува магнетниот момент на електронот, се користи Боров магнетон
μ B = eћ/2m e c = 0,5788·10 -14 MeV/G, електронски магнетен момент = g·μ B ·. Коефициентот g се нарекува жиромагнетен однос. За електрон g = /μ B · = 2, бидејќи J = ћ/2, = μ B под услов електронот да е честичка без структура слична на точка. Гиромагнетниот сооднос g содржи информации за структурата на честичката. Количеството (g − 2) се мери во експерименти насочени кон проучување на структурата на честички различни од лептоните. За лептоните, оваа вредност ја означува улогата на повисоки електромагнетни корекции (види понатамошен дел 7.1).
Во нуклеарната физика, нуклеарниот магнетон се користи μ i = eћ/2m pc, каде што m p е масата на протонот.

2.1.1. Системот Heaviside и неговата поврзаност со GHS системот

Во системот Хевисајд, брзината на светлината c и Планковата константа ћ се претпоставува дека се еднакви на единство, т.е. с = ћ = 1. Главни мерни единици се енергетските единици − MeV или MeV -1, додека во GHS системот главни мерни единици се [g, cm, s]. Потоа, користејќи ги релациите: E = mc 2 = m = MeV, л= ћ/mc = MeV -1 , t = ћ/mc 2 = MeV -1 , ја добиваме врската помеѓу системот Хевисајд и системот SGS во форма:
  • m(g) = m(MeV) 2 10 -27,
  • л(cm) = л(MeV -1) 2 10 -11,
  • t (s) = t (MeV -1) b.b 10 -22.

Системот Хевисајд се користи во физиката со висока енергија за да ги опише појавите што се случуваат во микрокосмосот и се заснова на употребата на природните константи c и ћ, кои се одлучувачки во релативистичката и квантната механика.
Нумеричките вредности на соодветните количини во системот CGS за електронот и протонот се дадени во Табела. 3 и може да се користи за движење од еден систем во друг.

Табела 3. Нумерички вредности на количините во CGS системот за електрони и протон

2.1.2. Планк (природни) единици

Кога се разгледуваат гравитационите ефекти, се воведува Планковата скала за мерење на енергија, маса, должина и време. Ако гравитационата енергија на некој објект е еднаква на неговата вкупна енергија, т.е.

Тоа
должина = 1,6·10 -33 cm,
маса = 2,2·10 -5 g = 1,2·10 19 GeV,
време = 5,4·10 -44 s,
Каде = 6,67·10 -8 cm 2 ·g -1 ·s -2.

Гравитационите ефекти се значајни кога гравитационата енергија на објектот е споредлива со неговата вкупна енергија.

2.2. Класификација на елементарните честички

Концептот на „елементарна честичка“ е формиран со воспоставувањето на дискретната природа на структурата на материјата на микроскопско ниво.

Атоми → јадра → нуклеони → партони (кваркови и глуони)

Во модерната физика, терминот „елементарни честички“ се користи за именување на голема група ситни забележаничестички на материјата. Оваа група на честички е многу обемна: p протони, n неутрони, π- и К-мезони, хиперони, шармирани честички (J/ψ...) и многу резонанци (вкупно
~ 350 честички). Овие честички се нарекуваат „хадрони“.
Се испостави дека овие честички не се елементарни, туку се композитни системи, чии состојки се навистина елементарни или, како што почнале да се нарекуваат, " фундаментален " честички − партони, откриена при проучување на структурата на протонот. Студијата за својствата на партоните овозможи да се идентификуваат со кварковиИ глуоните, воведен во предвид од Гел-Ман и Цвајг кога се класифицираат забележливите елементарни честички. Се покажа дека кварковите се фермиони со спин J = 1/2. Ним им беа доделени фракционо електрични полнежи и барионски број B = 1/3, бидејќи барион со B = 1 се состои од три кваркови. Покрај тоа, за да се објаснат својствата на некои бариони, стана неопходно да се воведе нов квантен број - боја. Секој кварк има три состојби на боја, означени со индексите 1, 2, 3 или зборовите црвено (R), зелено (G) и сино (B). Бојата не се манифестира на кој било начин во набљудуваните хадрони и работи само во нив.
До денес се откриени 6 вкусови (видови) на кваркови.
Во табелата 4 ги прикажува својствата на кварковите за состојба на една боја.

Табела 4. Својства на кварковите

Арома Маса, MeV/s 2 Јас јас 3 Q q / e с Со б т
ти горе 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
чудно е 450; (150) 0 0 -1/3 -1 0 0 0
со шарм 1500 0 0 2/3 0 1 0 0
б убавина 5000 0 0 -1/3 0 0 -1 0
т вистината 174000 0 0 2/3 0 0 0 1

За секој вкус на кварк е означена неговата маса (масите на составните кваркови и масите на тековните кваркови се дадени во загради), изотопски спин I и 3-та проекција на изотопскиот спин I 3, кварковниот полнеж Q q /e и квантниот броеви s, c, b, t. Заедно со овие квантни броеви, често се користи хиперполнење на квантниот број Y = B + s + c + b+ t. Постои врска помеѓу проекцијата на изотопскиот спин I 3, електричното полнење Q и хиперполнењето Y: Q = I 3 + (1/2)Y.
Бидејќи секој кварк има 3 бои, мора да се земат предвид 18 кваркови. Кварковите немаат структура.
Во исто време, меѓу елементарните честички имаше цела класа на честички наречени " лептони„Тие се и фундаментални честички, односно немаат структура. Има шест од нив: три наелектризирани e, μ, τ и три неутрални ν e, ν μ, ν τ. Лептоните учествуваат само во електромагнетни и слаби интеракции. Лептони и кваркови со полуцел број спин J = (n+1/2)ћ, n = 0, 1,... .
Во табелата Слика 5 ги прикажува својствата на фундаменталните фермиони: електричен полнеж Q i во единици на електронски полнеж и маса на честички m. Лептоните и кварковите се комбинираат во три генерации (I, II и III). За секоја генерација, збирот на електрични полнежи ∑Q i = 0, земајќи ги предвид 3 полнежи во боја за секој кварк. Секој фермион има соодветен антифермион.
Покрај карактеристиките на честичките наведени во табелата, важна улогаза лептоните играат лептонските броеви: електрон L e , еднаков на +1 за e - и ν e , муонски L μ , еднаков на +1 за μ - и ν μ и таоничен L τ , еднаков на +1 за τ - и ν τ , кои одговараат на вкусовите на лептоните кои учествуваат во специфични реакции и се зачувани количини. За лептоните, барионскиот број B = 0.

Табела 5. Својства на основните фермиони

Материјата околу нас се состои од фермиони од прва генерација со ненулта маса. Влијанието на честичките од втората и третата генерација се манифестираше во раниот универзум. Помеѓу основните честички, посебна улога имаат фундаменталните мерачни бозони, кои имаат цел број внатрешен квантен број на спин J = nћ, n = 0, 1, .... Мерачните бозони се одговорни за четири типа фундаментални интеракции: силни ( глуон g), електромагнетен (фотон γ), слаб (бозони W ± , Z 0), гравитациски (гравитон G). Тие се исто така без структура, фундаментални честички.
Во табелата 6 ги прикажува својствата на фундаменталните бозони, кои се теренски кванти во теориите на мерачот.

Табела 6. Својства на основните бозони

Име Полнење Тежина Спин Интеракции
Гравитон, Г 0 0 2 Гравитациски
Фотон, γ 0 < 3·10 -27 эВ 1 Електромагнетна
Наелектризирани векторски бозони, W ± ±1 80,419 GeV/s 2 1 Слаби
Неутрален векторски бозон, Z 0 0 91,188 GeV/s 2 1 Слаби
Глуони, g 1 , ... , g 8 0 0 0 Силен
Хигс, H0, H ± 0 > 100 GeV/s 2 0

Покрај својствата на бозоните со отворен мерач γ, W ±, Z 0, g 1,..., g 8, во табелата се прикажани својствата на досега неоткриените бозони: гравитонот G и Хигсовите бозони H 0, H ±.
Сега да разгледаме најмногу голема групаелементарни силно интерактивни честички - хадрони, за да се објасни структурата на која е воведен концептот на кваркови.
Хадроните се поделени на мезони и бариони. Мезоните се изградени од кварк и антикварк (q). Барјоните се состојат од три кваркови (q 1 q 2 q 3).
Во табелата 7 дава список на својства на главните хадрони. (За детални табели, видете The European Physical Journal C, Rev. of Particle Phys., v.15, бр. 1 - 4, 2000 година.)

Табела 7. Својства на хадроните

Име Маса, MeV/s 2 Животно време, с Режими на распаѓање Кварк состав
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
(у), (г)
(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)
(у), (и)
(г)
(г)
Д ±
D0
1869.3
1864.5
10,69·10 -13
4,28·10 -13

D ± → e ± + X
D 0 → e + + X -

(в), (г)
(в)
F ± = 1969.3 4,36·10 -13 → ρ 0 + π ± (в, с)
Б ±
Б 0
5277.6 5279.4 13,1·10 -13
13,1·10 -13
B ± → + π ±
B 0 →+ π -0 +
(у), (б)
(г), (б)
б Протон стр
Неутрон n
938.3
939.5
> 10 33 години
898 ± 16

n → р + e - +
ууд
уд
Λ 2,63·10 -10 Λ→p + π - удс
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
удс
ддс
Ξ 0
Ξ -
1314.9
1321
2,9·10 -10
1,64·10 -10
Ξ 0 → Λ+ π 0
Ξ - → Λ + π -
САД
dss
Ω - 1672 0,8·10 -10 Ω - → Λ+ K - ссс
Σ s
Σ с →+ π
→Ξ - π + π +
л - л
ucs
usc
dsc
УДБ

Кварковата структура на хадроните овозможува во оваа голема група честички да се разликуваат нечудни хадрони, кои се состојат од нечудни кваркови (u, d), чудни хадрони, кои вклучуваат чуден кварк s, шармирани хадрони кои содржат c- кварк, убави хадрони (долни хадрони) со б-кварк.
Во табелата се претставени својствата на само мал дел од хадроните: мезони и бариони. Прикажани се нивната маса, животниот век, главните начини на распаѓање и составот на кварковите. За мезоните, барионскиот број B = O и лептонскиот број L = 0. За барионите, барионскиот број B = 1, лептонскиот број L = 0. Мезоните се бозони (целоброен спин), барионите се фермиони (спин со половина цел број ).
Понатамошното разгледување на својствата на хадроните ни овозможува да ги комбинираме во изотопски мултипти, кои се состојат од честички со исти квантни броеви (барионски број, спин, внатрешен паритет, чудност) и слични маси, но со различни електрични полнежи. Секој изотопски мултиплет се карактеризира со изотопски спин I, кој го одредува вкупниот број на честички вклучени во мултиплетот, еднаков на 2I + 1. Изоспинот може да има вредности 0, 1/2, 1, 3/2, 2, . .., т.е. можно е постоење на изотопски синглови, дублети, тројки, квартети итн. Така, протонот и неутронот сочинуваат изотопски двојник, π + -, π - -, π 0 -мезоните се сметаат за изотопска тројка.
Покомплексните објекти во микрокосмосот се атомски јадра. Атомското јадро се состои од Z протони и N неутрони. Збирот Z + N = A е бројот на нуклеони во даден изотоп. Честопати табелите ја даваат просечната вредност на сите изотопи, а потоа таа станува фракционална. Познати се јадрата за кои наведените вредности се во границите: 1< А < 289, 1 < Z < 116.
Честичките наведени погоре се разгледуваат во рамките на Стандардниот модел. Се претпоставува дека надвор од Стандардниот модел може да постои друга група фундаментални честички - суперсиметрични честички (SUSY). Тие мора да обезбедат симетрија помеѓу фермиони и бозони. Во табелата 8 ги прикажува очекуваните својства на оваа симетрија.

2.3. Теренски пристап кон проблемот на интеракциите

2.3.1 Својства на основните интеракции

Огромната разновидност на физички феномени што се случуваат при судири на елементарни честички се одредуваат само со четири типа на интеракции: електромагнетни, слаби, силни и гравитациони. Во квантната теорија, интеракцијата е опишана во смисла на размена на специфични кванти (бозони) поврзани со даден тип на интеракција.
За визуелно претставување на интеракцијата на честичките, американскиот физичар R. Feynman предложи употреба на дијаграми, кои го добија неговото име. Фејнмановите дијаграми опишуваат каков било процес на интеракција кога се судираат две честички. Секоја честичка вклучена во процесот е претставена со линија на Фејнмановиот дијаграм. Слободниот лев или десен крај на линијата покажува дека честичката е во почетна или крајна состојба, соодветно. Внатрешните линии во дијаграмите (т.е. линии кои немаат слободни краеви) одговараат на таканаречените виртуелни честички. Тоа се честички создадени и апсорбирани за време на процесот на интеракција. Тие не можат да се регистрираат, за разлика од вистинските честички. Интеракцијата на честичките во дијаграмот е претставена со јазли (или темиња). Типот на интеракцијата се карактеризира со константата на спојување α, која може да се запише како: α = g 2 /ћc, каде што g е полнењето на изворот на интеракцијата и е главната квантитативна карактеристика на силата што дејствува помеѓу честичките. Во електромагнетната интеракција α e = e 2 /ћc = 1/137.


Сл.6. Фејнман дијаграм.

Процесот a + b →с + d во форма на Фејнман дијаграм (сл. 6) изгледа вака: R е виртуелна честичка разменета помеѓу честичките a и b за време на интеракцијата одредена со константата на интеракцијата α = g 2 /ћc, карактеризирање на силата на интеракцијата на растојание, еднакво на радиусот на интеракцијата.
Виртуелна честичка може да има маса M x и кога оваа честичка се разменува, се пренесува 4-моментум t = -q 2 = Q 2.
Во табелата Слика 9 ги прикажува карактеристиките на различните типови на интеракции.

Електромагнетни интеракции . Електромагнетните интеракции, на кои подлежат сите наелектризирани честички и фотони, се проучени најцелосно и доследно. Носител на интеракцијата е фотонот. За електромагнетни сили, константата на интеракцијата е нумерички еднаква на константата на фината структура α e = e 2 /ћc = 1/137.
Примери за наједноставните електромагнетни процеси се фотоелектричниот ефект, Комптоновиот ефект, формирањето на парови електрон-позитрон, а за наелектризираните честички - јонизирачко расејување и bremsstrahlung. Теоријата на овие интеракции - квантна електродинамика - е најточната физичка теорија.

Слаби интеракции. За прв пат, слаби интеракции беа забележани за време на бета распаѓањето на атомските јадра. И, како што се испостави, овие распаѓања се поврзани со трансформацијата на протон во неутрон во јадрото и обратно:
p → n + e + + ν e, n → p + e - + e. Можни се и обратни реакции: фаќање на електрон e - + p → n + ν e или антинеутрино e + p → e + + n. Слабата интеракција беше опишана од Енрико Ферми во 1934 година во однос на четири-фермионската контактна интеракција дефинирана со Фермиовата константа
G F = 1,4·10 -49 erg·cm 3 .
При многу високи енергии, наместо Ферми-контактната интеракција, слабата интеракција е опишана како интеракција на размена, во која квантум обдарен со слаб полнеж g w (по аналогија со електричен полнеж) се разменува и дејствува помеѓу фермиони. Ваквите кванти првпат беа откриени во 1983 година на SppS collider (CERN) од тим предводен од Карл Рубиа. Тоа се наелектризирани бозони - W ± и неутрален бозон - Z 0, нивните маси се соодветно еднакви: m W± = 80 GeV/s 2 и m Z = 90 GeV/s 2. Константата на интеракцијата α W во овој случај се изразува преку Ферми константата:

Табела 9. Главни типови на интеракции и нивните карактеристики