±1 1 80,4 Svak interaksjon Z 0 0 1 91,2 Svak interaksjon Gluon 0 1 0 Sterk interaksjon Higgs boson 0 0 ≈125,09±0,24 Inert masse

Generasjon		Quarks med ladning (+2/3)				Quarks med ladning (−1/3)
			Kvark/antikvark symbol	Masse (MeV)		Navn/smak på kvark/antikvark	Kvark/antikvark symbol	Masse (MeV)
1		u-kvark (opp-kvark) / anti-u-kvark	$u\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(u)$	fra 1,5 til 3		d-kvark (ned-kvark) / anti-d-kvark	$d\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(d)$	4,79±0,07
2		c-kvark (sjarm-kvark) / anti-c-kvark	$c\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(c)$	1250 ± 90		s-kvark (merkelig kvark) / anti-s-kvark	$s\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(r)$	95 ± 25
3		t-kvark (toppkvark) / anti-t-kvark	$t\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(t)$	174 200 ± 3300		b-kvark (bunnkvark) / anti-b-kvark	$b\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(b)$	4200 ± 70

se også

Skriv en anmeldelse om artikkelen "Fundamental partikkel"

Notater

Linker

• S. A. Slavatinsky// Moscow Institute of Physics and Technology (Dolgoprudny, Moskva-regionen)
• Slavatinsky S.A. // SOZH, 2001, nr. 2, s. 62–68 archive web.archive.org/web/20060116134302/journal.issep.rssi.ru/annot.php?id=S1176
• //nuclphys.sinp.msu.ru
• // second-physics.ru
• //physics.ru
• // nature.web.ru
• // nature.web.ru
• // nature.web.ru

Fundamental partikler Sammensatte partikler Tilkoblinger grunnleggende og/eller komposittpartikler Regelmessig Uvanlig Annen klassifiseringer partikler

Utdrag som karakteriserer den grunnleggende partikkelen

Dagen etter våknet han sent. Ved å fornye inntrykkene fra fortiden, husket han først og fremst at han i dag måtte presentere seg for keiser Franz, han husket krigsministeren, den høflige østerrikske adjutanten Bilibin og samtalen i går kveld. Kledd i full uniform, som han ikke hadde brukt på lenge, på turen til palasset, gikk han, frisk, livlig og kjekk, med armen bundet, inn på Bilibins kontor. Det var fire herrer fra det diplomatiske korpset på kontoret. Bolkonsky var kjent med prins Ippolit Kuragin, som var sekretær for ambassaden; Bilibin introduserte ham for andre.
Herrene som besøkte Bilibin, sekulære, unge, rike og blide mennesker, dannet en egen krets både i Wien og her, som Bilibin, som var leder for denne kretsen, kalte vår, les nftres. Denne kretsen, som nesten utelukkende besto av diplomater, hadde tilsynelatende sine egne interesser, som ikke hadde noe med krig og politikk å gjøre, høysamfunnets interesser, forholdet til noen kvinner og den geistlige siden av tjenesten. Disse herrene tok tilsynelatende villig prins Andrei inn i sin krets som en av sine egne (en ære de gjorde til få). Av høflighet, og som samtaleemne, ble han stilt flere spørsmål om hæren og slaget, og samtalen smuldret igjen opp i inkonsekvente, muntre vitser og sladder.
"Men det er spesielt bra," sa en og fortalte at en meddiplomat mislyktes, "det som er spesielt bra er at kansleren direkte fortalte ham at hans utnevnelse til London var en forfremmelse, og at han burde se på det på den måten." Ser du figuren hans samtidig?...
"Men hva som er verre, mine herrer, jeg gir dere Kuragin: mannen er i ulykke, og denne Don Juan, denne forferdelige mannen, utnytter det!"
Prins Hippolyte lå i en Voltaire-stol med bena i kryss over armen. Han lo.
«Parlez moi de ca, [Kom igjen, kom igjen,]» sa han.
- Å, Don Juan! Å slange! – stemmer ble hørt.
"Du vet ikke, Bolkonsky," vendte Bilibin seg til prins Andrei, "at alle grusomhetene til den franske hæren (jeg sa nesten den russiske hæren) er ingenting sammenlignet med hva denne mannen gjorde blant kvinner."
«La femme est la compagne de l"homme, [En kvinne er en manns venn],» sa prins Hippolyte og begynte å se gjennom lorgnetten på de hevede bena hans.
Bilibin og våre brøt ut i latter og så inn i øynene til Ippolit. Prins Andrei så at denne Ippoliten, som han (måtte innrømme) nesten var sjalu på sin kone, var en narr i dette samfunnet.
«Nei, jeg må unne deg Kuragin,» sa Bilibin stille til Bolkonsky. – Han er sjarmerende når han snakker om politikk, du må se denne betydningen.
Han satte seg ved siden av Hippolytus og samlet folder på pannen og startet en samtale med ham om politikk. Prins Andrei og andre omringet begge.
"Le cabinet de Berlin ne peut pas exprimer un sentiment d" alliance," begynte Hippolyte og så på alle betydelig, "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-alliansen... [Berlin-kabinettet kan ikke uttrykke sin mening om alliansen uten å uttrykke... som i sin siste note... du forstår... du forstår.. . men hvis Hans Majestet Keiseren ikke endrer essensen av vår allianse...]
«Attendez, je n"ai pas fini...," sa han til prins Andrei og tok tak i hånden hans. "Jeg antar at det er que l"intervention sera plus forte que la non intervention." Et...» Han stoppet. – On ne pourra pas imputer a la fin de non recevoir notre depeche du 28 novembre. Voila kommentar tout cela finira. [Vent, jeg er ikke ferdig. Jeg tror at intervensjon vil være sterkere enn ikke-intervensjon. Og... Det er umulig å vurdere saken over hvis utsendelsen vår av 28. november ikke blir akseptert. Hvordan vil alt dette ende?]
Og han slapp Bolkonskys hånd, og indikerte at han nå var helt ferdig.
"Demosthenes, je te reconnais au caillou que tu as cache dans ta bouche d"or! [Demosthenes, jeg kjenner deg igjen på rullesteinen som du gjemmer i dine gylne lepper!] - sa Bilibin, hvis hårlokk beveget seg på hodet hans med glede.
Alle lo. Hippolytus lo høyest av alle. Han led tilsynelatende, ble kvalt, men kunne ikke motstå den ville latteren som strakte det alltid ubevegelige ansiktet hans.
«Vel, mine herrer,» sa Bilibin, «Bolkonskij er min gjest i huset og her i Brunn, og jeg vil unne ham, så mye jeg kan, med alle livets gleder her.» Hvis vi var i Brunn, ville det vært enkelt; men her, dans ce vilain trou morave [i dette ekle moraviske hullet], er det vanskeligere, og jeg ber dere alle om hjelp. Il faut lui faire les honneurs de Brunn. [Vi må vise ham Brunn.] Du overtar teatret, jeg – samfunnet, du, Hippolytus, selvfølgelig – kvinner.
– Vi må vise ham Amelie, hun er nydelig! - sa en av våre og kysset fingertuppene.
"Generelt bør denne blodtørstige soldaten," sa Bilibin, "omvendes til mer humane synspunkter."
«Jeg kommer neppe til å dra nytte av deres gjestfrihet, mine herrer, og nå er det på tide for meg å dra,» sa Bolkonsky og så på klokken.
- Hvor?
- Til keiseren.
- OM! O! O!
– Vel, farvel, Bolkonsky! Farvel, prins; "Kom til middag tidligere," ble stemmer hørt. - Vi tar vare på deg.
"Prøv å prise rekkefølgen i leveringen av proviant og ruter så mye som mulig når du snakker med keiseren," sa Bilibin og eskorterte Bolkonsky til fronthallen.
"Og jeg vil gjerne rose, men jeg kan ikke, så mye jeg vet," svarte Bolkonsky smilende.
– Vel, generelt, snakk så mye som mulig. Hans lidenskap er publikum; men han selv liker ikke å snakke og vet ikke hvordan, som du vil se.

Mikroverden strukturer

Tidligere ble elementærpartikler kalt partikler som er en del av et atom og ikke kan brytes ned til mer elementære komponenter, nemlig elektroner og kjerner.

Senere ble det funnet at kjerner består av enklere partikler - nukleoner(protoner og nøytroner), som igjen består av andre partikler. Derfor de minste materiepartiklene begynte å bli betraktet som elementærpartikler , unntatt atomer og deres kjerner .

Til dags dato har hundrevis av elementærpartikler blitt oppdaget, noe som krever deres klassifisering:

– etter type interaksjon

- etter livstidspunkt

– største rygg

Elementærpartikler er delt inn i følgende grupper:

Sammensatte og fundamentale (strukturløse) partikler

Sammensatte partikler

Hadroner (tunge)– partikler som deltar i alle typer grunnleggende interaksjoner. De består av kvarker og er igjen delt inn i: mesoner– hadroner med heltallsspinn, det vil si at de er bosoner; baryoner– hadroner med halvtallsspinn, det vil si fermioner. Disse inkluderer spesielt partiklene som utgjør kjernen til et atom - proton og nøytron, dvs. nukleoner.

Fundamentale (strukturløse) partikler

Leptoner (lette)– fermioner, som har form av punktpartikler (dvs. ikke består av noe) opp til skalaer i størrelsesorden 10 − 18 m. De deltar ikke i sterke interaksjoner. Deltakelse i elektromagnetiske interaksjoner ble eksperimentelt observert bare for ladede leptoner (elektroner, myoner, tau-leptoner) og ble ikke observert for nøytrinoer.

Quarks– Fraksjonelt ladede partikler som utgjør hadroner. De ble ikke observert i fristaten.

Målebosoner– partikler gjennom utvekslingen av hvilke interaksjoner utføres:

– foton – en partikkel som bærer elektromagnetisk interaksjon;

– åtte gluoner – partikler som bærer det sterke samspillet;

– tre mellomvektorbosoner W + , W- og Z 0, som tåler svake interaksjoner;

– graviton er en hypotetisk partikkel som overfører gravitasjonsinteraksjon. Eksistensen av gravitoner, selv om det ennå ikke er eksperimentelt bevist på grunn av svakheten i gravitasjonsinteraksjonen, anses som ganske sannsynlig; graviton er imidlertid ikke inkludert i standardmodellen for elementærpartikler.

I følge moderne konsepter inkluderer fundamentale partikler (eller "ekte" elementærpartikler) som ikke har en indre struktur og endelige dimensjoner:

Kvarker og leptoner

Partikler som gir grunnleggende interaksjoner: gravitoner, fotoner, vektorbosoner, gluoner.

Klassifisering av elementærpartikler etter levetid:

- stabil: partikler hvis levetid er veldig lang (i grensen har den en tendens til uendelig). Disse inkluderer elektroner , protoner , nøytrino . Nøytroner er også stabile inne i kjerner, men de er ustabile utenfor kjernen.

- ustabil (kvasistabile): elementærpartikler er de partiklene som forfaller på grunn av elektromagnetiske og svake interaksjoner, og hvis levetid er mer enn 10–20 sekunder. Slike partikler inkluderer fritt nøytron (dvs. et nøytron utenfor kjernen til et atom)

- resonanser (ustabil, kortvarig). Resonanser inkluderer elementærpartikler som forfaller på grunn av sterke interaksjoner. Levetiden deres er mindre enn 10-20 sekunder.

Klassifisering av partikler etter deltakelse i interaksjoner:

- leptoner : Disse inkluderer nøytroner. Alle av dem deltar ikke i virvelen av intranukleære interaksjoner, dvs. er ikke utsatt for sterke interaksjoner. De deltar i svak interaksjon, og de med elektrisk ladning deltar også i elektromagnetisk interaksjon

- hadroner : partikler som eksisterer inne i atomkjernen og deltar i sterke interaksjoner. De mest kjente av dem er proton Og nøytron .

Kjent i dag seks leptoner :

I samme familie som elektronet er myoner og tau-partikler, som ligner på elektronet, men mer massive. Myoner og tau-partikler er ustabile og forfaller til slutt til flere andre partikler, inkludert elektronet

Tre elektrisk nøytrale partikler med null (eller nær null, forskerne har ennå ikke bestemt seg for dette punktet) masse, kalt nøytrino . Hver av de tre nøytrinoene (elektronnøytrino, myonnøytrino, tau-nøytrino) er sammenkoblet med en av tre typer partikler i elektronfamilien.

Den mest kjente hadroner , protoner og nøytrinoer det er hundrevis av slektninger, som er født i stort antall og umiddelbart forfall i prosessen med ulike kjernefysiske reaksjoner. Med unntak av protonet er de alle ustabile og kan klassifiseres i henhold til sammensetningen av partiklene de forfaller til:

Hvis det er et proton blant sluttproduktene av partikkelforfall, kalles det baryon

Hvis det ikke er noe proton blant nedbrytningsproduktene, kalles partikkelen meson .

Det kaotiske bildet av den subatomære verden, som ble mer kompleks med oppdagelsen av hver ny hadron, ga plass til et nytt bilde med fremkomsten av konseptet kvarker. I følge kvarkmodellen består alle hadroner (men ikke leptoner) av enda flere elementærpartikler – kvarker. Så baryoner (spesielt protonet) består av tre kvarker, og mesoner - fra paret kvark - antikvark.

VED FORSTÅELSE AV MATERIENS BEVEGELSE, DENS EVNE TIL SELVUTVIKLING, OG OGSÅ TILKOBLING OG SAMSPILLING AV MATERIALE OBJEKTER I MODERNE NATUVITENSKAP

Tsyupka V.P.

Federal State Autonome Educational Institution of Higher Professional Education "Belgorod State National forskningsuniversitet"(National Research University "BelSU")

1. Bevegelse av materie

"En integrert egenskap av materie er bevegelse" 1, som er en form for eksistens av materie og manifesterer seg i enhver av dens endringer. Fra materiens uskapelighet og uforgjengelighet og dens egenskaper, inkludert bevegelse, følger det at materiens bevegelse eksisterer evig og er uendelig mangfoldig i form av dens manifestasjoner.

Eksistensen av ethvert materiell objekt manifesteres i dets bevegelse, det vil si i enhver endring som skjer med det. Under endringen endres alltid noen egenskaper til det materielle objektet. Siden totaliteten av alle egenskapene til et materiell objekt, som karakteriserer dets sikkerhet, individualitet og særegenhet på et bestemt tidspunkt, tilsvarer dets tilstand, viser det seg at bevegelsen til et materiell objekt er ledsaget av en endring i dets tilstander. . Endringen i egenskaper kan gå så langt at en materialgjenstand kan bli en annen materialgjenstand. "Men et materiell objekt kan aldri bli til en egenskap" (for eksempel masse, energi) og "en egenskap til et materiell objekt" 2, fordi bare bevegelig materie kan være et stoff i endring. I naturvitenskapen kalles bevegelse av materie også et naturfenomen (naturfenomen).

Det er kjent at "uten bevegelse er det ingen materie", 3 akkurat som uten materie kan det ikke være noen bevegelse.

Materiens bevegelse kan uttrykkes kvantitativt. Det universelle kvantitative målet for bevegelse av materie, så vel som ethvert materiell objekt, er energi, som uttrykker den iboende aktiviteten til materiell og ethvert materiell objekt. Derfor er energi en av egenskapene til å bevege materie, og energi kan ikke være utenfor materie, atskilt fra den. Energi har et tilsvarende forhold til masse. Følgelig kan masse karakterisere ikke bare mengden av et stoff, men også graden av dets aktivitet. Fra det faktum at materiens bevegelse eksisterer evig og er uendelig mangfoldig i form av dens manifestasjoner, følger det ubønnhørlig at energi, som karakteriserer materiens bevegelse kvantitativt, også eksisterer evig (uskapt og uforgjengelig) og er uendelig mangfoldig i formen. av dens manifestasjoner. "Dermed forsvinner energi aldri eller dukker opp igjen, den forvandles bare fra en type til en annen" 1 i samsvar med endringen i bevegelsestyper.

Ulike typer (former) av bevegelse av materie er observert. De kan klassifiseres under hensyntagen til endringer i egenskapene til materielle gjenstander og egenskapene til deres effekter på hverandre.

Bevegelsen av det fysiske vakuumet (frie fundamentale felt i normal tilstand) koker ned til det faktum at det hele tiden avviker litt i forskjellige retninger fra sin likevekt, som om det "skjelver". Som et resultat av slike spontane lavenergieksitasjoner (avvik, forstyrrelser, fluktuasjoner) dannes virtuelle partikler som umiddelbart oppløses i det fysiske vakuumet. Dette er den laveste (grunnleggende) energitilstanden til et bevegelig fysisk vakuum, energien er nær null. Men et fysisk vakuum kan for en stund på et sted forvandles til en opphisset tilstand, preget av et visst overskudd av energi. Med slike betydelige høyenergieksitasjoner (avvik, forstyrrelser, fluktuasjoner) av det fysiske vakuumet, kan virtuelle partikler fullføre utseendet sitt og så bryter virkelige fundamentale partikler ut av det fysiske vakuumet forskjellige typer, og som regel i par (som har en elektrisk ladning i form av en partikkel og en antipartikkel med elektriske ladninger med motsatte fortegn, for eksempel i form av et elektron-positron-par).

Enkeltkvanteeksitasjoner av forskjellige frie fundamentale felt er fundamentale partikler.

Fermion (spinor) fundamentale felt kan generere 24 fermioner (6 kvarker og 6 antikvarker, samt 6 leptoner og 6 antileptoner), delt inn i tre generasjoner (familier). I den første generasjonen danner opp- og nedkvarker (og antikvarker), samt leptoner, et elektron og et elektronnøytrino (og et positron med et elektron-antinøytrino), vanlig materie (og den sjelden oppdagede antimaterie). I andre generasjon har sjarm og merkelige kvarker (og antikvarker), samt leptoner, myon og myonnøytrino (og antimuon med myon antinøytrino), som har en større masse (større gravitasjonsladning), større masse (større gravitasjonsladning) . I tredje generasjon er det sanne og sjarmerende kvarker (og antikvarker), samt leptoner taon og taon neutrino (og antitaon med taon antineutrino). Fermioner av andre og tredje generasjon deltar ikke i dannelsen av vanlig materie, er ustabile og forfaller med dannelsen av fermioner av første generasjon.

Bosoniske (måle) fundamentale felt kan generere 18 typer bosoner: gravitasjonsfelt - gravitoner, elektromagnetisk felt - fotoner, svakt interaksjonsfelt - 3 typer "vions" 1, gluonfelt - 8 typer gluoner, Higgs-felt - 5 typer Higgs bosoner.

Et fysisk vakuum i en tilstand med tilstrekkelig høy energi (eksitert) er i stand til å generere mange fundamentale partikler med betydelig energi, i form av et mini-univers.

For substansen i mikroverdenen er bevegelse redusert til:

til spredning, kollisjon og transformasjon av elementære partikler til hverandre;

dannelsen av atomkjerner fra protoner og nøytroner, deres bevegelse, kollisjon og endring;

dannelsen av atomer fra atomkjerner og elektroner, deres bevegelse, kollisjon og endring, inkludert hopping av elektroner fra en atomorbital til en annen og deres separasjon fra atomer, tillegg av overflødige elektroner;

dannelsen av molekyler fra atomer, deres bevegelse, kollisjon og endring, inkludert tillegg av nye atomer, frigjøring av atomer, utskifting av noen atomer med andre, og en endring i rekkefølgen av atomer i forhold til hverandre i et molekyl.

For substansen i makroverdenen og megaverdenen kommer bevegelse ned til forskyvning, kollisjon, deformasjon, ødeleggelse, forening av ulike kropper, så vel som til deres mest varierte endringer.

Hvis bevegelsen av et materiell objekt (kvantisert felt eller materiell objekt) er ledsaget av en endring bare i dens fysiske egenskaper for eksempel frekvens eller bølgelengde for et kvantisert felt, øyeblikkelig hastighet, temperatur, elektrisk ladning for en materiell gjenstand, så blir en slik bevegelse referert til som en fysisk form. Hvis bevegelsen av en materiell gjenstand er ledsaget av en endring i dens kjemiske egenskaper, for eksempel løselighet, brennbarhet, surhet, så klassifiseres slik bevegelse som en kjemisk form. Hvis bevegelsen gjelder endringer i objektene i megaverdenen (kosmiske objekter), klassifiseres slik bevegelse som en astronomisk form. Hvis bevegelsen gjelder endringer i objekter av de dype jordskjellene (jordens indre), så klassifiseres slik bevegelse som en geologisk form. Hvis bevegelsen gjelder endringer i objektene til det geografiske skallet, som forener alle overflateskallene på jorden, klassifiseres slik bevegelse som en geografisk form. Bevegelsen av levende kropper og deres systemer i form av deres ulike livsmanifestasjoner er klassifisert som biologisk form. Bevegelse av materielle gjenstander, ledsaget av en endring i sosialt betydningsfulle egenskaper med obligatorisk deltakelse av mennesker, for eksempel gruvedrift jernmalm og produksjon av jern og stål, dyrking av sukkerroer og produksjon av sukker er klassifisert som sosialt bestemte bevegelsesformer.

Bevegelsen av et materiell objekt kan ikke alltid tilskrives en form. Det er komplekst og mangfoldig. Selv den fysiske bevegelsen som ligger i materielle objekter fra det kvantiserte feltet til kropper kan omfatte flere former. For eksempel inkluderer en elastisk kollisjon (kollisjon) av to solide legemer i form av biljardkuler en endring i kulenes posisjon over tid i forhold til hverandre og bordet, og kulenes rotasjon, og friksjonen til kulene. baller på overflaten av bordet og luften, og bevegelsen av partikler av hver ball, og praktisk talt reversibel endring i formen til ballene under en elastisk kollisjon, og utvekslingen av kinetisk energi med dens delvise konvertering til den indre energien til ballene under en elastisk kollisjon, og overføringen av varme mellom ballene, luften og overflaten av bordet, og mulig radioaktivt forfall av kjernene til ustabile isotoper inneholdt i ballene, og penetrering av nøytrinoer kosmiske stråler gjennom kuler, etc. Med utviklingen av materie og fremveksten av kjemiske, astronomiske, geologiske, geografiske, biologiske og sosialt bestemte materielle objekter, blir bevegelsesformene mer komplekse og mer mangfoldige. Dermed kan man i kjemisk bevegelse se både fysiske former for bevegelse og kvalitativt nye, ikke reduserbare til fysiske, kjemiske former. I bevegelse av astronomiske, geologiske, geografiske, biologiske og sosialt bestemte objekter kan man se både fysiske og kjemiske bevegelsesformer, samt kvalitativt nye, ikke reduserbare til fysiske og kjemiske, henholdsvis astronomiske, geologiske, geografiske, biologiske eller sosialt bestemte bevegelsesformer. Samtidig er de lavere formene for bevegelse av materie ikke forskjellige i materielle objekter av ulik grad av kompleksitet. For eksempel er den fysiske bevegelsen av elementærpartikler, atomkjerner og atomer ikke forskjellig mellom astronomiske, geologiske, geografiske, biologiske eller sosialt bestemte materielle objekter.

I studiet av komplekse bevegelsesformer bør to ytterpunkter unngås. For det første kan studiet av en kompleks bevegelsesform ikke reduseres til enkle bevegelsesformer. For eksempel kan biologisk bevegelse ikke bare avledes fra fysiske og kjemiske former for bevegelse, mens man ignorerer de biologiske bevegelsesformene i seg selv. Og for det andre kan man ikke begrense seg til å studere bare komplekse former for bevegelse, ignorere enkle. For eksempel komplementerer studiet av biologisk bevegelse studiet av de fysiske og kjemiske bevegelsesformene som vises i dette tilfellet.

2. Materiens evne til å utvikle seg selv

Som kjent er selvutviklingen av materie, og materie er i stand til selvutvikling, preget av en spontan, rettet og irreversibel steg-for-steg-komplikasjon av formene for bevegelig materie.

Den spontane selvutviklingen av materie betyr at prosessen med gradvis komplikasjon av formene for bevegelig materie skjer av seg selv, naturlig, uten deltagelse av noen unaturlige eller overnaturlige krefter, Skaperen, på grunn av interne, naturlige årsaker.

Retningen for selvutvikling av materie betyr en slags kanalisering av prosessen med gradvis komplikasjon av formene for å bevege materie fra en form som eksisterte tidligere til en annen form som dukket opp senere: for enhver ny form for bevegelig materie kan man finne den forrige. form for bevegelig materie som ga den sitt opphav, og omvendt, for enhver tidligere form for bevegelig materie, kan man finne en ny form for bevegelig materie som oppsto fra den. Dessuten eksisterte den tidligere formen for bevegelig materie alltid før den nye formen for bevegelig materie som oppsto fra den, den forrige formen er alltid eldre enn den nye formen som oppsto fra den. Takket være kanaliseringen av selvutviklingen av bevegelig materie, oppstår unike serier av trinnvise komplikasjoner av dens former, som viser i hvilken retning, så vel som gjennom hvilke mellomliggende (overgangs-) former, den historiske utviklingen av en eller annen form for bevegelig materie oppstod.

Ureversibiliteten til selvutviklingen av materie betyr at prosessen med gradvis komplikasjon av formene for bevegelig materie ikke kan gå i motsatt retning, bakover: en ny form for bevegelig materie kan ikke gi opphav til en tidligere form for bevegelig materie hvorfra den oppstod, men det kan bli en tidligere form for nye former. Og hvis plutselig en ny form for bevegelig materie viser seg å være veldig lik en av formene som gikk forut, vil ikke dette bety at bevegelig materie begynte å utvikle seg selv i motsatt retning: den forrige formen for bevegelig materie dukket opp mye tidligere , og den nye formen for bevegelig materie, jevn og veldig lik den, dukket opp mye senere og er, selv om den er lik, men en fundamentalt annen form for bevegelig materie.

3. Kommunikasjon og samhandling av materielle objekter

Materiens iboende egenskaper er forbindelse og interaksjon, som er årsaken til dens bevegelse. Fordi forbindelse og interaksjon er årsaken til materiens bevegelse, er derfor forbindelse og interaksjon, i likhet med bevegelse, universelle, dvs. iboende i alle materielle objekter, uavhengig av deres natur, opprinnelse og kompleksitet. Alle fenomener i den materielle verden er bestemt (i betydningen å være betinget) av naturlige materielle forbindelser og interaksjoner, så vel som av objektive naturlover, som gjenspeiler mønstrene for forbindelse og interaksjon. "I denne forstand er det ingenting overnaturlig og absolutt i motsetning til materie i verden." 1 Samhandling er, i likhet med bevegelse, en form for å være (eksistens) av materie.

Eksistensen av alle materielle objekter manifesteres i interaksjon. For ethvert materiellt objekt å eksistere betyr å på en eller annen måte manifestere seg i forhold til andre materielle objekter, samhandle med dem, være i objektive forbindelser og forhold til dem. Hvis et hypotetisk materiale «objekt som ikke ville manifestere seg på noen måte i forhold til noen andre materielle objekter, ikke ville være forbundet med dem på noen måte, ikke ville samhandle med dem, så ville det ikke eksistere for disse andre materielle objektene. "Men vår antagelse om ham kunne heller ikke være basert på noe, siden på grunn av mangelen på interaksjon ville vi ha null informasjon om ham." 2

Interaksjon er prosessen med gjensidig påvirkning av noen materielle objekter på andre med utveksling av energi. Samspillet mellom materielle objekter kan være direkte, for eksempel i form av en kollisjon (sammenstøt) av to faste legemer. Eller det kan skje på avstand. I dette tilfellet er interaksjonen mellom materielle objekter sikret av de bosoniske (måle) grunnleggende feltene knyttet til dem. En endring i en materiell gjenstand forårsaker eksitasjon (avvik, forstyrrelse, fluktuasjon) av det tilsvarende bosoniske (måle) fundamentale feltet knyttet til det, og denne eksitasjonen forplanter seg i form av en bølge med en begrenset hastighet som ikke overstiger lysets hastighet i vakuum (nesten 300 tusen km/ Med). Samspillet mellom materielle objekter på avstand, i henhold til kvantefeltmekanismen for interaksjonsoverføring, er av utvekslingskarakter, siden bærerpartikler overfører interaksjonen i form av kvanter av det tilsvarende bosoniske (måle) fundamentale feltet. Ulike bosoner, som interaksjonsbærerpartikler, er eksitasjoner (avvik, forstyrrelser, fluktuasjoner) av de tilsvarende bosoniske (måle) grunnleggende feltene: under emisjon og absorpsjon av et materiell objekt er de reelle, og under forplantning er de virtuelle.

Det viser seg at i alle fall er samspillet mellom materielle objekter, selv på avstand, kortdistansehandlinger, siden det utføres uten hull eller tomrom.

Samspillet mellom en partikkel og en antipartikkel av et stoff er ledsaget av deres utslettelse, dvs. deres transformasjon til det tilsvarende fermion (spinor) fundamentale feltet. I dette tilfellet blir deres masse (gravitasjonsenergi) omdannet til energien til det tilsvarende fermioniske (spinor) fundamentale feltet.

Virtuelle partikler av det eksiterte (avvikende, forstyrrende, "skjelvende") fysiske vakuumet kan samhandle med ekte partikler, som om de omslutter dem, ledsager dem i form av såkalt kvanteskum. For eksempel, som et resultat av samspillet mellom elektronene til et atom med virtuelle partikler av det fysiske vakuumet, oppstår et visst skift i energinivåene deres i atomene, og elektronene selv utfører oscillerende bevegelser med en liten amplitude.

Det er fire typer grunnleggende interaksjoner: gravitasjon, elektromagnetisk, svak og sterk.

"Gravitasjonsinteraksjon manifesterer seg i gjensidig tiltrekning ... av materielle objekter som har masse" 1 i hvile, det vil si materielle objekter, på alle store avstander. Det antas at det eksiterte fysiske vakuumet, som genererer mange fundamentale partikler, er i stand til å manifestere gravitasjonsfrastøting. Gravitasjonsinteraksjon bæres av gravitoner i gravitasjonsfeltet. Gravitasjonsfeltet forbinder kropper og partikler med hvilemasse. Det kreves ikke noe medium for forplantning av et gravitasjonsfelt i form av gravitasjonsbølger (virtuelle gravitoner). Gravitasjonsinteraksjon er den svakeste i sin styrke, derfor er den ubetydelig i mikroverdenen på grunn av ubetydeligheten til partikkelmasser i makroverdenen er dens manifestasjon merkbar og den forårsaker for eksempel kroppers fall til jorden, og i megaverdenen; den spiller en ledende rolle på grunn av de enorme massene av kropper i megaverdenen og den sørger for eksempel for rotasjon av Månen og kunstige satellitter rundt jorden; dannelse og bevegelse av planeter, planetoider, kometer og andre kropper i solsystemet og dens integritet; dannelsen og bevegelsen av stjerner i galakser - gigantiske stjernesystemer, inkludert opptil hundrevis av milliarder stjerner forbundet med gjensidig tyngdekraft og felles opprinnelse, så vel som deres integritet; integriteten til galaksehoper - systemer av relativt nærliggende galakser forbundet med gravitasjonskrefter; integriteten til Metagalaxy - systemet av alle kjente klynger av galakser forbundet med gravitasjonskrefter, som en studert del av universet, integriteten til hele universet. Gravitasjonsinteraksjon bestemmer konsentrasjonen av materie spredt i universet og dets inkludering i nye utviklingssykluser.

"Elektromagnetisk interaksjon er forårsaket av elektriske ladninger og overføres" 1 av fotoner av det elektromagnetiske feltet over store avstander. Et elektromagnetisk felt binder kropper og partikler som har elektriske ladninger. Dessuten er stasjonære elektriske ladninger bare forbundet med den elektriske komponenten i det elektromagnetiske feltet i form elektrisk felt, og bevegelige elektriske ladninger er forbundet med både de elektriske og magnetiske komponentene i det elektromagnetiske feltet. For forplantning av et elektromagnetisk felt i form av elektromagnetiske bølger er det ikke nødvendig med noe ekstra medium, siden "et skiftende magnetfelt genererer et vekslende elektrisk felt, som igjen er en kilde til et vekslende magnetfelt" 2. "Elektromagnetisk interaksjon kan manifestere seg både som tiltrekning (mellom ulik ladninger) og som frastøting (mellom" 3 lignende ladninger). Elektromagnetisk interaksjon er mye sterkere enn gravitasjonsinteraksjon. Den manifesterer seg både i mikrokosmos og i makrokosmos og megaverdenen, men hovedrollen tilhører den i makrokosmos. Elektromagnetisk interaksjon sikrer samspillet mellom elektroner og kjerner. Interatomisk og intermolekylær interaksjon er elektromagnetisk, takket være det eksisterer for eksempel molekyler og den kjemiske formen for bevegelse av materie realiseres, kropper eksisterer og deres aggregeringstilstander, elastisitet, friksjon, overflatespenning av en væske bestemmes, synsfunksjoner. Dermed sikrer elektromagnetisk interaksjon stabiliteten til atomer, molekyler og makroskopiske legemer.

Elementærpartikler som har en hvilemasse deltar i svak vekselvirkning den bæres av "vions" av 4 gauge felt. Svake interaksjonsfelt forbinder ulike elementærpartikler med hvilemasse. Den svake interaksjonen er mye svakere enn den elektromagnetiske kraften, men sterkere enn gravitasjonskraften. På grunn av sin korte virkning, manifesterer den seg bare i mikrokosmos, og forårsaker for eksempel flertallet av selvdesintegrasjoner av elementærpartikler (for eksempel desintegrerer et fritt nøytron med deltakelse av en negativt ladet gauge boson til et proton , elektron og elektron antineutrino, noen ganger produserer dette også et foton), interaksjonen av nøytrinoer med resten av stoffet.

Sterk interaksjon manifesterer seg i den gjensidige tiltrekningen av hadroner, som inkluderer kvarkstrukturer, for eksempel to-kvark mesoner og tre-kvark nukleoner. Det overføres av gluoner av gluonfelt. Gluonfelt binder hadroner. Dette er den sterkeste interaksjonen, men på grunn av sin korte virkning manifesterer den seg bare i mikrokosmos, og sikrer for eksempel koblingen av kvarker i nukleoner, koblingen av nukleoner i atomkjerner, og sikrer deres stabilitet. Den sterke interaksjonen er 1000 ganger sterkere enn den elektromagnetiske interaksjonen og tillater ikke lignende ladede protoner forent i kjernen å fly bort. Termonukleære reaksjoner, der flere kjerner kombineres til én, er også mulig på grunn av den sterke interaksjonen. Naturlige fusjonsreaktorer er stjerner som skaper alt. kjemiske elementer tyngre enn hydrogen. Tunge multinukleonkjerner blir ustabile og fisjon, fordi størrelsene deres allerede overstiger avstanden som den sterke interaksjonen manifesterer seg på.

"Som et resultat eksperimentell forskning interaksjoner av elementærpartikler ... det ble oppdaget at ved høye kollisjonsenergier av protoner - omtrent 100 GeV - ... er de svake og elektromagnetiske interaksjonene ikke forskjellige - de kan betraktes som en enkelt elektrosvak interaksjon." 1 Det antas at "ved en energi på 10 15 GeV er de forbundet med en sterk interaksjon, og ved" 2 "enda høyere energier for interaksjon av partikler (opptil 10 19 GeV) eller ved ekstremt høy temperatur I materie er alle fire fundamentale interaksjoner preget av samme styrke, det vil si at de representerer én interaksjon" 3 i form av en "superkraft". Kanskje eksisterte slike høyenergiforhold i begynnelsen av utviklingen av universet, som dukket opp fra et fysisk vakuum. I prosessen med videre ekspansjon av universet, ledsaget av rask avkjøling av det resulterende stoffet, ble den integrerte interaksjonen først delt inn i elektrosvak, gravitasjon og sterk, og deretter ble den elektrosvake interaksjonen delt inn i elektromagnetisk og svak, dvs. i fire fundamentalt forskjellige interaksjoner.

BIBLIOGRAFI:

Karpenkov, S. Kh. Grunnleggende naturvitenskapelige begreper [Tekst]: lærebok. manual for universiteter / S. Kh. – 2. utg., revidert. og tillegg – M.: Akademisk prosjekt, 2002. – 368 s.

Begreper moderne naturvitenskap[Tekst]: lærebok. for universiteter / Ed. V. N. Lavrinenko, V. P. Ratnikova. – 3. utg., revidert. og tillegg – M.: UNITY-DANA, 2005. – 317 s.

Filosofiske naturvitenskapelige problemer [Tekst]: lærebok. håndbok for hovedfagsstudenter og filosofistudenter. og naturlig fak. un-tov / Ed. S. T. Melyukhina. – M.: Videregående skole, 1985. – 400 s.

Tsyupka, V. P. Naturvitenskapelig bilde av verden: konsepter for moderne naturvitenskap [Tekst]: lærebok. godtgjørelse / V. P. Tsyupka. – Belgorod: IPK NRU “BelSU”, 2012. – 144 s.

Tsyupka, V. P. Konsepter om moderne fysikk som utgjør det moderne fysiske bildet av verden [Elektronisk ressurs] // Vitenskapelig elektronisk arkiv Det russiske akademiet Naturvitenskap: korrespondanse. elektron. vitenskapelig konf. "Konsepter innen moderne naturvitenskap eller det naturvitenskapelige bildet av verden" URL: http://site/article/6315(publisert: 31.10.2011)

Yandex. Ordbøker. [Elektronisk ressurs] URL: http://slovari.yandex.ru/

1Karpenkov S. Kh. Grunnleggende naturvitenskapelige begreper. M. Akademisk prosjekt. 2002. S. 60.

2 Naturvitenskapelige naturvitenskapelige problemer. M. Videregående skole. 1985. S. 181.

3Karpenkov S. Kh. Grunnleggende naturvitenskapelige begreper... S. 60.

1Karpenkov S. Kh. Grunnleggende naturvitenskapelige begreper... S. 79.

1Karpenkov S. Kh.

1 Naturvitenskapens filosofiske problemer... S. 178.

2Ibid. S. 191.

1Karpenkov S. Kh. Grunnleggende naturvitenskapelige begreper... S. 67.

1Karpenkov S. Kh. Grunnleggende naturvitenskapelige begreper... S. 68.

3 Naturvitenskapens filosofiske problemer... S. 195.

4Karpenkov S. Kh. Grunnleggende naturvitenskapelige begreper... S. 69.

1Karpenkov S. Kh. Grunnleggende naturvitenskapelige begreper... S. 70.

2 Konsepter for moderne naturvitenskap. M. UNITY-DANA. 2005. S. 119.

3Karpenkov S. Kh. Grunnleggende naturvitenskapelige begreper... S. 71.

Tsyupka V.P. OM FORSTÅELSEN AV MATERIENS BEVEGELSE, DENS EVNE TIL SELVUTVIKLING, OG OGSÅ KOMMUNIKASJON OG SAMSPILLING AV MATERIALE OBJEKTER I MODERNE NATURFAG // Vitenskapelig elektronisk arkiv.
URL: (tilgangsdato: 17.03.2020).

Leptoner deltar ikke i det sterke samspillet. elektron. positron. muon. nøytrino er en lett nøytral partikkel som deltar kun i svake og gravitasjonsinteraksjon. nøytrino (# fluks). kvarker. bærere av interaksjoner: fotonkvante av lys ...

Forespørselen "Grunnleggende forskning" omdirigerer hit; se også andre betydninger. Fundamental science er et kunnskapsfelt som innebærer teoretisk og eksperimentell vitenskapelig forskning på grunnleggende fenomener (inkludert... ... Wikipedia

Forespørselen "Elementære partikler" omdirigeres hit; se også andre betydninger. Elementærpartikkel er et samlebegrep som refererer til mikroobjekter på en subnukleær skala som ikke kan brytes ned til deres komponentdeler. Burde ha i... ... Wikipedia

Elementærpartikkel er en samlebetegnelse som refererer til mikroobjekter på en subnukleær skala som ikke kan (eller ennå ikke har blitt bevist å være) splittet opp i sine komponentdeler. Deres struktur og oppførsel studeres av partikkelfysikk. Konsept... ...Wikipedia

elektron- ▲ fundamental partikkel som har, element, ladning elektron negativt ladet elementær partikkel med elementær elektrisk ladning. ↓ … Ideografisk ordbok for det russiske språket

Elementærpartikkel er en samlebetegnelse som refererer til mikroobjekter på en subnukleær skala som ikke kan (eller ennå ikke har blitt bevist å være) splittet opp i sine komponentdeler. Deres struktur og oppførsel studeres av partikkelfysikk. Konsept... ...Wikipedia

Dette begrepet har andre betydninger, se Neutrino (betydninger). elektronnøytrino myonnøytrino tau nøytrino Symbol: νe νμ ντ Sammensetning: Elementærpartikkel Familie: Fermioner ... Wikipedia

En type fundamentale interaksjoner (sammen med gravitasjonsmessige, svake og sterke), som kjennetegnes ved at et elektromagnetisk felt (Se Elektromagnetisk felt) deltar i interaksjonsprosesser. Elektromagnetisk felt (i kvantefysikk ... ... Stor sovjetisk leksikon

En av de mest tvetydige filosofiene. begreper som en (eller noen) av følgende betydninger er gitt: 1) noe hvis definerende egenskaper er utvidelse, plassering i rommet, masse, vekt, bevegelse, treghet, motstand,... ... Filosofisk leksikon

Bøker

• Kinetisk teori om tyngdekraften og grunnlaget for en enhetlig teori om materie, V. Ya. Alle materielle gjenstander i naturen (både materielle og felt) er diskrete. De består av elementære strengformede partikler. En udeformert fundamental streng er en feltpartikkel...

Måleenheter for fysiske mengder når man beskriver fenomener som forekommer i mikroverdenen, er delt inn i grunnleggende og derivater, som bestemmes gjennom den matematiske notasjonen av fysikkens lover.
På grunn av det faktum at alle fysiske fenomener oppstår i rom og tid, blir de grunnleggende enhetene først og fremst tatt for å være enhetene for lengde og tid, etterfulgt av enheten for masse. Grunnenheter: lengder l, tid t, masse m - motta en viss dimensjon. Dimensjonene til avledede enheter bestemmes av formler som uttrykker visse fysiske lover.
Dimensjonene til de fysiske hovedenhetene er valgt slik at de er praktiske å bruke i praksis.
Følgende dimensjoner er akseptert i SI-systemet: lengder [ l] = m (meter), tid [t] = s (sekund), masse [t] = kg (kilogram).
I CGS-systemet aksepteres følgende dimensjoner for basisenheter: lengde [/] = cm (centimeter), tid [t] = s (sekund) og masse [t] = g (gram). For å beskrive fenomener som oppstår i mikrokosmos, kan både SI- og CGS-enheter brukes.
La oss anslå størrelsesordenene for lengde, tid og masse i fenomenene i mikroverdenen.
I tillegg til det allment aksepterte internasjonale systemer SI- og CGS-enheter bruker også "naturlige systemer av enheter" basert på universelle fysiske konstanter. Disse systemene av enheter er spesielt relevante og brukes i ulike fysiske teorier. I det naturlige enhetssystemet tas fundamentale konstanter som de grunnleggende enhetene: lysets hastighet i vakuum − c, Plancks konstant − ћ, gravitasjonskonstanten G N, Boltzmanns konstant − k: Avogadros tall − N A, osv. I det naturlige systemet av Planck-enheter er det akseptert c = ћ = G N = k = 1. Dette enhetssystemet brukes i kosmologi for å beskrive prosesser der kvante- og gravitasjonseffekter er signifikante samtidig (teorier om svarte hull, teorier om det tidlige universet).
I det naturlige enhetssystemet er problemet med den naturlige lengdeenheten løst. Dette kan betraktes som Compton-bølgelengden λ 0, som bestemmes av massen til partikkelen M: λ 0 = ћ/Мс.
Lengde karakteriserer størrelsen på objektet. Så for et elektron er den klassiske radiusen r 0 = e 2 /m e c 2 = 2,81794·10 -13 cm (e, m e - ladning og massen til elektronet). Den klassiske radiusen til et elektron har betydningen av radien til en ladet ball med ladning e (fordelingen er sfærisk symmetrisk), hvor energien til det elektrostatiske feltet til ballen ε = γе 2 /r 0 er lik resten energien til elektronet m e c 2 (brukes når man vurderer Thompson-spredning av lys).
Radiusen til Bohr-banen brukes også. Det er definert som avstanden fra kjernen der et elektron er mest sannsynlig å bli funnet i et ueksitert hydrogenatom
a 0 = ћ 2 /m e e 2 (i SGS-systemet) og a 0 = (α/4π)R = 0,529·10 -10 m (i SI-systemet), α = 1/137.
Nukleonstørrelse r ≈ 10 -13 cm (1 femtometer). De karakteristiske dimensjonene til atomsystemer er 10 -8, kjernefysiske systemer er 10 -12 ÷ 10 -13 cm.
Tid varierer over et bredt område og er definert som forholdet mellom avstanden R og hastigheten til objektet v. For mikroobjekter τ gift = 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.
Masser objekter endres fra 0 til M. Dermed er massen til et elektron m e ≈ 10 -27 g, massen til et proton
m р ≈ 10-24 g (SGS-system). En atommasseenhet brukt i atom- og kjernefysikk, 1 amu. = M(C)/12 i enheter av karbonatommasse.
De grunnleggende egenskapene til mikroobjekter inkluderer elektrisk ladning, så vel som egenskapene som er nødvendige for å identifisere en elementær partikkel.
Elektrisk ladning partikler Q måles vanligvis i enheter av elektronladning. Elektronladning e = 1,6·10 -19 coulombs. For partikler i fri tilstand, Q/e = ±1,0, og for kvarker som er en del av hadroner, Q/e = ±2/3 og ±1/3.
I kjerner bestemmes ladning av antall protoner Z som finnes i kjernen. Ladningen til et proton er lik i absolutt verdi som ladningen til et elektron.
For å identifisere en elementær partikkel må du vite:
I – isotopisk spinn;
J – indre vinkelmomentum – spinn;
P - romlig paritet;
C - ladningsparitet;
G − G-paritet.
Denne informasjonen er skrevet i form av formelen I G (J PC).
Snurre rundt− en av de viktigste egenskapene til en partikkel, hvor den fundamentale Planck-konstanten h eller ћ = h/2π = 1,0544·10 -27 [erg-s] brukes. Bosoner har et heltallsspinn i enheter ћ: (0,1, 2,...)ћ, fermioner har et halvtallsspinn (1/2, 3/2,.. .)ћ. I klassen supersymmetriske partikler er spinnverdiene til fermioner og bosoner reversert.

Ris. 4 illustrerer fysisk mening spin J i analogi med det klassiske konseptet vinkelmomentum til en partikkel med masse m = 1 g som beveger seg med hastighet v = 1 cm/s i en sirkel med radius r = 1 cm I klassisk fysikk, vinkelmoment J = mvr = L (L − orbital moment). I kvantemekanikk er J = = 10 27 ћ = 1 erg·s for de samme parameterne til et objekt som beveger seg i en sirkel, der ћ = 1,05·10 -27 erg·s.
Projeksjonen av spinn av en elementær partikkel på retningen av dens momentum kalles helicity. Helisiteten til en masseløs partikkel med et vilkårlig spinn tar bare to verdier: langs eller mot retningen til partikkelens momentum. For et foton er de mulige verdiene av helisitet lik ±1, for en masseløs nøytrino er helisiteten lik ±1/2.
Spinnvinkelmomentet til en atomkjerne er definert som vektorsummen av spinnene til elementærpartiklene som danner et kvantesystem og de orbitale vinkelmomentene til disse partiklene på grunn av deres bevegelse i systemet. Orbital momentum ||, og spinn momentum || få en diskret mening. Orbital momentum || = ћ[ l(l+1)] 1/2, hvor l− orbitalt kvantenummer (kan ta verdier 0, 1,2,...), indre vinkelmoment || = ћ 1/2 hvor s er spinnkvantetallet (kan ta null, heltall eller halvtalls verdier J, det totale vinkelmomentet er lik summen + = .
Avledede enheter inkluderer: partikkelenergi, hastighet, erstatningshastighet for relativistiske partikler, magnetisk moment, etc.
Energi partikkel i hvile: E = mc2; bevegelige partikkel: E = m 2 c 4 + p 2 c 2.
For ikke-relativistiske partikler: E = mc 2 + p 2 /2m; for relativistiske partikler, med masse m = 0: E = avg.
Energienheter - eV, keV, MeV, GeV, TeV, ... 1 GeV = 10 9 eV, 1 TeV = 10 12 eV,
1 eV = 1,6·10 -12 erg.
Partikkelhastighet β = v/c, hvor c = 3·10 10 cm/s er lysets hastighet. Hastigheten til partikkelen bestemmer dette den viktigste egenskapen som Lorentz-faktoren til partikkelen γ = 1/(1-β 2) 1/2 = E/mc 2. Alltid γ > 1- For ikke-relativistiske partikler 1< γ < 2, а для релятивистских частиц γ > 2.
I høyenergifysikk er hastigheten til en partikkel β nær 1 og er vanskelig å bestemme for relativistiske partikler. Derfor, i stedet for hastighet, brukes hastighet y, som er relatert til hastighet ved forholdet y = (1/2)ln[(1+β)/(1-β)] = (1/2)ln[(E +p)/(E-p)]. Hastigheten varierer fra 0 til ∞.

Det funksjonelle forholdet mellom partikkelhastighet og hastighet er vist i fig. 5. For relativistiske partikler ved β → 1, E → p, kan vi i stedet for hurtighet bruke pseudo-rapiditet η, som bestemmes av partikkelavgangsvinkelen θ, η = (1/2)ln tan(θ/2) . I motsetning til hastighet er hastighet en additiv mengde, dvs. y 2 = y 0 + y 1 for enhver referanseramme og for eventuelle relativistiske og ikke-relativistiske partikler.
Magnetisk øyeblikk μ = Iπr 2 /c, hvor strømmen I = ev/2πr oppstår på grunn av rotasjonen av den elektriske ladningen. Dermed har enhver ladet partikkel et magnetisk moment. Når man vurderer det magnetiske momentet til et elektron, brukes Bohr-magnetonet
μ B = eћ/2m e c = 0,5788·10 -14 MeV/G, elektronmagnetisk moment = g·μ B ·. Koeffisienten g kalles det gyromagnetiske forholdet. For et elektron g = /μ B · = 2, fordi J = ћ/2, = μ B forutsatt at elektronet er en punktlignende strukturløs partikkel. Det gyromagnetiske forholdet g inneholder informasjon om strukturen til partikkelen. Mengden (g − 2) måles i forsøk som tar sikte på å studere strukturen til andre partikler enn leptoner. For leptoner indikerer denne verdien rollen til høyere elektromagnetiske korreksjoner (se videre avsnitt 7.1).
I kjernefysikk brukes kjernemagnetonet μ i = eћ/2m p c, der m p er protonmassen.

2.1.1. Heaviside-systemet og dets forbindelse med GHS-systemet

I Heaviside-systemet antas lyshastigheten c og Plancks konstante ћ å være lik enhet, dvs. с = ћ = 1. Hovedmåleenhetene er energienheter − MeV eller MeV -1, mens i GHS-systemet er hovedmåleenhetene [g, cm, s]. Deretter, ved å bruke relasjonene: E = mc 2 = m = MeV, l= ћ/mc = MeV -1 , t = ћ/mc 2 = MeV -1 , får vi forbindelsen mellom Heaviside-systemet og SGS-systemet i formen:

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

Heaviside-systemet brukes i høyenergifysikk for å beskrive fenomener som oppstår i mikrokosmos, og er basert på bruk av naturlige konstanter c og ћ, som er avgjørende i relativistisk og kvantemekanikk.
De numeriske verdiene av de tilsvarende mengdene i CGS-systemet for elektronet og protonet er gitt i tabell. 3 og kan brukes til å flytte fra ett system til et annet.

Tabell 3. Numeriske verdier av mengder i CGS-systemet for elektron og proton

2.1.2. Planck (naturlige) enheter

Når man vurderer gravitasjonseffekter, introduseres Planck-skalaen for å måle energi, masse, lengde og tid. Hvis gravitasjonsenergien til et objekt er lik dens totale energi, dvs.

At
lengde = 1,6·10 -33 cm,
masse = 2,2·10 -5 g = 1,2·10 19 GeV,
tid = 5,4·10 -44 s,
Hvor = 6,67·10 -8 cm2 ·g -1 ·s -2.

Gravitasjonseffekter er betydelige når gravitasjonsenergien til et objekt er sammenlignbar med dens totale energi.

2.2. Klassifisering av elementærpartikler

Konseptet "elementær partikkel" ble dannet med etableringen av den diskrete naturen til strukturen til materie på mikroskopisk nivå.

Atomer → kjerner → nukleoner → partoner (kvarker og gluoner)

I moderne fysikk brukes begrepet "elementærpartikler" for å navngi en stor gruppe små observert partikler av materie. Denne gruppen av partikler er svært omfattende: p-protoner, n nøytroner, π- og K-mesoner, hyperoner, sjarmerte partikler (J/ψ...) og mange resonanser (totalt
~ 350 partikler). Disse partiklene kalles "hadroner".
Det viste seg at disse partiklene ikke er elementære, men representerer sammensatte systemer, hvis bestanddeler er virkelig elementære eller, som de ble kalt, " fundamental "partikler - partons, oppdaget mens du studerte strukturen til protonet. Studiet av egenskapene til partoner gjorde det mulig å identifisere dem med kvarker Og gluoner, introdusert i betraktning av Gell-Mann og Zweig ved klassifisering av observerbare elementærpartikler. Kvarkene viste seg å være fermioner med spin J = 1/2. De ble tildelt elektriske brøkladninger og et baryonnummer B = 1/3, siden en baryon med B = 1 består av tre kvarker. I tillegg, for å forklare egenskapene til noen baryoner, ble det nødvendig å introdusere et nytt kvantenummer - farge. Hver kvark har tre fargetilstander, betegnet med indeksene 1, 2, 3 eller ordene rød (R), grønn (G) og blå (B). Farge manifesterer seg ikke på noen måte i observerte hadroner og virker bare inne i dem.
Til dags dato har 6 smaker (typer) av kvarker blitt oppdaget.
I tabellen 4 viser egenskapene til kvarker for én fargetilstand.

Tabell 4. Egenskaper til kvarker

Aroma	Masse, MeV/s 2	Jeg	jeg 3	Q q /e	s	Med	b	t
u opp	330; (5)	1/2	1/2	2/3	0	0	0	0
d ned	340; (7)	1/2	-1/2	-1/3	0	0	0	0
er merkelig	450; (150)	0	0	-1/3	-1	0	0	0
med sjarm	1500	0	0	2/3	0	1	0	0
b skjønnhet	5000	0	0	-1/3	0	0	-1	0
t sannhet	174000	0	0	2/3	0	0	0	1

For hver smak av en kvark er dens masse angitt (massene av kvarker og massene av nåværende kvarker er gitt i parentes), det isotopiske spinn I og den tredje projeksjonen av det isotopiske spinnet I 3 , kvarkladningen Q q / e og kvantetallene s, c, b, t. Sammen med disse kvantetallene brukes ofte kvantenummerhyperchargen Y = B + s + c + b+ t. Det er en sammenheng mellom projeksjonen av isotopisk spinn I 3 , elektrisk ladning Q og hyperladning Y: Q = I 3 + (1/2)Y.
Siden hver kvark har 3 farger, må 18 kvarker vurderes. Quarks har ingen struktur.
Samtidig var det blant elementærpartiklene en hel klasse med partikler kalt " leptoner"De er også fundamentale partikler, dvs. de har ingen struktur. Det er seks av dem: tre ladede e, μ, τ og tre nøytrale ν e, ν μ, ν τ. Leptoner deltar bare i elektromagnetiske og svake interaksjoner. Leptoner og kvarker med halvheltallsspinn J = (n+1/2)ћ, n = 0, 1,... tilhører de grunnleggende fermionene En utrolig symmetri er observert mellom leptoner og kvarker.
I tabellen Figur 5 viser egenskapene til fundamentale fermioner: elektrisk ladning Q i i enheter av elektronladning og partikkelmasse m. Leptoner og kvarker er kombinert i tre generasjoner (I, II og III). For hver generasjon er summen av elektriske ladninger ∑Q i = 0, tatt i betraktning 3 fargeladninger for hver kvark. Hver fermion har en tilsvarende antifermion.
I tillegg til partikkelegenskapene som er angitt i tabellen, viktig rolle for leptoner spiller leptontallene: elektron L e , lik +1 for e - og ν e , muonisk L μ , lik +1 for μ - og ν μ og taonisk L τ , lik +1 for τ - og ν τ , som tilsvarer smaker av leptoner som deltar i spesifikke reaksjoner og er konserverte mengder. For leptoner er baryontallet B = 0.

Tabell 5. Egenskaper til fundamentale fermioner

Materien rundt oss består av førstegenerasjons fermioner med ikke-null masse. Påvirkningen av partikler fra andre og tredje generasjon manifesterte seg i det tidlige universet. Blant fundamentale partikler spilles en spesiell rolle av fundamentale gauge-bosoner, som har et heltall internt kvantenummer av spin J = nћ, n = 0, 1, .... Gauge-bosoner er ansvarlige for fire typer fundamentale interaksjoner: sterke ( gluon g), elektromagnetisk (foton γ), svak (bosoner W ± , Z 0), gravitasjon (graviton G). De er også strukturløse, fundamentale partikler.
I tabellen 6 viser egenskapene til fundamentale bosoner, som er feltkvanter i gauge-teorier.

Tabell 6. Egenskaper til fundamentale bosoner

Navn	Lade	Vekt	Snurre rundt	Interaksjoner
Graviton, G	0	0	2	Gravitasjon
Foton, y	0	< 3·10 -27 эВ	1	Elektromagnetisk
Ladede vektorbosoner, W ±	±1	80.419 GeV/s 2	1	Svak
Nøytral vektorboson, Z 0	0	91.188 GeV/s 2	1	Svak
Gluoner, g 1 , ... , g 8	0	0	0	Sterk
Higgs, H 0, H ±	0	> 100 GeV/s 2	0

I tillegg til egenskapene til de åpne gauge bosonene γ, W ±, Z 0, g 1,..., g 8, viser tabellen egenskapene til så langt uoppdagede bosoner: graviton G og Higgs bosonene H 0, H ±.
La oss nå vurdere det meste stor gruppe elementære sterkt interagerende partikler - hadroner, for å forklare strukturen som begrepet kvarker ble introdusert for.
Hadroner er delt inn i mesoner og baryoner. Mesoner er bygget av en kvark og en antikvark (q). Baryoner består av tre kvarker (q 1 q 2 q 3).
I tabellen 7 gir en liste over egenskapene til de viktigste hadronene. (For detaljerte tabeller, se The European Physical Journal C, Rev. of Particle Phys., v.15, nr. 1 - 4, 2000.)

Tabell 7. Egenskaper til hadroner

	Navn	Masse, MeV/s 2	Levetid, s	Forfallsmoduser	Quark komposisjon
	Peon 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-meson η 0 0 + (0 -+)	548.8	Г=1,18±0,11 keV	η 0 → γ + γ; 3π 0 →π + + π -0 + π --	c 1 (u + d) + c 2 (s)
				(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 s Nøytron n	938.3 939.5	> 10 33 år 898 ±16	n → р + e - +	uud udd
	Λ		2,63·10 -10	Λ→p + π -	uds
	Σ + Σ 0 Σ -	1189.4 1192 1197	0,8·10 -10 5,8·10 -20 1,48·10 -10	Σ + →p + π 0 Σ 0 → Λ+ γ Σ - →n + π -	uus uds dds
	Ξ 0 Ξ -	1314.9 1321	2,9·10 -10 1,64·10 -10	Ξ 0 → Λ+ π 0 Ξ - → Λ + π -	uss dss
	Ω -	1672	0,8·10 -10	Ω - → Λ+ K -	sss
	Σ s		Σ с →+ π →Ξ - π + π + →l - l	ucs usc dsc udb

Kvarkstrukturen til hadroner gjør det mulig å skille i denne store gruppen av partikler ikke-rare hadroner, som består av ikke-rare kvarker (u, d), rare hadroner, som inkluderer en merkelig kvark s, sjarmerte hadroner som inneholder en c- kvark, pene hadroner (bunnhadroner) med b-kvark.
Tabellen viser egenskapene til bare en liten del av hadroner: mesoner og baryoner. Deres masse, levetid, hovedforfallsmoduser og kvarksammensetning er vist. For mesoner er baryontallet B = O og leptontallet L = 0. For baryoner er baryontallet B = 1, leptontallet L = 0. Mesoner er bosoner (heltallsspinn), baryoner er fermioner (halvtallsspinn). ).
Ytterligere vurdering av egenskapene til hadroner lar oss kombinere dem til isotopiske multipletter, bestående av partikler med samme kvantenummer (baryonnummer, spinn, intern paritet, merkelighet) og lignende masser, men med forskjellige elektriske ladninger. Hver isotopisk multiplett er preget av isotopisk spin I, som bestemmer det totale antallet partikler som er inkludert i multipletten, lik 2I + 1. Isospin kan ta verdier 0, 1/2, 1, 3/2, 2, . .., dvs. eksistensen av isotopiske singletter, dubletter, tripletter, kvartetter osv. er mulig. Dermed utgjør et proton og et nøytron en isotopisk dublett, π + -, π - -, π 0 -mesoner betraktes som en isotoptriplett.
Mer komplekse objekter i mikrokosmos er atomkjerner. Atomkjernen består av Z-protoner og N-nøytroner. Summen Z + N = A er antall nukleoner i en gitt isotop. Ofte gir tabellene gjennomsnittsverdien over alle isotoper, da blir den brøkdel. Det er kjent kjerner der de angitte verdiene er innenfor grensene: 1< А < 289, 1 < Z < 116.
Partiklene oppført ovenfor anses innenfor rammen av standardmodellen. Det antas at utover Standardmodellen kan det eksistere en annen gruppe fundamentale partikler - supersymmetriske partikler (SUSY). De skal sikre symmetri mellom fermioner og bosoner. I tabellen 8 viser de forventede egenskapene til denne symmetrien.

2.3. Felttilnærming til problemet med interaksjoner

2.3.1 Egenskaper ved grunnleggende interaksjoner

Det enorme utvalget av fysiske fenomener som oppstår under kollisjoner av elementærpartikler bestemmes av bare fire typer interaksjoner: elektromagnetisk, svak, sterk og gravitasjonsmessig. I kvanteteorien beskrives interaksjon i form av utveksling av spesifikke kvanter (bosoner) knyttet til en gitt type interaksjon.
For å visuelt representere samspillet mellom partikler, foreslo den amerikanske fysikeren R. Feynman bruk av diagrammer, som fikk navnet hans. Feynman-diagrammer beskriver enhver interaksjonsprosess når to partikler kolliderer. Hver partikkel som er involvert i prosessen er representert med en linje på Feynman-diagrammet. Den frie venstre eller høyre enden av linjen indikerer at partikkelen er i henholdsvis initial eller slutttilstand. De interne linjene i diagrammene (dvs. linjer som ikke har frie ender) tilsvarer de såkalte virtuelle partiklene. Dette er partikler som skapes og absorberes under interaksjonsprosessen. De kan ikke registreres, i motsetning til ekte partikler. Samspillet mellom partikler i diagrammet er representert av noder (eller toppunkter). Interaksjonstypen karakteriseres av koblingskonstanten α, som kan skrives som: α = g 2 /ћc, hvor g er ladningen til interaksjonskilden, og er den viktigste kvantitative karakteristikken til kraften som virker mellom partiklene. I elektromagnetisk interaksjon α e = e 2 /ћc = 1/137.

Fig.6. Feynman-diagram.

Prosessen a + b →с + d i form av et Feynman-diagram (Fig. 6) ser slik ut: R er en virtuell partikkel som utveksles mellom partiklene a og b under interaksjon bestemt av interaksjonskonstanten α = g 2 /ћc, karakteriserer styrken til interaksjon på avstand , lik interaksjonsradiusen.
En virtuell partikkel kan ha en masse M x og når denne partikkelen byttes ut, overføres et 4-momentum t = −q 2 = Q 2.
I tabellen Figur 9 viser kjennetegn ved ulike typer interaksjoner.

Elektromagnetiske interaksjoner . Elektromagnetiske interaksjoner, som alle ladede partikler og fotoner er utsatt for, har blitt studert mest fullstendig og konsekvent. Bæreren for interaksjon er fotonet. For elektromagnetiske krefter er interaksjonskonstanten numerisk lik finstrukturkonstanten α e = e 2 /ћc = 1/137.
Eksempler på de enkleste elektromagnetiske prosessene er den fotoelektriske effekten, Compton-effekten, dannelsen av elektron-positron-par, og for ladede partikler - ioniseringsspredning og bremsstrahlung. Teorien om disse interaksjonene - kvanteelektrodynamikk - er den mest nøyaktige fysiske teorien.

Svake interaksjoner. For første gang ble svake interaksjoner observert under beta-forfall av atomkjerner. Og som det viste seg, er disse forfallene assosiert med transformasjonen av et proton til et nøytron i kjernen og omvendt:
p → n + e + + ν e, n → p + e - + e. Omvendte reaksjoner er også mulige: fangst av et elektron e - + p → n + ν e eller en antinøytrino e + p → e + + n. Den svake interaksjonen ble beskrevet av Enrico Fermi i 1934 i form av kontaktinteraksjonen med fire fermioner definert av Fermi-konstanten
G F = 1,4·10 -49 erg·cm 3 .
Ved svært høye energier, i stedet for Fermi-kontaktinteraksjonen, beskrives den svake interaksjonen som en utvekslingsinteraksjon, der et kvantum utstyrt med en svak ladning g w (analogt med en elektrisk ladning) utveksles og virker mellom fermioner. Slike kvanter ble først oppdaget i 1983 ved SppS-kollideren (CERN) av et team ledet av Carl Rubbia. Dette er ladede bosoner - W ± og en nøytral boson - Z 0, massene deres er henholdsvis like: m W± = 80 GeV/s 2 og m Z = 90 GeV/s 2. Interaksjonskonstanten α W i dette tilfellet uttrykkes gjennom Fermi-konstanten:

Tabell 9. Hovedtyper av interaksjoner og deres egenskaper