±1 1 80,4 Interacțiune slabă Z 0 0 1 91,2 Interacțiune slabă Gluon 0 1 0 Interacțiune puternică bosonul Higgs 0 0 ≈125,09±0,24 Masa inertă

Generaţie		Quarci cu sarcină (+2/3)				Quarci cu sarcină (−1/3)
			Simbol quarc/antiquarc	Masa (MeV)		Numele/aroma cuarcului/antiquarcului	Simbol quarc/antiquarc	Masa (MeV)
1		u-quark (up-quark) / anti-u-quark	$u\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(u)$	de la 1,5 la 3		d-quark (down-quark) / anti-d-quark	$d\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(d)$	4,79±0,07
2		c-quark (farmec-quark) / anti-c-quark	$c\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(c)$	1250 ± 90		s-quark (cuarc ciudat) / anti-s-quark	$s\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(e)$	95 ± 25
3		t-quark (top-quark) / anti-t-quark	$t\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(t)$	174 200 ± 3300		b-quark (cuarc de jos) / anti-b-quark	$b\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(b)$	4200 ± 70

Vezi de asemenea

Scrieți o recenzie despre articolul „Particule fundamentale”

Note

Legături

• S. A. Slavatinsky// Institutul de Fizică și Tehnologie din Moscova (Dolgoprudny, regiunea Moscova)
• Slavatinsky S.A.
• // SOZH, 2001, nr. 2, p. 62–68 arhiva web.archive.org/web/20060116134302/journal.issep.rssi.ru/annot.php?id=S1176
• // nuclphys.sinp.msu.ru
• // second-physics.ru
• //physics.ru
• //physics.ru
• //physics.ru

// nature.web.ru Fundamental particule Fundamental Compozit Conexiuni fundamentale și/sau particule compozite Regulat Neobişnuit Alte clasificări

particule

Extras care caracterizează Particula fundamentală
Domnii care l-au vizitat pe Bilibin, oameni laici, tineri, bogați și veseli, au format un cerc separat atât la Viena, cât și aici, pe care Bilibin, care era șeful acestui cerc, îl numea al nostru, les nftres. Acest cerc, format aproape exclusiv din diplomați, avea aparent interese proprii care nu aveau nicio legătură cu războiul și politica, interesele înaltei societăți, relațiile cu anumite femei și latura clericală a serviciului. Acești domni, se pare, l-au acceptat de bunăvoie pe prințul Andrei în cercul lor ca unul de-al lor (o onoare pe care au făcut-o unora). Din politețe și ca subiect pentru a intra în conversație, i s-au pus câteva întrebări despre armată și bătălie, iar conversația s-a prăbușit din nou în glume și bârfe inconsistente, vesele.
„Dar este deosebit de bine”, a spus unul, spunând eșecul unui coleg diplomat, „ceea ce este deosebit de bine este că cancelarul i-a spus direct că numirea sa la Londra a fost o promovare și că ar trebui să privească în acest fel”. Îi vezi silueta în același timp?...
„Dar ce este mai rău, domnilor, vă dau Kuragin: omul este în nenorocire, iar acest Don Juan, acest om groaznic, profită de asta!”
Prințul Hippolyte stătea întins pe un scaun Voltaire, cu picioarele încrucișate peste braț. El a râs.
„Parlez moi de ca, [Hai, hai,]”, a spus el.
- O, Don Juan! O șarpe! – s-au auzit voci.
„Nu știi, Bolkonsky”, se întoarse Bilibin către prințul Andrei, „că toate ororile armatei franceze (aproape că am spus armata rusă) nu sunt nimic în comparație cu ceea ce a făcut acest bărbat printre femei”.
„La femme est la compagne de l"homme, [O femeie este prietena unui bărbat], a spus prințul Hippolyte și a început să se uite prin lorgnette la picioarele lui ridicate.
Bilibin și ai noștri au izbucnit în râs, uitându-se în ochii lui Ippolit. Prințul Andrei a văzut că acest Ippolit, pe care (trebuia să recunoască) era aproape gelos pe soția sa, era un bufon în această societate.
— Nu, trebuie să te tratez cu Kuragin, îi spuse Bilibin liniştit lui Bolkonsky. – Este fermecător când vorbește despre politică, trebuie să vezi această importanță.
S-a așezat lângă Hippolit și, adunându-și pliuri pe frunte, a început o discuție cu el despre politică. Prințul Andrei și alții i-au înconjurat pe amândoi.
„Le cabinet de Berlin ne peut pas exprimer un sentiment d" alliance, a început Hippolyte, uitându-se la toți în mod semnificativ, „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... [Cabinetul de la Berlin nu poate sa-si exprime opinia asupra aliantei fara sa-si exprime... ca in ultima sa nota... intelegeti... intelegeti.. . totuşi, dacă Majestatea Sa Împăratul nu schimbă esenţa alianţei noastre...]
"Attendez, je n"ai pas fini...", i-a spus prințului Andrei, apucându-l de mână. "Je suppose que l"intervention sera plus forte que la non intervention." Et... Făcu o pauză. – On ne pourra pas imputer a la fin de non recevoir notre depeche du 28 noiembrie. Voila comment tout cela finira. [Stai, nu am terminat. Cred că intervenția va fi mai puternică decât neintervenția și... Este imposibil să luăm în calcul problema dacă nu se acceptă dispecera noastră din 28 noiembrie. Cum se vor termina toate acestea?]
Și i-a dat drumul la mâna lui Bolkonsky, indicând că acum terminase complet.
„Demosthenes, je te reconnais au caillou que tu as cache dans ta bouche d"or! [Demosthenes, te recunosc după pietricica pe care o ascunzi în buzele tale aurii!] - a spus Bilibin, a cărui căciulă de păr se mișca pe cap cu placere .
Toată lumea a râs. Hippolytus râse cel mai tare dintre toți. Se pare că suferea, se sufoca, dar nu rezista râsului sălbatic care îi întindea chipul mereu nemișcat.
„Ei bine, domnilor”, a spus Bilibin, „Bolkonsky este oaspetele meu în casă și aici, în Brunn, și vreau să-l tratez, cât pot de mult, cu toate bucuriile vieții de aici.” Dacă am fi în Brunn, ar fi ușor; dar aici, dans ce vilain trou morave [în această gaură urâtă din Moravia], este mai greu și vă cer ajutor tuturor. Il faut lui faire les honneurs de Brunn. [Trebuie să-i arătăm Brunn.] Tu preiei teatrul, eu – societatea, tu, Hippolytus, desigur – femei.
– Trebuie să-i arătăm pe Amelie, e drăguță! – spuse unul dintre noi, sărutându-și vârful degetelor.
„În general, acest soldat însetat de sânge”, a spus Bilibin, „ar trebui convertit la vederi mai umane”.
— Este puțin probabil să profit de ospitalitatea dumneavoastră, domnilor, și acum este timpul să plec, spuse Bolkonsky privindu-și ceasul.
- Unde?
- Împăratului.
- DESPRE! O! O!
- Ei bine, la revedere, Bolkonsky! La revedere, printe; „Vino la cină mai devreme”, s-au auzit voci. - Vom avea grijă de tine.
„Încercați să lăudați cât mai mult posibil ordinea în livrarea proviziilor și a rutelor atunci când vorbiți cu împăratul”, a spus Bilibin, escortându-l pe Bolkonsky în holul din față.
„Și aș vrea să laud, dar nu pot, din câte știu”, a răspuns Bolkonsky zâmbind.
- Ei bine, în general, vorbiți cât mai mult posibil. Pasiunea lui este publicul; dar lui însuși nu-i place să vorbească și nu știe cum, după cum veți vedea.

Structurile microlumilor

Anterior, particulele elementare erau numite particule care fac parte dintr-un atom și nu pot fi descompuse în componente mai elementare, și anume electroni și nuclee.

Mai târziu s-a descoperit că nucleele constau din particule mai simple - nucleonii(protoni și neutroni), care la rândul lor constau din alte particule. De aceea cele mai mici particule de materie au început să fie considerate particule elementare , excluzând atomii și nucleele acestora .

Până în prezent, au fost descoperite sute de particule elementare, ceea ce necesită clasificarea lor:

– după tipul de interacțiune

- după timpul vieții

– cel mai mare spate

Particulele elementare sunt împărțite în următoarele grupe:

Particule compozite și fundamentale (fără structură).

Particule compuse

Hadroni (grele)– particule care participă la toate tipurile de interacțiuni fundamentale. Sunt formați din quarci și sunt împărțiți, la rândul lor, în: mezonii– hadroni cu spin întreg, adică sunt bosoni; barionii– hadroni cu spin semiîntreg, adică fermioni. Acestea, în special, includ particulele care alcătuiesc nucleul unui atom - proton și neutron, adică. nucleonii.

Particule fundamentale (fără structură).

Leptoni (lumini)– fermioni, care au forma de particule punctiforme (adică nu constă din nimic) până la scale de ordinul 10 - 18 m. Nu participă la interacțiuni puternice. Participarea la interacțiuni electromagnetice a fost observată experimental numai pentru leptoni încărcați (electroni, muoni, leptoni tau) și nu a fost observată pentru neutrini.

Quarci– particule încărcate fracționat care alcătuiesc hadronii. Ei nu au fost observați în stare liberă.

Bosoni de măsurare– particule prin schimbul cărora se realizează interacțiuni:

– foton – o particulă care poartă interacțiune electromagnetică;

– opt gluoni – particule care poartă interacțiunea puternică;

– trei bosoni vectori intermediari W + , W− și Z 0, care tolerează interacțiuni slabe;

– gravitonul este o particulă ipotetică care transferă interacțiunea gravitațională. Existența gravitonilor, deși nu este încă demonstrată experimental din cauza slăbiciunii interacțiunii gravitaționale, este considerată destul de probabilă; cu toate acestea, gravitonul nu este inclus în modelul standard al particulelor elementare.

Conform conceptelor moderne, particulele fundamentale (sau particulele elementare „adevărate”) care nu au o structură internă și dimensiuni finite includ:

Quarci și leptoni

Particule care asigură interacțiuni fundamentale: gravitoni, fotoni, bosoni vectoriali, gluoni.

Clasificarea particulelor elementare după durata de viață:

- stabil: particule a căror durată de viață este foarte lungă (în limită tinde spre infinit). Acestea includ electroni , protoni , neutrini . Neutronii sunt stabili și în interiorul nucleelor, dar sunt instabili în afara nucleului.

- instabil (cvasi-stabile): particulele elementare sunt acele particule care se degradează din cauza interacțiunilor electromagnetice și slabe și a căror durată de viață este mai mare de 10-20 de secunde. Astfel de particule includ neutron liber (adică un neutron în afara nucleului unui atom)

- rezonanțe (instabil, de scurtă durată). Rezonanțe includ particule elementare care se degradează din cauza interacțiunilor puternice. Durata lor de viață este mai mică de 10-20 de secunde.

Clasificarea particulelor prin participarea la interacțiuni:

- leptoni : Acestea includ neutroni. Toți nu participă la vârtejul interacțiunilor intranucleare, adică. nu sunt supuse unor interacțiuni puternice. Ei participă la interacțiunea slabă, iar cei cu o sarcină electrică participă și la interacțiunea electromagnetică

- hadronii : particule care există în interiorul nucleului atomic și participă la interacțiuni puternice. Cele mai cunoscute dintre ele sunt proton Şi neutroni .

Cunoscut astăzi șase leptoni :

În aceeași familie cu electronul se află muonii și particulele tau, care sunt similare cu electronul, dar mai masive. Muonii și particulele tau sunt instabile și se descompun în timp în câteva alte particule, inclusiv electronul

Trei particule neutre din punct de vedere electric cu masă zero (sau aproape de zero, oamenii de știință nu s-au hotărât încă asupra acestui punct), numite neutrini . Fiecare dintre cei trei neutrini (neutrin electronic, neutrin muon, neutrin tau) este asociat cu unul dintre cele trei tipuri de particule din familia de electroni.

Cel mai faimos hadronii , protoni și neutrini există sute de rude, care se nasc în număr mare și se descompun imediat în procesul diferitelor reacții nucleare. Cu excepția protonului, toți sunt instabili și pot fi clasificați în funcție de compoziția particulelor în care se descompun:

Dacă există un proton printre produsele finale ale dezintegrarii particulelor, atunci se numește barion

Dacă nu există proton printre produșii de descompunere, atunci particula este numită mezon .

Tabloul haotic al lumii subatomice, care a devenit mai complexă odată cu descoperirea fiecărui hadron nou, a făcut loc unei noi imagini odată cu apariția conceptului de quarci. Conform modelului cuarcilor, toți hadronii (dar nu leptonii) constau din și mai multe particule elementare - quarci. Aşa barionii (în special protonul) constau din trei quarci și mezonii - din perechea quarc - antiquarc.

PRIVIND ÎNȚELEGEREA MIȘCĂRII MATERIEI, A CAPACITĂȚII EI DE AUTODEZVOLTARE, ȘI ȘI LEGĂTURA ȘI INTERACȚIUNEA OBIECTELOR MATERIALE ÎN ȘTIINȚA NATURII MODERNE

Tsyupka V.P.

Instituția de învățământ autonomă de stat federală de învățământ profesional superior „Național de stat Belgorod universitate de cercetare„(Universitatea Națională de Cercetare „BelSU”)

1. Mișcarea materiei

„O proprietate integrală a materiei este mișcarea” 1, care este o formă de existență a materiei și se manifestă în oricare dintre modificările ei. Din increabilitatea și indestructibilitatea materiei și a atributelor sale, inclusiv mișcarea, rezultă că mișcarea materiei există veșnic și este infinit diversă în forma manifestărilor sale.

Existența oricărui obiect material se manifestă în mișcarea lui, adică în orice schimbare care are loc odată cu el. În timpul schimbării, unele proprietăți ale obiectului material se schimbă întotdeauna. Întrucât totalitatea tuturor proprietăților unui obiect material, care îi caracterizează certitudinea, individualitatea și particularitatea la un anumit moment de timp, corespunde stării sale, se dovedește că mișcarea unui obiect material este însoțită de o schimbare a stărilor sale. . Modificarea proprietăților poate merge atât de departe încât un obiect material poate deveni un alt obiect material. „Dar un obiect material nu se poate transforma niciodată într-o proprietate” (de exemplu, masă, energie) și „o proprietate într-un obiect material” 2, deoarece numai materia în mișcare poate fi o substanță în schimbare. În știința naturii, mișcarea materiei este numită și fenomen natural (fenomen natural).

Se știe că „fără mișcare nu există materie” 3 la fel cum fără materie nu poate exista mișcare.

Mișcarea materiei poate fi exprimată cantitativ. Măsura cantitativă universală a mișcării materiei, precum și a oricărui obiect material, este energia, care exprimă activitatea intrinsecă a materiei și a oricărui obiect material. Prin urmare, energia este una dintre proprietățile materiei în mișcare, iar energia nu poate fi în afara materiei, separată de aceasta. Energia are o relație echivalentă cu masa. În consecință, masa poate caracteriza nu numai cantitatea unei substanțe, ci și gradul de activitate a acesteia. Din faptul că mișcarea materiei există veșnic și este infinit diversă în forma manifestărilor sale, rezultă inexorabil că energia, care caracterizează mișcarea materiei din punct de vedere cantitativ, există și veșnic (necreată și indestructibilă) și este infinit diversă sub forma a manifestărilor sale. „Astfel, energia nu dispare sau mai apare niciodată, ci doar se transformă de la un tip la altul” 1 în conformitate cu schimbarea tipurilor de mișcare.

Se observă diferite tipuri (forme) de mișcare a materiei. Ele pot fi clasificate ținând cont de modificările proprietăților obiectelor materiale și de caracteristicile efectelor acestora unul asupra celuilalt.

Mișcarea vidului fizic (câmpuri fundamentale libere în stare normală) se rezumă la faptul că acesta se abate constant ușor în direcții diferite de la echilibrul său, parcă „tremurând”. Ca urmare a unor astfel de excitații spontane de energie scăzută (abateri, perturbări, fluctuații) se formează particule virtuale, care se dizolvă imediat în vidul fizic. Aceasta este cea mai joasă stare de energie (de bază) a unui vid fizic în mișcare, energia sa este aproape de zero. Dar un vid fizic se poate transforma, de ceva vreme într-un loc, într-o stare excitată, caracterizată printr-un anumit exces de energie. Cu astfel de excitații semnificative, de înaltă energie (abateri, perturbări, fluctuații) ale vidului fizic, particulele virtuale își pot completa aspectul și apoi particulele fundamentale reale ies din vidul fizic diferite tipuri, și, de regulă, în perechi (având o sarcină electrică sub formă de particule și o antiparticulă cu sarcini electrice de semne opuse, de exemplu, sub forma unei perechi electron-pozitron).

Excitațiile cuantice singulare ale diferitelor câmpuri fundamentale libere sunt particule fundamentale.

Câmpurile fundamentale de Fermion (spinor) pot genera 24 de fermioni (6 cuarci și 6 antiquarci, precum și 6 leptoni și 6 antileptoni), împărțiți în trei generații (familii). În prima generație, cuarcii sus și jos (și antiquarcii), precum și leptonii, un electron și un neutrin electron (și un pozitron cu un antineutrin electronic), formează materia obișnuită (și antimateria rar descoperită). În a doua generație, farmecul și quarkurile ciudate (și antiquarcii), precum și leptonii, muonii și neutrinii muoni (și antimuonul cu antineutrinul muonului), având o masă mai mare (sarcină gravitațională mai mare), au o masă mai mare (sarcină gravitațională mai mare) . În a treia generație există quarci (și antiquarci) adevărate și fermecătoare, precum și leptoni taon și taon neutrino (și antitaon cu taon antineutrino). Fermionii din a doua și a treia generație nu participă la formarea materiei obișnuite, sunt instabili și se degradează odată cu formarea fermionilor din prima generație.

Câmpurile fundamentale bosonice (gauge) pot genera 18 tipuri de bozoni: câmp gravitațional – gravitoni, câmp electromagnetic – fotoni, câmp de interacțiune slab – 3 tipuri de „vioni” 1, câmp gluon – 8 tipuri de gluoni, câmp Higgs – 5 tipuri de Higgs bozoni.

Un vid fizic într-o stare de energie suficient de mare (excitată) este capabil să genereze multe particule fundamentale cu energie semnificativă, sub forma unui mini-univers.

Pentru substanța microlumii, mișcarea se reduce la:

la răspândirea, ciocnirea și transformarea particulelor elementare unele în altele;

formarea nucleelor ​​atomice din protoni și neutroni, mișcarea, ciocnirea și schimbarea acestora;

formarea atomilor din nucleele atomice și electroni, mișcarea, ciocnirea și schimbarea acestora, inclusiv saltul electronilor de la un orbital atomic la altul și separarea lor de atomi, adăugarea de electroni în exces;

formarea moleculelor din atomi, mișcarea, ciocnirea și modificarea acestora, inclusiv adăugarea de noi atomi, eliberarea de atomi, înlocuirea unor atomi cu alții și o schimbare a ordinii atomilor unul față de celălalt într-o moleculă.

Pentru substanța macrolumii și megalumii, mișcarea se reduce la mișcare, ciocnire, deformare, distrugere, unificare a diferitelor corpuri, precum și la cele mai variate schimbări ale acestora.

Dacă mișcarea unui obiect material (câmp cuantizat sau obiect material) este însoțită de o modificare numai a acestuia proprietăți fizice, de exemplu, frecvența sau lungimea de undă pentru un câmp cuantificat, viteza instantanee, temperatura, sarcina electrică pentru un obiect material, atunci o astfel de mișcare este denumită formă fizică. Dacă mișcarea unui obiect material este însoțită de o modificare a acestuia proprietăți chimice, de exemplu, solubilitate, inflamabilitate, aciditate, atunci o astfel de mișcare este clasificată ca formă chimică. Dacă mișcarea se referă la schimbări în obiectele mega-lumii (obiecte cosmice), atunci o astfel de mișcare este clasificată ca o formă astronomică. Dacă mișcarea se referă la modificări ale obiectelor învelișurilor adânci ale pământului (interiorul pământului), atunci o astfel de mișcare este clasificată ca formă geologică. Dacă mișcarea se referă la modificări ale obiectelor învelișului geografic, care unește toate învelișurile de suprafață ale pământului, atunci o astfel de mișcare este clasificată ca formă geografică. Mișcarea corpurilor vii și a sistemelor lor sub forma diferitelor lor manifestări de viață este clasificată ca formă biologică. Mișcarea obiectelor materiale, însoțită de o schimbare a proprietăților semnificative din punct de vedere social, cu participarea obligatorie a oamenilor, de exemplu minerit minereu de fier iar producția de fier și oțel, cultivarea sfeclei de zahăr și producția de zahăr sunt clasificate ca forme de mișcare determinate social.

Mișcarea oricărui obiect material nu poate fi întotdeauna atribuită unei forme. Este complex și divers. Chiar și mișcarea fizică inerentă obiectelor materiale de la câmpul cuantificat la corpuri poate include mai multe forme. De exemplu, o coliziune elastică (coliziune) a două corpuri solide sub formă de bile de biliard include o modificare a poziției bilelor în timp una față de cealaltă și de masă, precum și rotația bilelor și frecarea bile de pe suprafața mesei și a aerului și mișcarea particulelor fiecărei bile și, practic, schimbarea reversibilă a formei bilelor în timpul unei coliziuni elastice și schimbul de energie cinetică cu conversia sa parțială în energia internă a bilele în timpul unei coliziuni elastice și transferul de căldură între bile, aer și suprafața mesei și posibila degradare radioactivă a nucleelor ​​izotopilor instabili conținute în bile și pătrunderea razelor cosmice de neutrini prin bile, etc. Odată cu dezvoltarea materiei și apariția obiectelor materiale chimice, astronomice, geologice, geografice, biologice și determinate social, formele de mișcare devin mai complexe și mai diverse. Astfel, în mișcarea chimică se pot vedea atât forme fizice de mișcare, cât și calitativ noi, nereductibile la forme fizice, chimice. În mișcarea obiectelor astronomice, geologice, geografice, biologice și determinate social, se pot observa atât forme fizice și chimice de mișcare, cât și calitativ noi, nereductibile la fizice și chimice, respectiv astronomice, geologice, geografice, biologice sau social. forme determinate de mişcare. În același timp, formele inferioare de mișcare ale materiei nu diferă în obiectele materiale de diferite grade de complexitate. De exemplu, mișcarea fizică a particulelor elementare, a nucleelor ​​atomice și a atomilor nu diferă între obiectele materiale astronomice, geologice, geografice, biologice sau determinate social.

În studiul formelor complexe de mișcare, trebuie evitate două extreme. În primul rând, studiul unei forme complexe de mișcare nu poate fi redus la forme simple de mișcare o formă complexă de mișcare nu poate fi derivată din cele simple. De exemplu, mișcarea biologică nu poate fi derivată numai din formele fizice și chimice de mișcare, ignorând în același timp formele biologice de mișcare în sine. Și în al doilea rând, nu se poate limita la a studia doar formele complexe de mișcare, ignorând cele simple. De exemplu, studiul mișcării biologice completează bine studiul formelor fizice și chimice de mișcare care apar în acest caz.

2. Capacitatea materiei de a se dezvolta singură

După cum se știe, auto-dezvoltarea materiei, iar materia este capabilă de auto-dezvoltare, se caracterizează printr-o complicație pas cu pas spontană, direcționată și ireversibilă a formelor materiei în mișcare.

Autodezvoltarea spontană a materiei înseamnă că procesul de complicare treptată a formelor materiei în mișcare are loc de la sine, în mod natural, fără participarea vreunei forțe nenaturale sau supranaturale, Creatorul, din motive interne, naturale.

Direcția de autodezvoltare a materiei înseamnă un fel de canalizare a procesului de complicare treptată a formelor materiei în mișcare de la o formă care a existat mai devreme la o altă formă care a apărut mai târziu: pentru orice formă nouă de materie în mișcare se poate găsi cea anterioară. formă de materie în mișcare care i-a dat originea și invers, pentru orice formă anterioară de materie în mișcare, se poate găsi o nouă formă de materie în mișcare care a apărut din ea. Mai mult, forma anterioară a materiei în mișcare a existat întotdeauna înainte de noua formă a materiei în mișcare care a apărut din ea, forma anterioară este întotdeauna mai veche decât forma nouă care a apărut din ea. Datorită canalizării autodezvoltării materiei în mișcare, apar serii unice de complicare pas cu pas a formelor sale, care arată în ce direcție, precum și prin ce forme intermediare (de tranziție), dezvoltarea istorică a uneia sau alteia. a apărut o formă de materie în mișcare.

Ireversibilitatea autodezvoltării materiei înseamnă că procesul de complicare treptată a formelor materiei în mișcare nu poate merge în sens invers, înapoi: o nouă formă de materie în mișcare nu poate da naștere unei forme anterioare de materie în mișcare din care să se întoarcă. a apărut, dar poate deveni o formă anterioară pentru forme noi. Și dacă dintr-o dată orice formă nouă de materie în mișcare se dovedește a fi foarte asemănătoare cu una dintre formele care au precedat-o, aceasta nu va însemna că materia în mișcare a început să se autodezvolte în direcția opusă: forma anterioară a materiei în mișcare a apărut mult mai devreme. , iar noua formă de materie în mișcare, chiar și foarte asemănătoare cu aceasta, a apărut mult mai târziu și este, deși asemănătoare, dar o formă fundamental diferită de materie în mișcare.

3. Comunicarea și interacțiunea obiectelor materiale

Proprietățile inerente ale materiei sunt conexiunea și interacțiunea, care sunt cauza mișcării sale. Deoarece conexiunea și interacțiunea sunt cauza mișcării materiei, prin urmare conexiunea și interacțiunea, ca și mișcarea, sunt universale, adică inerente tuturor obiectelor materiale, indiferent de natura, originea și complexitatea lor. Toate fenomenele din lumea materială sunt determinate (în sensul de a fi condiționate) de conexiuni și interacțiuni materiale naturale, precum și de legile obiective ale naturii, reflectând modelele de conexiune și interacțiune. „În acest sens, nu există nimic supranatural și absolut opus materiei în lume.” 1 Interacțiunea, ca și mișcarea, este o formă de a fi (existență) materiei.

Existența tuturor obiectelor materiale se manifestă în interacțiune. Ca orice obiect material să existe înseamnă să se manifeste cumva în raport cu alte obiecte materiale, interacționând cu acestea, fiind în legături și relații obiective cu ele. Dacă un „obiect material ipotetic care nu s-ar manifesta în nici un fel în relație cu alte obiecte materiale, nu ar fi legat în niciun fel de ele, nu ar interacționa cu ele, atunci „nu ar exista pentru aceste alte obiecte materiale. „Dar presupunerea noastră despre el nu s-ar putea baza pe nimic, deoarece, din cauza lipsei de interacțiune, am avea zero informații despre el.” 2

Interacțiunea este procesul de influență reciprocă a unor obiecte materiale asupra altora prin schimbul de energie. Interacțiunea obiectelor materiale poate fi directă, de exemplu, sub forma unei coliziuni (impact) a două corpuri solide. Sau se poate întâmpla la distanță. În acest caz, interacțiunea obiectelor materiale este asigurată de câmpurile fundamentale bosonice (gauge) asociate acestora. O modificare a unui obiect material provoacă excitația (deviația, perturbația, fluctuația) câmpului fundamental bosonic (gauge) corespunzător asociat cu acesta, iar această excitație se propagă sub forma unei unde cu o viteză finită care nu depășește viteza luminii în vid. (aproape 300 mii km/ Cu). Interacțiunea obiectelor materiale aflate la distanță, conform mecanismului de transfer al interacțiunii cuantice, este de natură de schimb, deoarece particulele purtătoare transferă interacțiunea sub formă de cuante ale câmpului fundamental bosonic (gauge) corespunzător. Diferiți bosoni, ca particule purtătoare de interacțiune, sunt excitații (abateri, perturbări, fluctuații) ale câmpurilor fundamentale bosonice (gauge) corespunzătoare: în timpul emisiei și absorbției de către un obiect material sunt reali, iar în timpul propagării sunt virtuali.

Se pare că, în orice caz, interacțiunea obiectelor materiale, chiar și la distanță, este o acțiune cu rază scurtă de acțiune, deoarece se desfășoară fără goluri sau goluri.

Interacțiunea unei particule cu antiparticula unei substanțe este însoțită de anihilarea lor, adică transformarea lor în câmpul fundamental de fermion (spinor) corespunzător. În acest caz, masa lor (energia gravitațională) este convertită în energia câmpului fundamental fermionic (spinor) corespunzător.

Particulele virtuale ale vidului fizic excitat (deviator, tulburător, „tremurător”) pot interacționa cu particulele reale, parcă le-ar învălui, însoțindu-le sub formă de așa-numită spumă cuantică. De exemplu, ca urmare a interacțiunii electronilor unui atom cu particulele virtuale ale vidului fizic, are loc o anumită schimbare a nivelurilor lor de energie în atomi, iar electronii înșiși efectuează mișcări oscilatorii cu o amplitudine mică.

Există patru tipuri de interacțiuni fundamentale: gravitaționale, electromagnetice, slabe și puternice.

„Interacțiunea gravitațională se manifestă prin atracția reciprocă... a obiectelor materiale care au masă” 1 în repaus, adică obiecte materiale, la orice distanțe mari. Se presupune că vidul fizic excitat, care generează multe particule fundamentale, este capabil să manifeste repulsie gravitațională. Interacțiunea gravitațională este purtată de gravitonii câmpului gravitațional. Câmpul gravitațional conectează corpurile și particulele cu masa în repaus. Nu este necesar niciun mediu pentru propagarea unui câmp gravitațional sub formă de unde gravitaționale (gravitoni virtuali). Interacțiunea gravitațională este cea mai slabă în puterea sa, prin urmare este nesemnificativă în microlume din cauza nesemnificației maselor de particule în macrolume, manifestarea sa este vizibilă și provoacă, de exemplu, căderea corpurilor pe Pământ și în megalume; joacă un rol principal datorită maselor enorme de corpuri din megalume și asigură, de exemplu, rotația Lunii și a sateliților artificiali în jurul Pământului; formarea și mișcarea planetelor, planetoidelor, cometelor și a altor corpuri în sistem solarși integritatea acesteia; formarea și mișcarea stelelor în galaxii - sisteme stelare gigantice, inclusiv până la sute de miliarde de stele, conectate prin gravitație reciprocă și origine comună, precum și integritatea lor; integritatea clusterelor de galaxii - sisteme de galaxii relativ apropiate, conectate prin forțe gravitaționale; integritatea Metagalaxiei - sistemul tuturor clusterelor cunoscute de galaxii conectate prin forțe gravitaționale, ca parte studiată a Universului, integritatea întregului Univers. Interacțiunea gravitațională determină concentrația materiei împrăștiate în Univers și includerea acesteia în noi cicluri de dezvoltare.

„Interacțiunea electromagnetică este cauzată de sarcini electrice și este transmisă” 1 de fotonii câmpului electromagnetic pe orice distanțe mari. Un câmp electromagnetic leagă corpuri și particule care au sarcini electrice. Mai mult, sarcinile electrice staționare sunt conectate numai prin componenta electrică a câmpului electromagnetic din formă câmp electric, iar sarcinile electrice în mișcare sunt legate atât de componentele electrice, cât și de cele magnetice ale câmpului electromagnetic. Pentru propagarea unui câmp electromagnetic sub formă de unde electromagnetice, nu este necesar niciun mediu suplimentar, deoarece „un câmp magnetic în schimbare generează un câmp electric alternativ, care, la rândul său, este o sursă a unui câmp magnetic alternativ” 2. „Interacțiunea electromagnetică se poate manifesta atât ca atracție (între sarcini diferite), cât și ca repulsie (între” 3 sarcini asemănătoare). Interacțiunea electromagnetică este mult mai puternică decât interacțiunea gravitațională. Se manifestă atât în ​​microcosmos, cât și în macrocosmos și megalume, dar rolul principal îi revine în macrocosmos. Interacțiunea electromagnetică asigură interacțiunea electronilor cu nucleele. Interacțiunea interatomică și intermoleculară este electromagnetică, datorită acesteia, de exemplu, moleculele există și se realizează forma chimică de mișcare a materiei, corpurile există și se determină stările lor de agregare, elasticitate, frecare, tensiunea superficială a unui lichid, funcțiile vizuale. Astfel, interacțiunea electromagnetică asigură stabilitatea atomilor, moleculelor și corpurilor macroscopice.

Particulele elementare care au o masă de repaus participă la interacțiunea slabă; Câmpurile de interacțiune slabe conectează diverse particule elementare cu masa de repaus. Interacțiunea slabă este mult mai slabă decât forța electromagnetică, dar mai puternică decât forța gravitațională. Datorită acțiunii sale scurte, se manifestă numai în microcosmos, provocând, de exemplu, majoritatea autodezintegrărilor particulelor elementare (de exemplu, un neutron liber se autodezintegra cu participarea unui boson gauge încărcat negativ într-un proton). , electron și electron antineutrin, uneori acest lucru produce și un foton), interacțiunea neutrinilor cu restul substanței.

Interacțiunea puternică se manifestă prin atracția reciprocă a hadronilor, care includ structuri de cuarci, de exemplu, mezoni cu doi cuarci și nucleoni cu trei cuarci. Este transmis prin gluoni ai câmpurilor de gluoni. Câmpurile de gluoni leagă hadronii. Aceasta este cea mai puternică interacțiune, dar datorită acțiunii sale scurte se manifestă doar în microcosmos, asigurând, de exemplu, legătura cuarcilor în nucleoni, conectarea nucleonilor în nucleele atomice, asigurând stabilitatea acestora. Interacțiunea puternică este de 1000 de ori mai puternică decât interacțiunea electromagnetică și nu permite protonilor încărcați similar uniți în nucleu să zboare. Reacțiile termonucleare, în care mai multe nuclee se combină într-unul, sunt posibile și datorită interacțiunii puternice. Reactoarele naturale de fuziune sunt stele care creează totul. elemente chimice mai greu decât hidrogenul. Nucleele multinucleonice grele devin instabile și fisiune, deoarece dimensiunile lor depășesc deja distanța la care se manifestă interacțiunea puternică.

"Ca urmare cercetare experimentală interacțiunile particulelor elementare... s-a descoperit că la energii mari de coliziune ale protonilor - aproximativ 100 GeV -... interacțiunile slabe și electromagnetice nu diferă - ele pot fi considerate ca o singură interacțiune electroslabă. 1 Se presupune că „la o energie de 10 15 GeV li se alătură o interacțiune puternică, iar la” 2 „energii chiar mai mari de interacțiune a particulelor (până la 10 19 GeV) sau la extrem de temperatură ridicatăÎn materie, toate cele patru interacțiuni fundamentale sunt caracterizate de aceeași putere, adică reprezintă o singură interacțiune” 3 sub forma unei „super forțe”. Poate că astfel de condiții de înaltă energie au existat la începutul dezvoltării Universului, care a apărut dintr-un vid fizic. În procesul de extindere ulterioară a Universului, însoțit de răcirea rapidă a materiei rezultate, interacțiunea integrală a fost mai întâi împărțită în electroslabă, gravitațională și puternică, iar apoi interacțiunea electroslabă a fost împărțită în electromagnetică și slabă, adică în patru fundamental diferite. interacțiuni.

REFERINȚE:

Karpenkov, S. Kh. Concepte de bază ale științelor naturale [Text]: manual. manual pentru universități / S. Kh. Karpenkov. – Ed. a II-a, revizuită. si suplimentare – M.: Proiect academic, 2002. – 368 p.

Concepte științe naturale moderne[Text]: manual. pentru universități / Ed. V. N. Lavrinenko, V. P. Ratnikova. – Ed. a III-a, revizuită. si suplimentare – M.: UNITATEA-DANA, 2005. – 317 p.

Probleme filozofice ale științelor naturale [Text]: manual. manual pentru absolvenții și studenții de filozofie. si naturala fals. un-tov / Ed. S. T. Melyukhina. – M.: Şcoala superioară, 1985. – 400 p.

Tsyupka, V.P. Imagine natural-științifică a lumii: concepte ale științelor naturale moderne [Text]: manual. indemnizație / V. P. Tsyupka. – Belgorod: IPK NRU „BelSU”, 2012. – 144 p.

Tsyupka, V.P. Concepte ale fizicii moderne care alcătuiesc imaginea fizică modernă a lumii [Resursă electronică] // Arhiva electronică științifică. Academia RusăȘtiințe ale naturii: corespondență. electron. ştiinţific conf. „Concepte ale științelor naturale moderne sau imaginea științifică naturală a lumii” URL: http://site/article/6315(publicat: 31.10.2011)

Yandex. Dicționare. [Resursă electronică] URL: http://slovari.yandex.ru/

1Karpenkov S. Kh. Concepte de bază ale științelor naturii. M. Proiect Academic. 2002. P. 60.

2 Probleme filozofice ale științelor naturale. M. Şcoala superioară. 1985. P. 181.

3Karpenkov S. Kh. Concepte de bază ale științelor naturii... P. 60.

1Karpenkov S. Kh. Concepte de bază ale științelor naturii... P. 79.

1Karpenkov S. Kh.

1Probleme filozofice ale științelor naturii... P. 178.

2 Ibid. p. 191.

1Karpenkov S. Kh. Concepte de bază ale științelor naturii... P. 67.

1Karpenkov S. Kh. Concepte de bază ale științelor naturii... P. 68.

3Probleme filozofice ale științelor naturii... P. 195.

4Karpenkov S. Kh. Concepte de bază ale științelor naturii... P. 69.

1Karpenkov S. Kh. Concepte de bază ale științelor naturii... P. 70.

2 Concepte ale științelor naturale moderne. M. UNITATEA-DANA. 2005. P. 119.

3Karpenkov S. Kh. Concepte de bază ale științelor naturii... P. 71.

Tsyupka V.P. DESPRE ÎNȚELEGEREA MIȘCĂRII MATERIEI, A CAPACITĂȚII EI DE AUTODEZVOLTARE, ȘI ȘI COMUNICAREA ȘI INTERACȚIUNEA OBIECTELOR MATERIALE ÎN ȘTIINȚA NATURII MODERNE // Arhivă electronică științifică.
URL: (data acces: 17.03.2020).

Leptonii nu participă la interacțiunea puternică. electron. pozitron. muon. neutrinul este o particulă neutră ușoară care participă doar la slab și interacțiune gravitațională. neutrini (# flux). quarcuri. purtători de interacțiuni: cuantumul foton al luminii...

Solicitarea „Cercetare de bază” redirecționează aici; vezi și alte sensuri. Știința fundamentală este un domeniu de cunoaștere care implică cercetare științifică teoretică și experimentală a fenomenelor fundamentale (inclusiv... ... Wikipedia

Solicitarea „Particule elementare” este redirecționată aici; vezi și alte sensuri. Particulă elementară este un termen colectiv care se referă la micro-obiecte la scară subnucleară care nu pot fi descompuse în părțile lor componente. Ar trebui să aibă în... ... Wikipedia

Particulă elementară este un termen colectiv care se referă la micro-obiecte la scară subnucleară care nu pot (sau nu s-a dovedit încă a fi) împărțite în părțile lor componente. Structura și comportamentul lor sunt studiate de fizica particulelor. Concept... ... Wikipedia

electron- ▲ particulă fundamentală având, element, electron de sarcină particulă elementară încărcată negativ cu elementar sarcina electrica. ↓ … Dicționar ideologic al limbii ruse

Particulă elementară este un termen colectiv care se referă la micro-obiecte la scară subnucleară care nu pot (sau nu s-a dovedit încă a fi) împărțite în părțile lor componente. Structura și comportamentul lor sunt studiate de fizica particulelor. Concept... ... Wikipedia

Acest termen are alte semnificații, vezi Neutrino (sensuri). electroni neutrin muon neutrin tau neutrin Simbol: νe νμ ντ Compoziție: Particulă elementară Familia: Fermioni ... Wikipedia

Un tip de interacțiuni fundamentale (împreună cu gravitaționale, slabe și puternice), care se caracterizează prin participarea unui câmp electromagnetic (vezi Câmp electromagnetic) la procesele de interacțiune. Câmp electromagnetic (în fizica cuantică... ... Marea Enciclopedie Sovietică

Una dintre cele mai ambigue filozofii. concepte cărora li se acordă una (sau unele) dintre următoarele semnificații: 1) ceva ale cărui caracteristici definitorii sunt extensia, amplasarea în spațiu, masa, greutatea, mișcarea, inerția, rezistența,... ... Enciclopedie filosofică

Cărți

• Teoria cinetică a gravitației și fundamentele unei teorii unificate a materiei, V. Ya Bril. Toate obiectele materiale ale Naturii (atât materialul cât și câmpul) sunt discrete. Ele constau din particule elementare în formă de șir. Un șir fundamental neformat este o particulă de câmp...

Unitățile de măsură ale mărimilor fizice atunci când descriu fenomenele care au loc în microlume sunt împărțite în de bază și derivate, care sunt determinate prin notația matematică a legilor fizicii.
Datorită faptului că toate fenomenele fizice apar în spațiu și timp, unitățile de bază sunt considerate în primul rând unitățile de lungime și timp, urmate de unitatea de masă. Unități de bază: lungimi l, timpul t, masa m - primesc o anumită dimensiune. Dimensiunile unităților derivate sunt determinate de formule care exprimă anumite legi fizice.
Dimensiunile principalelor unități fizice sunt selectate astfel încât să fie convenabil de utilizat în practică.
În sistemul SI sunt acceptate următoarele dimensiuni: lungimi [ l] = m (metru), timpul [t] = s (secunda), masa [t] = kg (kilogram).
În sistemul CGS, pentru unitățile de bază sunt acceptate următoarele dimensiuni: lungime [/] = cm (centimetru), timpul [t] = s (secunda) și masa [t] = g (gram). Pentru a descrie fenomenele care au loc în microcosmos, pot fi folosite atât unitățile SI, cât și unitățile CGS.
Să estimăm ordinele de mărime ale lungimii, timpului și masei în fenomenele microlumii.
Pe lângă cele general acceptate sisteme internaţionale Unitățile SI și CGS folosesc, de asemenea, „sisteme naturale de unități” bazate pe constante fizice universale. Aceste sisteme de unități sunt deosebit de relevante și sunt utilizate în diferite teorii fizice. În sistemul natural de unități, constantele fundamentale sunt luate ca unități de bază: viteza luminii în vid − с, constanta lui Planck − ћ, constanta gravitațională G N, constanta lui Boltzmann − k: numărul lui Avogadro − N A etc. În sistemul natural de unități Planck se acceptă c = ћ = G N = k = 1. Acest sistem de unități este folosit în cosmologie pentru a descrie procese în care efectele cuantice și gravitaționale sunt simultan semnificative (teoriile găurilor negre, teoriile Universului timpuriu).
În sistemul natural de unități se rezolvă problema unității naturale de lungime. Aceasta poate fi considerată lungimea de undă Compton λ 0, care este determinată de masa particulei M: ​​λ 0 = ћ/Мс.
Lungime caracterizează dimensiunea obiectului. Deci, pentru un electron, raza clasică este r 0 = e 2 /m e c 2 = 2,81794·10 -13 cm (e, m e - sarcina și masa electronului). Raza clasică a unui electron are semnificația razei unei bile încărcate cu sarcină e (distribuția este simetrică sferic), la care energia câmpului electrostatic al bilei ε = γе 2 /r 0 este egală cu restul energia electronului m e c 2 (utilizată când se consideră împrăștierea luminii Thompson).
Se folosește și raza orbitei Bohr. Este definită ca distanța de la nucleu la care este cel mai probabil să se găsească un electron într-un atom de hidrogen neexcitat.
a 0 = ћ 2 /m e e 2 (în sistemul SGS) și a 0 = (α/4π)R = 0,529·10 -10 m (în sistemul SI), α = 1/137.
Dimensiunea nucleonului r ≈ 10 -13 cm (1 femtometru). Dimensiunile caracteristice ale sistemelor atomice sunt 10 -8, sistemele nucleare sunt 10 -12 ÷ 10 -13 cm.
Timp variază într-o gamă largă și este definită ca raportul dintre distanța R și viteza obiectului v. Pentru microobiecte τ otravă = 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.
Masele obiectele se schimbă de la 0 la M. Astfel, masa unui electron m e ≈ 10 -27 g, masa unui proton
m р ≈ 10 -24 g (sistem SGS). O unitate de masă atomică utilizată în fizica atomică și nucleară, 1 amu. = M(C)/12 în unități de masă a atomului de carbon.
Caracteristicile fundamentale ale micro-obiectelor includ sarcina electrică, precum și caracteristicile necesare identificării unei particule elementare.
Sarcina electrica particulele Q se măsoară de obicei în unități de sarcină electronică. Sarcina electronilor e = 1,6·10 -19 coulombi. Pentru particulele în stare liberă, Q/e = ±1,0, iar pentru quarcii care fac parte din hadroni, Q/e = ±2/3 și ±1/3.
În nuclee, sarcina este determinată de numărul de protoni Z conținuți în nucleu. Sarcina unui proton este egală în valoare absolută cu sarcina unui electron.
Pentru a identifica o particulă elementară trebuie să știți:
I – spin izotopic;
J – moment unghiular intrinsec – spin;
P – paritate spațială;
C – paritatea taxei;
G − G-paritate.
Această informație este scrisă sub forma formulei I G (J PC).
Învârtiți− una dintre cele mai importante caracteristici ale unei particule, pentru care se folosește constanta fundamentală de Planck h sau ћ = h/2π = 1,0544·10 -27 [erg-s]. Bosonii au un spin întreg în unități ћ: (0,1, 2,...)ћ, fermionii au un spin semiîntreg (1/2, 3/2,.. .)ћ. În clasa particulelor supersimetrice, valorile spinului fermionilor și bosonilor sunt inversate.

Orez. 4 ilustrează sens fizic spin J prin analogie cu conceptul clasic de moment unghiular al unei particule cu masa m = 1 g care se deplasează cu viteza v = 1 cm/s într-un cerc cu raza r = 1 cm În fizica clasică, momentul unghiular J = mvr = L (L − moment orbital). În mecanica cuantică, J = = 10 27 ћ = 1 erg·s pentru aceiași parametri ai unui obiect care se mișcă într-un cerc, unde ћ = 1,05·10 -27 erg·s.
Proiecția spinului unei particule elementare pe direcția impulsului său se numește helicitate. Elicitatea unei particule fără masă cu un spin arbitrar ia doar două valori: de-a lungul sau împotriva direcției impulsului particulei. Pentru un foton, valorile posibile ale helicității sunt egale cu ±1, pentru un neutrin fără masă, helicitatea este egală cu ±1/2.
Momentul unghiular de spin al unui nucleu atomic este definit ca suma vectorială a spinurilor particulelor elementare care formează un sistem cuantic și momentele unghiulare orbitale ale acestor particule datorită mișcării lor în cadrul sistemului. Momentul orbital || și impulsul de spin || dobândesc un sens discret. Momentul orbital || = ћ[ l(l+1)] 1/2 , unde l− număr cuantic orbital (poate lua valori 0, 1,2,...), moment unghiular intrinsec || = ћ 1/2 unde s este numărul cuantic de spin (poate lua valori zero, întregi sau semiîntregi J, momentul unghiular total este egal cu suma + = .
Unitățile derivate includ: energia particulelor, viteza, viteza de înlocuire a particulelor relativiste, momentul magnetic etc.
Energie particulă în repaus: E = mc 2 ; particulă în mișcare: E = m 2 c 4 + p 2 c 2.
Pentru particule non-relativiste: E = mc 2 + p 2 /2m; pentru particule relativiste, cu masa m = 0: E = avg.
Unități de energie - eV, keV, MeV, GeV, TeV, ... 1 GeV = 10 9 eV, 1 TeV = 10 12 eV,
1 eV = 1,6·10 -12 erg.
Viteza particulelor β = v/c, unde c = 3·10 10 cm/s este viteza luminii. Viteza particulei determină acest lucru cea mai importantă caracteristică ca factorul Lorentz al particulei γ = 1/(1-β 2) 1/2 = E/mc 2. Întotdeauna γ > 1- Pentru particule non-relativiste 1< γ < 2, а для релятивистских частиц γ > 2.
În fizica de înaltă energie, viteza unei particule β este aproape de 1 și este dificil de determinat pentru particulele relativiste. Prin urmare, în loc de viteză se folosește viteza y, care este legată de viteză prin relația y = (1/2)ln[(1+β)/(1-β)] = (1/2)ln[(E +p)/(E-p)]. Viteza variază de la 0 la ∞.

Relația funcțională dintre viteza particulelor și rapiditate este prezentată în Fig. 5. Pentru particule relativiste la β → 1, E → p, atunci în loc de rapiditate putem folosi pseudo-rapiditatea η, care este determinată de unghiul de plecare al particulei θ, η = (1/2)ln tan(θ/2) . Spre deosebire de viteză, viteza este o cantitate aditivă, adică y 2 = y 0 + y 1 pentru orice cadru de referință și pentru orice particule relativiste și non-relativiste.
Moment magnetic μ = Iπr 2 /c, unde curentul I = ev/2πr ia naștere din cauza rotației sarcinii electrice. Astfel, orice particulă încărcată are un moment magnetic. Când se ia în considerare momentul magnetic al unui electron, se folosește magnetonul Bohr
μ B = eћ/2m e c = 0,5788·10 -14 MeV/G, moment magnetic electron = g·μ B ·. Coeficientul g se numește raport giromagnetic. Pentru un electron g = /μ B · = 2, deoarece J = ћ/2, = μ B cu condiția ca electronul să fie o particulă fără structură sub formă de punct. Raportul giromagnetic g conține informații despre structura particulei. Mărimea (g - 2) este măsurată în experimente care vizează studierea structurii particulelor, altele decât leptonii. Pentru leptoni, această valoare indică rolul corecțiilor electromagnetice mai mari (a se vedea în continuare secțiunea 7.1).
În fizica nucleară, magnetonul nuclear este folosit μ i = eћ/2m p c, unde m p este masa protonului.

2.1.1. Sistemul Heaviside și conexiunea acestuia cu sistemul GHS

În sistemul Heaviside, se presupune că viteza luminii c și constanta lui Planck ћ sunt egale cu unitatea, adică. с = ћ = 1. Unitățile principale de măsură sunt unitățile de energie − MeV sau MeV -1, în timp ce în sistemul GHS principalele unități de măsură sunt [g, cm, s]. Apoi, folosind relațiile: E = mc 2 = m = MeV, l= ћ/mc = MeV -1, t = ћ/mc 2 = MeV -1, obținem legătura dintre sistemul Heaviside și sistemul SGS sub forma:

• m(g) = m(MeV) 2 10 -27,
• l(cm) = l(MeV-1)210-11,
• t (s) = t (MeV -1) b.b 10 -22.

Sistemul Heaviside este folosit în fizica energiilor înalte pentru a descrie fenomenele care au loc în microcosmos și se bazează pe utilizarea constantelor naturale c și ћ, care sunt decisive în mecanica relativistă și cuantică.
Valorile numerice ale cantităților corespunzătoare din sistemul CGS pentru electron și proton sunt date în tabel. 3 și poate fi folosit pentru a trece de la un sistem la altul.

Tabelul 3. Valorile numerice ale cantităților din sistemul CGS pentru electroni și protoni

2.1.2. Unități Planck (naturale).

Când se iau în considerare efectele gravitaționale, scara Planck este introdusă pentru a măsura energia, masa, lungimea și timpul. Dacă energia gravitațională a unui obiect este egală cu energia sa totală, i.e.

Că
lungime = 1,6·10 -33 cm,
masa = 2,2·10 -5 g = 1,2·10 19 GeV,
timp = 5,4·10 -44 s,
Unde = 6,67·10 -8 cm2 ·g -1 ·s -2 .

Efectele gravitaționale sunt semnificative atunci când energia gravitațională a unui obiect este comparabilă cu energia sa totală.

2.2. Clasificarea particulelor elementare

Conceptul de „particulă elementară” s-a format odată cu stabilirea naturii discrete a structurii materiei la nivel microscopic.

Atomi → nuclei → nucleoni → partoni (quarci și gluoni)

În fizica modernă, termenul „particule elementare” este folosit pentru a denumi un grup mare de mici observat particule de materie. Acest grup de particule este foarte extins: p protoni, n neutroni, π- și K-mezoni, hiperoni, particule fermecate (J/ψ...) și multe rezonanțe (în total
~ 350 particule). Aceste particule sunt numite „hadroni”.
S-a dovedit că aceste particule nu sunt elementare, ci sunt sisteme compozite, ale căror componente sunt cu adevărat elementare sau, așa cum au ajuns să fie numite, " fundamental " particule - partoni, descoperit în timp ce studia structura protonului. Studiul proprietăților partonilor a făcut posibilă identificarea acestora cu quarcuriŞi gluoni, introdus în considerare de Gell-Mann și Zweig la clasificarea particulelor elementare observabile. Cuarcii s-au dovedit a fi fermioni cu spin J = 1/2. Li s-au atribuit sarcini electrice fracționate și un număr barion B = 1/3, deoarece un barion cu B = 1 este format din trei quarci. În plus, pentru a explica proprietățile unor barioni, a devenit necesară introducerea unui nou număr cuantic — culoarea. Fiecare quarc are trei stări de culoare, notate prin indicii 1, 2, 3 sau cuvintele roșu (R), verde (G) și albastru (B). Culoarea nu se manifestă în niciun fel în hadronii observați și funcționează doar în interiorul lor.
Până în prezent, au fost descoperite 6 arome (tipuri) de quarci.
În tabel 4 prezintă proprietățile quarcilor pentru o stare de culoare.

Tabelul 4. Proprietățile quarcurilor

Aromă	Masa, MeV/s 2	eu	eu 3	Q q /e	s	Cu	b	t
tu sus	330; (5)	1/2	1/2	2/3	0	0	0	0
d jos	340; (7)	1/2	-1/2	-1/3	0	0	0	0
e ciudat	450; (150)	0	0	-1/3	-1	0	0	0
cu farmec	1500	0	0	2/3	0	1	0	0
b frumusețe	5000	0	0	-1/3	0	0	-1	0
t adevarul	174000	0	0	2/3	0	0	0	1

Pentru fiecare aromă a unui cuarc este indicată masa acestuia (masele cuarcilor constituenți și masele cuarcilor actuali sunt date în paranteză), spin izotopic I și a 3-a proiecție a spin izotopic I 3, sarcină de cuarc Q q /e și quantum numerele s, c, b, t. Alături de aceste numere cuantice, este adesea folosită hiperîncărcarea numărului cuantic Y = B + s + c + b+ t. Există o legătură între proiecția spin izotopic I 3, sarcina electrică Q și hipersarcina Y: Q = I 3 + (1/2)Y.
Deoarece fiecare quarc are 3 culori, trebuie luate în considerare 18 quarci. Quarcii nu au structură.
În același timp, printre particulele elementare a existat o întreagă clasă de particule numite " leptoni„Sunt, de asemenea, particule fundamentale, adică nu au structură. Sunt șase dintre ele: trei încărcate e, μ, τ și trei neutre ν e, ν μ, ν τ. Leptonii participă doar la interacțiuni electromagnetice și slabe. Leptoni și Cuarcii cu spin semiîntreg J = (n+1/2)ћ, n = 0, 1,... . Se observă o simetrie uimitoare între leptoni și șase quarci.
În tabel Figura 5 prezintă proprietățile fermionilor fundamentali: sarcina electrică Q i în unități de sarcină a electronilor și masa particulelor m. Leptonii și quarcii sunt combinați în trei generații (I, II și III). Pentru fiecare generație, suma sarcinilor electrice ∑Q i = 0, luând în considerare 3 sarcini de culoare pentru fiecare cuarc. Fiecare fermion are un antifermion corespunzător.
Pe lângă caracteristicile particulelor indicate în tabel, rol important pentru leptoni, numerele de lepton joacă: electron L e , egal cu +1 pentru e - și ν e , muonic L μ , egal cu +1 pentru μ - și ν μ și taonic L τ , egal cu +1 pentru τ - și ν τ , care corespund aromelor de leptoni care participă la reacții specifice și sunt cantități conservate. Pentru leptoni, numărul barionului B = 0.

Tabelul 5. Proprietățile fermionilor fundamentali

Materia din jurul nostru este formată din fermioni de prima generație cu masă diferită de zero. Influența particulelor din a doua și a treia generație s-a manifestat în Universul timpuriu. Dintre particulele fundamentale, un rol special îl au bosonii gauge fundamentali, care au un număr cuantic intern întreg de spin J = nћ, n = 0, 1, .... Bosonii gauge sunt responsabili pentru patru tipuri de interacțiuni fundamentale: puternice ( gluon g), electromagnetic (foton γ) , slab (bosoni W ± , Z 0), gravitațional (graviton G). Ele sunt, de asemenea, particule fundamentale fără structură.
În tabel 6 prezintă proprietățile bosonilor fundamentali, care sunt cuante de câmp în teoriile gauge.

Tabelul 6. Proprietățile bosonilor fundamentali

Nume	Încărca	Greutate	Învârtiți	Interacțiuni
Graviton, G	0	0	2	Gravitațional
Foton, γ	0	< 3·10 -27 эВ	1	Electromagnetic
Bosoni vectoriali încărcați, W ±	±1	80,419 GeV/s 2	1	Slab
Boson vector neutru, Z 0	0	91,188 GeV/s 2	1	Slab
Gluoni, g 1 , ... , g 8	0	0	0	Puternic
Higgs, H0, H ±	0	> 100 GeV/s 2	0

În plus față de proprietățile bosonilor open gauge γ, W ±, Z 0, g 1,..., g 8, tabelul prezintă proprietățile bosonilor nedescoperiți până acum: gravitonul G și bosonii Higgs H 0, H ±.
Să luăm acum în considerare cel mai mult grup mare particulele elementare care interacționează puternic - hadroni, pentru a explica structura căreia a fost introdus conceptul de quarci.
Hadronii sunt împărțiți în mezoni și barioni. Mezonii sunt construiți dintr-un cuarc și un antiquarc (q). Barionii constau din trei quarci (q 1 q 2 q 3).
În tabel 7 oferă o listă de proprietăți ale hadronilor principali. (Pentru tabele detaliate, a se vedea The European Physical Journal C, Rev. of Particle Phys., v.15, No. 1 - 4, 2000.)

Tabelul 7. Proprietățile hadronilor

	Nume	Masa, MeV/s 2	Durata vieții, s	Moduri de dezintegrare	Compoziția cuarcilor
	Bujor π ± 1 - (0 -+) π 0	139.567 134.965	2,6·10 -8 0,83·10 -16	π ± → μ ± + ν π 0 → γ + γ	(u), (d) (u − d)/√2
	η-mezon η 0 0 + (0 -+)	548.8	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 p Neutron n	938.3 939.5	> 10 33 ani 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

Structura cuarci a hadronilor face posibilă distingerea în acest grup mare de particule hadroni non-strani, care constau din quarci non-strani (u, d), hadroni ciudați, care includ un quarc ciudat s, hadroni fermecați care conțin un c- quark, hadroni drăguți (hadroni de jos) cu b-quark.
Tabelul prezintă proprietățile doar unei mici părți din hadroni: mezoni și barioni. Sunt prezentate masa lor, durata de viață, principalele moduri de dezintegrare și compoziția cuarcilor. Pentru mezoni, numărul barionic B = O și numărul lepton L = 0. Pentru barioni, numărul barionic B = 1, numărul lepton L = 0. Mezonii sunt bosoni (spin întreg), barionii sunt fermioni (spin pe jumătate întreg). ).
O analiză suplimentară a proprietăților hadronilor ne permite să le combinăm în multiplete izotopice, constând din particule cu aceleași numere cuantice (număr barion, spin, paritate internă, ciudățenie) și mase similare, dar cu sarcini electrice diferite. Fiecare multiplet izotopic este caracterizat de spin izotopic I, care determină numărul total de particule incluse în multiplet, egal cu 2I + 1. Isospin poate lua valori 0, 1/2, 1, 3/2, 2, . .., adică este posibilă existenţa unor singlete izotopice, dublete, triplete, cvartete etc. Astfel, un proton și un neutron constituie un dublet izotopic, π + -, π - -, π 0 -mezonii sunt considerați ca un triplet izotopic.
Obiectele mai complexe din microcosmos sunt nucleele atomice. Nucleul atomic este format din protoni Z și neutroni N. Suma Z + N = A este numărul de nucleoni dintr-un izotop dat. Adesea, tabelele dau valoarea medie a tuturor izotopilor, apoi devine fracționară. Se cunosc nuclee pentru care valorile indicate se încadrează în limitele: 1< А < 289, 1 < Z < 116.
Particulele enumerate mai sus sunt luate în considerare în cadrul modelului standard. Se presupune că dincolo de Modelul Standard poate exista un alt grup de particule fundamentale - particule supersimetrice (SUSY). Ele trebuie să asigure simetria între fermioni și bozoni. În tabel 8 prezintă proprietățile așteptate ale acestei simetrii.

2.3. Abordarea pe teren a problemei interacțiunilor

2.3.1 Proprietăți ale interacțiunilor fundamentale

Varietatea uriașă de fenomene fizice care apar în timpul ciocnirilor de particule elementare este determinată de doar patru tipuri de interacțiuni: electromagnetice, slabe, puternice și gravitaționale. În teoria cuantică, interacțiunea este descrisă în termeni de schimb de cuante specifice (bosoni) asociate unui anumit tip de interacțiune.
Pentru a reprezenta vizual interacțiunea particulelor, fizicianul american R. Feynman a propus utilizarea diagramelor, care i-au primit numele. Diagramele Feynman descriu orice proces de interacțiune atunci când două particule se ciocnesc. Fiecare particulă implicată în proces este reprezentată printr-o linie pe diagrama Feynman. Capătul liber din stânga sau din dreapta al liniei indică faptul că particula este în starea inițială sau, respectiv, finală. Liniile interne din diagrame (adică liniile care nu au capete libere) corespund așa-numitelor particule virtuale. Acestea sunt particule create și absorbite în timpul procesului de interacțiune. Ele nu pot fi înregistrate, spre deosebire de particulele reale. Interacțiunea particulelor din diagramă este reprezentată de noduri (sau vârfuri). Tipul de interacțiune este caracterizat de constanta de cuplare α, care poate fi scrisă ca: α = g 2 /ћc, unde g este sarcina sursei de interacțiune și este principala caracteristică cantitativă a forței care acționează între particule. În interacțiunea electromagnetică α e = e 2 /ћc = 1/137.

Fig.6. Diagrama Feynman.

Procesul a + b →с + d sub forma unei diagrame Feynman (Fig. 6) arată astfel: R este o particulă virtuală schimbată între particulele a și b în timpul interacțiunii determinate de constanta de interacțiune α = g 2 /ћc, care caracterizează puterea interacțiunii la o distanță egală cu raza de interacțiune.
O particulă virtuală poate avea o masă M x și atunci când această particulă este schimbată, se transferă un moment de 4 momente t = −q 2 = Q 2.
În tabel Figura 9 prezintă caracteristicile diferitelor tipuri de interacțiuni.

Interacțiuni electromagnetice . Interacțiunile electromagnetice, la care sunt supuse toate particulele încărcate și fotonii, au fost studiate cel mai complet și mai consistent. Purtătorul de interacțiune este fotonul. Pentru forțele electromagnetice, constanta de interacțiune este numeric egală cu constanta de structură fină α e = e 2 /ћc = 1/137.
Exemple de procese electromagnetice cele mai simple sunt efectul fotoelectric, efectul Compton, formarea de perechi electron-pozitron, iar pentru particulele încărcate - împrăștierea ionizării și bremsstrahlung. Teoria acestor interacțiuni - electrodinamica cuantică - este cea mai precisă teorie fizică.

Interacțiuni slabe. Pentru prima dată, au fost observate interacțiuni slabe în timpul dezintegrarii beta a nucleelor ​​atomice. Și, după cum s-a dovedit, aceste dezintegrari sunt asociate cu transformarea unui proton într-un neutron în nucleu și invers:
p → n + e + + ν e, n → p + e - + e. Sunt posibile și reacții inverse: captarea unui electron e - + p → n + ν e sau a unui antineutrin e + p → e + + n. Interacțiunea slabă a fost descrisă de Enrico Fermi în 1934 în termenii interacțiunii de contact cu patru fermioni definite de constanta Fermi
GF = 1,4.10 -49 erg.cm3.
La energii foarte mari, în locul interacțiunii de contact Fermi, interacțiunea slabă este descrisă ca o interacțiune de schimb, în ​​care o cuantă dotată cu o sarcină slabă g w (prin analogie cu o sarcină electrică) este schimbată și acționează între fermioni. Astfel de cuante au fost descoperite pentru prima dată în 1983 la colisionarul SppS (CERN) de o echipă condusă de Carl Rubbia. Aceștia sunt bosoni încărcați - W ± și un boson neutru - Z 0, masele lor sunt, respectiv, egale: m W± = 80 GeV/s 2 și m Z = 90 GeV/s 2. Constanta de interacțiune α W în acest caz este exprimată prin constanta Fermi:

Tabelul 9. Principalele tipuri de interacțiuni și caracteristicile acestora