±1 1 80,4 Svag interaktion Z 0 0 1 91,2 Svag interaktion Gluon 0 1 0 Stark interaktion Higgs boson 0 0 ≈125,09±0,24 Inert massa

Generation		Quarks med laddning (+2/3)				Quarks med laddning (−1/3)
			Quark/antikvark symbol	Massa (MeV)		Namn/smak av kvarg/antikvark	Quark/antikvark symbol	Massa (MeV)
1		u-kvark (upp-kvark) / anti-u-kvark	$u\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(u)$	från 1,5 till 3		d-quark (down-quark) / anti-d-quark	$d\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(d)$	4,79±0,07
2		c-quark (charm-quark) / anti-c-quark	$c\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(c)$	1250 ± 90		s-kvark (märklig kvarg) / anti-s-kvark	$s\; /\; \backslash ,\; \backslash överlinje(ar)$	95 ± 25
3		t-kvark (toppkvark) / anti-t-kvark	$t\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(t)$	174 200 ± 3 300		b-kvark (bottenkvark) / anti-b-kvark	$b\; /\; \backslash ,\; \backslash överlinje(b)$	4200 ± 70

se även

Skriv en recension om artikeln "Fundamental partikel"

Anteckningar

Länkar

• S. A. Slavatinsky// Moskvas institut för fysik och teknik (Dolgoprudny, Moskva-regionen)
• Slavatinsky S.A. // SOZH, 2001, nr 2, sid. 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

Grundläggande partiklar Sammansatt partiklar Anslutningar grundläggande och/eller kompositpartiklar Regelbunden Ovanlig Övrig klassificeringar partiklar

Utdrag som karakteriserar den fundamentala partikeln

Dagen efter vaknade han sent. Genom att förnya intrycken från det förflutna kom han först och främst ihåg att han idag måste presentera sig för kejsar Franz, han mindes krigsministern, den artige österrikiske adjutanten Bilibin och samtalet i går kväll. Klädd i full uniform, som han inte hade burit på länge, för resan till palatset, gick han, fräsch, livlig och stilig, med knuten arm, in på Bilibins kontor. Det fanns fyra herrar från den diplomatiska kåren på kontoret. Bolkonskij var bekant med prins Ippolit Kuragin, som var ambassadens sekreterare; Bilibin presenterade honom för andra.
De herrar som besökte Bilibin, världsliga, unga, rika och glada människor, bildade en egen krets både i Wien och här, som Bilibin, som var chef för denna krets, kallade vår, les nftres. Denna krets, som nästan uteslutande bestod av diplomater, hade tydligen sina egna intressen, som inte hade något att göra med krig och politik, högsamhällets intressen, relationer med några kvinnor och den prästerliga sidan av tjänsten. Dessa herrar accepterade tydligen villigt prins Andrei i sin krets som en av sina egna (en ära de gjorde för få). Av artighet och som samtalsämne fick han flera frågor om armén och striden, och samtalet föll åter samman i inkonsekventa, muntra skämt och skvaller.
"Men det är särskilt bra", sa en och berättade för en meddiplomats misslyckande, "det som är särskilt bra är att kanslern direkt sa till honom att hans utnämning till London var en befordran och att han borde se på det så." Ser du hans figur samtidigt?...
"Men vad värre är, mina herrar, jag ger er Kuragin: mannen är i olycka, och denne Don Juan, denna fruktansvärda man, utnyttjar det!"
Prins Hippolyte låg i en Voltaire-stol med benen i kors över armen. Han skrattade.
"Parlez moi de ca, [Kom igen, kom igen,]" sa han.
- Åh, Don Juan! Åh orm! – röster hördes.
"Du vet inte, Bolkonskij," vände Bilibin till prins Andrei, "att alla fasor i den franska armén (jag sa nästan den ryska armén) är ingenting jämfört med vad den här mannen gjorde bland kvinnor."
"La femme est la compagne de l"homme, [En kvinna är en mans vän], sa prins Hippolyte och började titta genom lorgnetten på hans upphöjda ben.
Bilibin och våra brast ut i skratt och tittade in i Ippolits ögon. Prins Andrei såg att denne Ippolit, som han (var tvungen att erkänna) nästan var avundsjuk på sin fru, var en tönt i det här samhället.
"Nej, jag måste unna dig Kuragin," sa Bilibin tyst till Bolkonskij. – Han är charmig när han pratar om politik, man måste se denna betydelse.
Han satte sig bredvid Hippolytus och samlade veck i pannan och började ett samtal med honom om politik. Prins Andrei och andra omgav båda.
"Le cabinet de Berlin ne peut pas exprimer un sentiment d" alliance," började Hippolyte och tittade på alla rejält, "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... [Berlinkabinettet kan inte uttrycka sin åsikt om alliansen utan att uttrycka... som i sin sista anteckning... du förstår... du förstår.. Men om Hans Majestät Kejsaren inte ändrar kärnan i vår allians...]
"Attendez, je n"ai pas fini...," sa han till prins Andrei och grep hans hand. "Je antar att que l"intervention sera plus forte que la non intervention." Et...” Han gjorde en paus. – On ne pourra pas imputer a la fin de non recevoir notre depeche du 28 novembre. Voila kommentar tout cela finira. [Vänta, jag är inte klar. Jag tror att ingripandet kommer att vara starkare än icke-ingripandet. Och... Det är omöjligt att överväga saken om inte vårt utskick den 28 november accepteras. Hur ska allt detta sluta?]
Och han släppte Bolkonskys hand, vilket tydde på att han nu var helt färdig.
"Demosthenes, je te reconnais au caillou que tu as cache dans ta bouche d"or! [Demosthenes, jag känner igen dig på stenen som du gömmer i dina gyllene läppar!] - sa Bilibin, vars hårmössa rörde sig på hans huvud med nöje.
Alla skrattade. Hippolytus skrattade högst av alla. Han led tydligen, höll på att kvävas, men kunde inte motstå det vilda skrattet som sträckte ut hans alltid orörliga ansikte.
"Nå, mina herrar," sade Bilibin, "Bolkonskij är min gäst i huset och här i Brunn, och jag vill unna honom, så mycket jag kan, med livets alla glädjeämnen här." Om vi ​​var i Brunn skulle det vara lätt; men här, dans ce vilain trou morave [i detta otäcka mähriska hål], är det svårare, och jag ber er alla om hjälp. Il faut lui faire les honneurs de Brunn. [Vi måste visa honom Brunn.] Du tar över teatern, jag – samhället, du, Hippolytus förstås – kvinnor.
– Vi måste visa honom Amelie, hon är underbar! - sa en av våra och kysste fingertopparna.
"I allmänhet borde den här blodtörstige soldaten omvandlas till mer humana åsikter," sa Bilibin.
"Det är osannolikt att jag kommer att dra nytta av er gästfrihet, mina herrar, och nu är det dags för mig att gå", sa Bolkonskij och tittade på sin klocka.
- Var?
- Till kejsaren.
- HANDLA OM! o! o!
- Nåväl, hejdå, Bolkonskij! Adjö, prins; "Kom till middag tidigare", hördes röster. – Vi tar hand om dig.
"Försök så mycket som möjligt att berömma ordningen i leveransen av proviant och rutter när du talar med kejsaren," sa Bilibin och eskorterade Bolkonsky till den främre hallen.
"Och jag skulle vilja berömma, men jag kan inte, så mycket jag vet," svarade Bolkonskij och log.
– Tja, i allmänhet, prata så mycket som möjligt. Hans passion är publiken; men han själv tycker inte om att tala och vet inte hur, som du kommer att se.

Mikrovärldens strukturer

Tidigare kallades elementarpartiklar för partiklar som är en del av en atom och inte kan brytas ner till mer elementära komponenter, nämligen elektroner och kärnor.

Senare fann man att kärnor består av enklare partiklar - nukleoner(protoner och neutroner), som i sin tur består av andra partiklar. Det är därför de minsta partiklarna av materia började betraktas som elementarpartiklar , exklusive atomer och deras kärnor .

Hittills har hundratals elementära partiklar upptäckts, vilket kräver deras klassificering:

– efter typ av interaktion

- efter tid i livet

– största ryggen

Elementarpartiklar delas in i följande grupper:

Sammansatta och fundamentala (strukturlösa) partiklar

Sammansatta partiklar

Hadron (tung)– partiklar som deltar i alla typer av grundläggande interaktioner. De består av kvarkar och är i sin tur indelade i: mesoner– hadroner med heltalsspinn, det vill säga de är bosoner; baryoner– hadroner med halvheltalsspinn, det vill säga fermioner. Dessa inkluderar i synnerhet de partiklar som utgör kärnan i en atom - proton och neutron, dvs. nukleoner.

Fundamentala (strukturlösa) partiklar

Leptoner (ljus)– fermioner, som har formen av punktpartiklar (dvs inte består av någonting) upp till skalor av storleksordningen 10 − 18 m. De deltar inte i starka interaktioner. Deltagande i elektromagnetiska interaktioner observerades experimentellt endast för laddade leptoner (elektroner, myoner, tauleptoner) och observerades inte för neutriner.

Quarks– Fraktionellt laddade partiklar som utgör hadroner. De observerades inte i den fria staten.

Mätare bosoner– partiklar genom vars utbyte interaktioner utförs:

– foton – en partikel som bär elektromagnetisk interaktion;

– åtta gluoner – partiklar som bär den starka interaktionen;

– tre mellanliggande vektorbosoner W + , W− och Z 0, som tolererar svaga interaktioner;

– graviton är en hypotetisk partikel som överför gravitationsinteraktion. Förekomsten av gravitoner, även om de ännu inte experimentellt bevisats på grund av gravitationsinteraktionens svaghet, anses ganska trolig; gravitonen ingår dock inte i standardmodellen för elementarpartiklar.

Enligt moderna koncept inkluderar fundamentala partiklar (eller "sanna" elementarpartiklar) som inte har en inre struktur och ändliga dimensioner:

Kvarkar och leptoner

Partiklar som ger grundläggande interaktioner: gravitoner, fotoner, vektorbosoner, gluoner.

Klassificering av elementarpartiklar efter livstid:

- stabil: partiklar vars livslängd är mycket lång (i gränsen tenderar den till oändlighet). Dessa inkluderar elektroner , protoner , neutrino . Neutroner är också stabila inuti kärnor, men de är instabila utanför kärnan.

- instabil (kvasistabil): elementarpartiklar är de partiklar som sönderfaller på grund av elektromagnetiska och svaga interaktioner och vars livslängd är mer än 10–20 sekunder. Sådana partiklar inkluderar fri neutron (dvs en neutron utanför en atoms kärna)

- resonanser (instabil, kortlivad). Resonanser inkluderar elementarpartiklar som sönderfaller på grund av starka interaktioner. Deras livslängd är mindre än 10 -20 sekunder.

Klassificering av partiklar efter deltagande i interaktioner:

- leptoner : Dessa inkluderar neutroner. Alla deltar inte i virveln av intranukleära interaktioner, d.v.s. är inte föremål för starka interaktioner. De deltar i svag interaktion, och de med en elektrisk laddning deltar också i elektromagnetisk interaktion

- hadroner : partiklar som finns inuti atomkärnan och deltar i starka interaktioner. De mest kända av dem är proton Och neutron .

Känd idag sex leptoner :

I samma familj som elektronen finns myoner och tau-partiklar, som liknar elektronen men mer massiva. Myoner och tau-partiklar är instabila och sönderfaller så småningom till flera andra partiklar, inklusive elektronen

Tre elektriskt neutrala partiklar med noll (eller nära noll, forskarna har ännu inte bestämt sig på denna punkt) massa, kallad neutrino . Var och en av de tre neutrinerna (elektronneutrino, myonneutrino, tau neutrino) är parad med en av tre typer av partiklar i elektronfamiljen.

Den mest berömda hadroner , protoner och neutriner det finns hundratals släktingar, som föds i stort antal och omedelbart förfaller i processen med olika kärnreaktioner. Med undantag för protonen är de alla instabila och kan klassificeras efter sammansättningen av de partiklar som de sönderfaller i:

Om det finns en proton bland slutprodukterna av partikelsönderfall, så kallas det baryon

Om det inte finns någon proton bland sönderfallsprodukterna kallas partikeln meson .

Den kaotiska bilden av den subatomära världen, som blev mer komplex med upptäckten av varje ny hadron, gav plats för en ny bild med tillkomsten av begreppet kvarkar. Enligt kvarkmodellen består alla hadroner (men inte leptoner) av ännu fler elementarpartiklar - kvarkar. Så baryoner (särskilt protonen) består av tre kvarkar, och mesoner - från paret kvarg - antikvark.

OM FÖRSTÅELSEN AV MATERIALENS RÖRELSE, DESS FÅGA TILL SJÄLVUTVECKLING, OCH ÄVEN ANSLUTNING OCH SAMVERKAN MELLAN MATERIALOBJEKT I MODERN NATURVETENSKAP

Tsyupka V.P.

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

1. Materiens rörelse

"En integrerad egenskap hos materien är rörelse" 1, som är en form av existens av materia och manifesterar sig i någon av dess förändringar. Av oskapbarheten och oförstörbarheten av materien och dess egenskaper, inklusive rörelse, följer att materiens rörelse existerar för evigt och är oändligt mångfaldig i form av dess manifestationer.

Existensen av något materiellt objekt manifesteras i dess rörelse, det vill säga i varje förändring som sker med det. Under förändringen ändras alltid vissa egenskaper hos materialobjektet. Eftersom helheten av alla egenskaper hos ett materiellt föremål, som kännetecknar dess säkerhet, individualitet och egenhet vid ett visst ögonblick, motsvarar dess tillstånd, visar det sig att rörelsen hos ett materiellt föremål åtföljs av en förändring i dess tillstånd. . Förändringen av egenskaper kan gå så långt att ett materialobjekt kan bli ett annat materialobjekt. "Men ett materiellt objekt kan aldrig förvandlas till en egenskap" (till exempel massa, energi) och "en egenskap till ett materiellt objekt" 2, eftersom bara rörlig materia kan vara en föränderlig substans. Inom naturvetenskapen kallas materiens rörelse också för ett naturfenomen (naturfenomen).

Det är känt att "utan rörelse finns ingen materia", 3 precis som utan materia kan det inte finnas någon rörelse.

Materiens rörelse kan uttryckas kvantitativt. Det universella kvantitativa måttet på materiens rörelse, liksom alla materiella föremål, är energi, som uttrycker materiens och alla materiella föremåls inneboende aktivitet. Därför är energi en av egenskaperna hos att röra materia, och energi kan inte vara utanför materien, skild från den. Energi har ett likvärdigt förhållande med massa. Följaktligen kan massa karakterisera inte bara mängden av ett ämne, utan också graden av dess aktivitet. Av det faktum att materiens rörelse existerar evigt och är oändligt mångsidig i form av dess manifestationer, följer det obönhörligen att energi, som kännetecknar materiens rörelse kvantitativt, även existerar evigt (oskapad och oförstörbar) och är oändligt mångfaldig i formen. av dess yttringar. "Därmed försvinner energi aldrig eller dyker upp igen, den förvandlas bara från en typ till en annan" 1 i enlighet med förändringen i rörelsetyper.

Olika typer (former) av materias rörelse observeras. De kan klassificeras med hänsyn till förändringar i egenskaperna hos materiella föremål och egenskaperna hos deras effekter på varandra.

Rörelsen av det fysiska vakuumet (fria fundamentala fält i normaltillståndet) kokar ner till att det hela tiden avviker något åt ​​olika håll från sin jämvikt, som om det "darrar". Som ett resultat av sådana spontana lågenergiexcitationer (avvikelser, störningar, fluktuationer) bildas virtuella partiklar, som omedelbart löses upp i det fysiska vakuumet. Detta är det lägsta (grundläggande) energitillståndet för ett rörligt fysiskt vakuum, dess energi är nära noll. Men ett fysiskt vakuum kan under en tid på någon plats förvandlas till ett upphetsat tillstånd, kännetecknat av ett visst överskott av energi. Med sådana betydande högenergiexcitationer (avvikelser, störningar, fluktuationer) av det fysiska vakuumet kan virtuella partiklar fullborda sitt utseende och sedan bryter verkliga fundamentala partiklar ut ur det fysiska vakuumet olika typer, och som regel i par (som har en elektrisk laddning i form av en partikel och en antipartikel med elektriska laddningar av motsatta tecken, till exempel i form av ett elektron-positron-par).

Enstaka kvantexcitationer av olika fria fundamentala fält är fundamentala partiklar.

Fermion (spinor) fundamentala fält kan generera 24 fermioner (6 kvarkar och 6 antikvarkar, samt 6 leptoner och 6 antileptoner), uppdelade i tre generationer (familjer). I den första generationen bildar upp- och nedkvarkar (och antikvarkar), såväl som leptoner, en elektron och en elektronneutrino (och en positron med en elektron antineutrino), vanlig materia (och den sällan upptäckta antimateria). I den andra generationen har charm och konstiga kvarkar (och antikvarkar), såväl som leptoner, myon och muon neutrino (och antimuon med muon antineutrino), som har en större massa (större gravitationsladdning), en större massa (större gravitationsladdning) . I den tredje generationen finns det sanna och charmiga kvarkar (och antikvarkar), såväl som leptoner taon och taon neutrino (och antitaon med taon antineutrino). Fermioner av andra och tredje generationen deltar inte i bildandet av vanlig materia, är instabila och förfaller med bildandet av fermioner av den första generationen.

Bosoniska (gauge) fundamentala fält kan generera 18 typer av bosoner: gravitationsfält - gravitoner, elektromagnetiskt fält - fotoner, svagt interaktionsfält - 3 typer av "vions" 1, gluonfält - 8 typer av gluoner, Higgsfält - 5 typer av Higgs bosoner.

Ett fysiskt vakuum i ett tillstånd med tillräckligt hög energi (exciterat) kan generera många fundamentala partiklar med betydande energi, i form av ett miniuniversum.

För substansen i mikrovärlden reduceras rörelse till:

till spridning, kollision och omvandling av elementarpartiklar till varandra;

bildandet av atomkärnor från protoner och neutroner, deras rörelse, kollision och förändring;

bildandet av atomer från atomkärnor och elektroner, deras rörelse, kollision och förändring, inklusive hoppning av elektroner från en atomomloppsbana till en annan och deras separation från atomer, tillägg av extra elektroner;

bildandet av molekyler från atomer, deras rörelse, kollision och förändring, inklusive tillägg av nya atomer, frigörande av atomer, ersättning av vissa atomer med andra och en förändring i ordningen av atomer i förhållande till varandra i en molekyl.

För innehållet i makrovärlden och megavärlden kommer rörelse ner på förskjutning, kollision, deformation, förstörelse, förening av olika kroppar, såväl som till deras mest varierande förändringar.

Om rörelsen av ett materiellt objekt (kvantiserat fält eller materiellt objekt) åtföljs av en förändring endast i dess fysikaliska egenskaper t.ex. frekvens eller våglängd för ett kvantiserat fält, momentan hastighet, temperatur, elektrisk laddning för ett materiellt föremål, så hänvisas sådan rörelse till som en fysisk form. Om rörelsen av ett materiellt föremål åtföljs av en förändring i dess kemiska egenskaper t.ex. löslighet, brännbarhet, surhet, då klassificeras sådan rörelse som en kemisk form. Om rörelsen avser förändringar i objekt i megavärlden (kosmiska objekt), så klassificeras sådan rörelse som en astronomisk form. Om rörelsen avser förändringar i föremål av de djupa jordskalen (jordens inre), så klassificeras sådan rörelse som en geologisk form. Om rörelsen avser förändringar i föremålen för det geografiska skalet, som förenar alla jordens ytskal, klassificeras en sådan rörelse som en geografisk form. Rörelsen av levande kroppar och deras system i form av deras olika livsmanifestationer klassificeras som biologisk form. Förflyttning av materiella föremål, åtföljd av en förändring av socialt betydelsefulla egenskaper med obligatoriskt deltagande av människor, till exempel gruvdrift järnmalm och produktion av järn och stål, odling av sockerbetor och produktion av socker klassas som socialt bestämda rörelseformer.

Rörelsen av något materiellt föremål kan inte alltid tillskrivas någon form. Det är komplext och mångsidigt. Även den fysiska rörelsen som är inneboende i materiella objekt från det kvantiserade fältet till kroppar kan inkludera flera former. Till exempel inkluderar en elastisk kollision (kollision) av två solida kroppar i form av biljardbollar en förändring av kulornas position över tiden i förhållande till varandra och bordet, och kulornas rotation och friktionen hos bollar på ytan av bordet och luften, och rörelsen av partiklar i varje boll, och praktiskt taget reversibel förändring av bollarnas form under en elastisk kollision, och utbytet av kinetisk energi med dess partiella omvandling till den inre energin av bollarna under en elastisk kollision, och överföringen av värme mellan bollarna, luften och bordets yta, och det möjliga radioaktiva sönderfallet av kärnorna av instabila isotoper som finns i bollarna, och penetrationen av neutrinos kosmiska strålar genom bollar, etc. Med materiens utveckling och uppkomsten av kemiska, astronomiska, geologiska, geografiska, biologiska och socialt bestämda materiella objekt blir rörelseformerna mer komplexa och mer mångfaldiga. I kemisk rörelse kan man alltså se både fysiska rörelseformer och kvalitativt nya, inte reducerbara till fysiska, kemiska former. Vid förflyttning av astronomiska, geologiska, geografiska, biologiska och socialt bestämda föremål kan man se både fysiska och kemiska rörelseformer, såväl som kvalitativt nya, inte reducerbara till fysikaliska och kemiska, respektive astronomiska, geologiska, geografiska, biologiska eller sociala bestämda rörelseformer. Samtidigt skiljer sig inte materiens lägre rörelseformer i materiella föremål av varierande grad av komplexitet. Till exempel skiljer sig den fysiska rörelsen av elementarpartiklar, atomkärnor och atomer inte mellan astronomiska, geologiska, geografiska, biologiska eller socialt bestämda materiella objekt.

Vid studiet av komplexa rörelseformer bör två ytterligheter undvikas. För det första kan studiet av en komplex rörelseform inte reduceras till enkla rörelseformer. Till exempel kan biologisk rörelse inte enbart härledas från fysiska och kemiska rörelseformer, samtidigt som man ignorerar de biologiska rörelseformerna i sig. Och för det andra kan du inte begränsa dig till att bara studera komplexa former av rörelse, ignorera enkla. Till exempel, studiet av biologisk rörelse kompletterar väl studiet av de fysiska och kemiska rörelseformer som förekommer i detta fall.

2. Materiens förmåga att utveckla sig själv

Som bekant kännetecknas materiens självutveckling, och materien är kapabel till självutveckling, av en spontan, riktad och irreversibel steg-för-steg-komplikation av formerna av rörlig materia.

Materiens spontana självutveckling innebär att processen med gradvis komplikation av formerna av rörlig materia sker av sig själv, naturligt, utan deltagande av några onaturliga eller övernaturliga krafter, Skaparen, på grund av interna, naturliga skäl.

Riktningen för materiens självutveckling innebär en sorts kanalisering av processen för gradvis komplikation av formerna för att flytta materia från en form som existerade tidigare till en annan form som dök upp senare: för varje ny form av rörlig materia kan man hitta den tidigare form av rörlig materia som gav den dess ursprung, och vice versa, för varje tidigare form av rörlig materia, kan man hitta en ny form av rörlig materia som uppstått ur den. Dessutom existerade den tidigare formen av rörlig materia alltid före den nya formen av rörlig materia som uppstod ur den, den tidigare formen är alltid äldre än den nya formen som uppstod från den. Tack vare kanaliseringen av självutvecklingen av rörlig materia uppstår unika serier av steg-för-steg-komplikationer av dess former, som visar i vilken riktning, såväl som genom vilka mellanliggande (övergångs-) former, den historiska utvecklingen av en eller annan form av rörlig materia inträffade.

Oåterkalleligheten av materiens självutveckling innebär att processen med gradvis komplikation av formerna av rörlig materia inte kan gå i motsatt riktning, bakåt: en ny form av rörlig materia kan inte ge upphov till en tidigare form av rörlig materia från vilken den uppstod, men det kan bli en tidigare form för nya former. Och om plötsligt någon ny form av rörlig materia skulle visa sig vara mycket lik en av de former som föregick den, betyder det inte att rörlig materia började självutvecklas i motsatt riktning: den tidigare formen av rörlig materia dök upp mycket tidigare , och den nya formen av rörlig materia, jämn och mycket lik den, dök upp mycket senare och är, även om den är lik, men en fundamentalt annorlunda form av rörlig materia.

3. Kommunikation och interaktion av materiella föremål

Materiens inneboende egenskaper är samband och interaktion, som är orsaken till dess rörelse. Eftersom samband och interaktion är orsaken till materiens rörelse, är därför samband och interaktion, liksom rörelse, universella, d.v.s. inneboende i alla materiella objekt, oavsett deras natur, ursprung och komplexitet. Alla fenomen i den materiella världen bestäms (i betydelsen av att vara betingade) av naturliga materiella kopplingar och interaktioner, såväl som av objektiva naturlagar, som återspeglar mönstren för anslutning och interaktion. "I denna mening finns det inget övernaturligt och absolut i motsats till materia i världen." 1 Interaktion är liksom rörelse en form av materias vara (existens).

Alla materiella objekts existens manifesteras i interaktion. Att något materiellt objekt existerar betyder att på något sätt manifestera sig i relation till andra materiella objekt, interagera med dem, vara i objektiva förbindelser och relationer med dem. Om ett hypotetiskt material ”objekt som inte skulle manifestera sig på något sätt i förhållande till några andra materiella objekt, inte skulle vara kopplat till dem på något sätt, inte skulle interagera med dem, så skulle det ”inte existera för dessa andra materiella objekt. "Men vårt antagande om honom kunde inte heller baseras på någonting, eftersom vi på grund av bristen på interaktion skulle ha noll information om honom." 2

Interaktion är processen för ömsesidig påverkan av vissa materiella föremål på andra med utbyte av energi. Interaktionen mellan materiella föremål kan vara direkt, till exempel i form av en kollision (påverkan) av två fasta kroppar. Eller så kan det hända på avstånd. I det här fallet säkerställs interaktionen mellan materiella objekt av de bosoniska (mätare) grundläggande fälten som är associerade med dem. En förändring i ett materialobjekt orsakar excitation (avvikelse, störning, fluktuation) av motsvarande bosoniska (mätare) grundfält som är associerat med det, och denna excitation fortplantar sig i form av en våg med en ändlig hastighet som inte överstiger ljusets hastighet i vakuum (nästan 300 tusen km/ Med). Interaktionen mellan materiella objekt på avstånd, enligt kvantfältsmekanismen för interaktionsöverföring, är av utbyteskaraktär, eftersom bärarpartiklar överför interaktionen i form av kvanta av motsvarande bosoniska (gauge) fundamentala fält. Olika bosoner, som interaktionsbärarpartiklar, är excitationer (avvikelser, störningar, fluktuationer) av motsvarande bosoniska (mätare) fundamentala fält: under emission och absorption av ett materiellt föremål är de verkliga och under utbredning är de virtuella.

Det visar sig att i alla fall är interaktionen mellan materiella föremål, även på avstånd, kortdistansåtgärder, eftersom den utförs utan några luckor eller tomrum.

Interaktionen mellan en partikel och antipartikeln av ett ämne åtföljs av deras förintelse, dvs. deras omvandling till motsvarande fermion (spinor) fundamentala fält. I det här fallet omvandlas deras massa (gravitationsenergi) till energin för motsvarande fermioniska (spinor) fundamentala fält.

Virtuella partiklar av det exciterade (avvikande, störande, "darrande") fysiska vakuumet kan interagera med verkliga partiklar, som om de omsluter dem och åtföljer dem i form av så kallat kvantskum. Till exempel, som ett resultat av interaktionen av en atoms elektroner med virtuella partiklar i det fysiska vakuumet, uppstår en viss förändring av deras energinivåer i atomerna, och elektronerna själva utför oscillerande rörelser med en liten amplitud.

Det finns fyra typer av grundläggande interaktioner: gravitationell, elektromagnetisk, svag och stark.

"Gravitationsinteraktion manifesterar sig i den ömsesidiga attraktionen... av materiella föremål som har massa" 1 i vila, det vill säga materiella föremål, på alla stora avstånd. Det antas att det exciterade fysiska vakuumet, som genererar många fundamentala partiklar, är kapabelt att manifestera gravitationsrepulsion. Gravitationsinteraktion bärs av gravitationsfältet. Gravitationsfältet förbinder kroppar och partiklar med vilomassa. Inget medium krävs för utbredningen av ett gravitationsfält i form av gravitationsvågor (virtuella gravitoner). Gravitationssamverkan är den svagaste i sin styrka, därför är den obetydlig i mikrovärlden på grund av partikelmassornas obetydlighet i makrovärlden är dess manifestation märkbar och den orsakar till exempel kroppars fall till jorden och i megavärlden; den spelar en ledande roll på grund av de enorma massorna av kroppar i megavärlden och den säkerställer till exempel månens och konstgjorda satelliters rotation runt jorden; bildning och rörelse av planeter, planetoider, kometer och andra kroppar i solsystem och dess integritet; bildandet och rörelsen av stjärnor i galaxer - gigantiska stjärnsystem, inklusive upp till hundratals miljarder stjärnor, sammankopplade av ömsesidig gravitation och gemensamt ursprung, såväl som deras integritet; integriteten hos galaxhopar - system av relativt tätt belägna galaxer förbundna med gravitationskrafter; integriteten av Metagalaxy - systemet av alla kända galaxhopar förbundna med gravitationskrafter, som en studerad del av universum, integriteten av hela universum. Gravitationsinteraktion bestämmer koncentrationen av materia som sprids i universum och dess inkludering i nya utvecklingscykler.

"Elektromagnetisk interaktion orsakas av elektriska laddningar och överförs" 1 av fotoner av det elektromagnetiska fältet över alla stora avstånd. Ett elektromagnetiskt fält binder kroppar och partiklar som har elektriska laddningar. Dessutom är stationära elektriska laddningar anslutna endast av den elektriska komponenten av det elektromagnetiska fältet i form elektriskt fält, och rörliga elektriska laddningar är sammankopplade av både de elektriska och magnetiska komponenterna i det elektromagnetiska fältet. För utbredning av ett elektromagnetiskt fält i form av elektromagnetiska vågor krävs inget ytterligare medium, eftersom "ett föränderligt magnetfält genererar ett växelströmsfält, som i sin tur är en källa till ett växelmagnetfält" 2. "Elektromagnetisk interaktion kan visa sig både som attraktion (mellan olik laddningar) och som repulsion (mellan" 3 liknande laddningar). Elektromagnetisk interaktion är mycket starkare än gravitationsinteraktion. Den manifesterar sig både i mikrokosmos och i makrokosmos och megavärlden, men den ledande rollen tillhör den i makrokosmos. Elektromagnetisk interaktion säkerställer interaktionen mellan elektroner och kärnor. Interatomisk och intermolekylär interaktion är elektromagnetisk, tack vare den existerar till exempel molekyler och den kemiska formen av rörelse hos materia realiseras, kroppar existerar och deras aggregationstillstånd, elasticitet, friktion, ytspänning hos en vätska bestäms, synfunktioner. Således säkerställer elektromagnetisk interaktion stabiliteten hos atomer, molekyler och makroskopiska kroppar.

Elementarpartiklar som har en vilomassa deltar i svag växelverkan den bärs av "vions" av 4 gauge-fält. Svaga interaktionsfält förbinder olika elementarpartiklar med vilomassa. Den svaga interaktionen är mycket svagare än den elektromagnetiska kraften, men starkare än gravitationskraften. På grund av sin korta verkan manifesterar den sig endast i mikrokosmos, vilket till exempel orsakar majoriteten av självupplösningar av elementarpartiklar (till exempel en fri neutron självupplöses med deltagande av en negativt laddad gauge boson till en proton , elektron och elektron antineutrino, ibland producerar detta också en foton), neutrinos interaktion med resten av ämnet.

Stark interaktion manifesterar sig i den ömsesidiga attraktionen av hadroner, som inkluderar kvarkstrukturer, till exempel tvåkvarkmesoner och trekvarknukleoner. Det överförs av gluoner av gluonfält. Gluonfält binder hadroner. Detta är den starkaste interaktionen, men på grund av sin korta verkan manifesterar den sig endast i mikrokosmos, vilket säkerställer till exempel anslutningen av kvarkar i nukleoner, anslutningen av nukleoner i atomkärnor, vilket säkerställer deras stabilitet. Den starka interaktionen är 1000 gånger starkare än den elektromagnetiska interaktionen och tillåter inte liknande laddade protoner förenade i kärnan att flyga iväg. Termonukleära reaktioner, där flera kärnor kombineras till en, är också möjliga på grund av den starka interaktionen. Naturliga fusionsreaktorer är stjärnor som skapar allt. kemiska grundämnen tyngre än väte. Tunga multinukleonkärnor blir instabila och klyvs, eftersom deras storlekar redan överstiger det avstånd vid vilket den starka interaktionen manifesterar sig.

"Som ett resultat experimentell forskning interaktioner av elementarpartiklar ... upptäcktes att vid höga kollisionsenergier för protoner - cirka 100 GeV - ... skiljer sig svaga och elektromagnetiska interaktioner inte - de kan betraktas som en enda elektrosvag interaktion." 1 Det antas att "vid en energi på 10 15 GeV förenas de genom en stark växelverkan, och vid" 2 "till och med högre energier för växelverkan mellan partiklar (upp till 10 19 GeV) eller vid extremt hög temperatur I materien kännetecknas alla fyra fundamentala interaktioner av samma styrka, det vill säga de representerar en interaktion" 3 i form av en "superkraft". Kanske existerade sådana högenergiförhållanden i början av universums utveckling, som uppstod ur ett fysiskt vakuum. I processen med ytterligare expansion av universum, åtföljd av snabb avkylning av den resulterande materien, delades den integrerade interaktionen först upp i elektrosvag, gravitationell och stark, och sedan delades den elektrosvaga interaktionen upp i elektromagnetisk och svag, dvs. i fyra fundamentalt olika interaktioner.

BIBLIOGRAFI:

Karpenkov, S. Kh. Grundläggande naturvetenskapliga begrepp [Text]: lärobok. manual för universitet / S. Kh. – 2:a uppl., reviderad. och ytterligare – M.: Akademiskt projekt, 2002. – 368 sid.

Begrepp modern naturvetenskap[Text]: lärobok. för universitet / Ed. V. N. Lavrinenko, V. P. Ratnikova. – 3:e uppl., reviderad. och ytterligare – M.: UNITY-DANA, 2005. – 317 sid.

Naturvetenskapens filosofiska problem [Text]: lärobok. manual för doktorander och filosofiska studenter. och naturliga fak. un-tov / Ed. S. T. Melyukhina. – M.: Högre skola, 1985. – 400 sid.

Tsyupka, V. P. Naturvetenskaplig bild av världen: begrepp inom modern naturvetenskap [Text]: lärobok. ersättning / V. P. Tsyupka. – Belgorod: IPK NRU “BelSU”, 2012. – 144 sid.

Tsyupka, V. P. Begrepp om modern fysik som utgör den moderna fysiska bilden av världen [Elektronisk resurs] // Vetenskapligt elektroniskt arkiv Ryska akademin Naturvetenskap: korrespondens. elektron. vetenskaplig konf. "Begrepp inom modern naturvetenskap eller den naturvetenskapliga bilden av världen" URL: http://site/article/6315(upplagt: 2011-10-31)

Yandex. Ordböcker. [Elektronisk resurs] URL: http://slovari.yandex.ru/

1Karpenkov S. Kh. Naturvetenskapliga grundbegrepp. M. Akademiskt projekt. 2002. S. 60.

2 Naturvetenskapens filosofiska problem. M. Högre skola. 1985. s. 181.

3Karpenkov S. Kh. Naturvetenskapliga grundbegrepp... S. 60.

1Karpenkov S. Kh. Naturvetenskapliga grundbegrepp... S. 79.

1Karpenkov S. Kh.

1 Naturvetenskapens filosofiska problem... S. 178.

2Ibid. s. 191.

1Karpenkov S. Kh. Naturvetenskapliga grundbegrepp... S. 67.

1Karpenkov S. Kh. Naturvetenskapliga grundbegrepp... S. 68.

3 Naturvetenskapens filosofiska problem... S. 195.

4Karpenkov S. Kh. Naturvetenskapliga grundbegrepp... S. 69.

1Karpenkov S. Kh. Naturvetenskapliga grundbegrepp... S. 70.

2 Begrepp av modern naturvetenskap. M. ENHET-DANA. 2005. s. 119.

3Karpenkov S. Kh. Naturvetenskapliga grundbegrepp... S. 71.

Tsyupka V.P. OM FÖRSTÅELSEN AV MATERIALENS RÖRELSE, DESS Förmåga TILL SJÄLVUTVECKLING, OCH ÄVEN KOMMUNIKATION OCH växelverkan mellan MATERIALOBJEKT I MODERN NATURVETENSKAP // Vetenskapligt elektroniskt arkiv.
URL: (åtkomstdatum: 2020-03-17).

Leptoner deltar inte i den starka interaktionen. elektron. positron. muon. neutrino är en lätt neutral partikel som deltar endast i svaga och gravitationsinteraktion. neutrino (# flux). kvarkar. bärare av interaktioner: fotonkvant av ljus...

Förfrågan "Grundforskning" omdirigerar hit; se även andra betydelser. Fundamental science är ett kunskapsområde som innebär teoretisk och experimentell vetenskaplig forskning om grundläggande fenomen (inklusive... ... Wikipedia

Begäran "Elementära partiklar" omdirigeras hit; se även andra betydelser. Elementarpartikel är ett samlingsbegrepp som hänvisar till mikroobjekt i subnukleär skala som inte kan brytas ner i sina beståndsdelar. Borde ha i... ... Wikipedia

Elementarpartikel är ett samlingsbegrepp som syftar på mikroobjekt i subnukleär skala som inte kan (eller ännu inte har bevisats vara) delas upp i sina beståndsdelar. Deras struktur och beteende studeras av partikelfysik. Koncept... ...Wikipedia

elektron- ▲ fundamental partikel som har, element, laddning elektron negativt laddad elementarpartikel med elementar elektrisk laddning. ↓ … Ideografisk ordbok för det ryska språket

Elementarpartikel är ett samlingsbegrepp som syftar på mikroobjekt i subnukleär skala som inte kan (eller ännu inte har bevisats vara) delas upp i sina beståndsdelar. Deras struktur och beteende studeras av partikelfysik. Koncept... ...Wikipedia

Denna term har andra betydelser, se Neutrino (betydelser). elektron neutrino myon neutrino tau neutrino Symbol: νe νμ ντ Sammansättning: Elementarpartikel Familj: Fermioner ... Wikipedia

En typ av grundläggande interaktioner (tillsammans med gravitationell, svag och stark), som kännetecknas av deltagandet av ett elektromagnetiskt fält (Se Elektromagnetiskt fält) i interaktionsprocesser. Elektromagnetiskt fält (i kvantfysiken ... ... Stora sovjetiska encyklopedien

En av de mest tvetydiga filosofierna. begrepp som en (eller några) av följande betydelser ges: 1) något vars definierande egenskaper är förlängning, plats i rymden, massa, vikt, rörelse, tröghet, motstånd,... ... Filosofisk uppslagsverk

Böcker

• Kinetisk teori om gravitation och grunderna för en enhetlig teori om materia, V. Ya. Alla materiella föremål i naturen (både material och fält) är diskreta. De består av elementära strängformade partiklar. En odeformerad grundsträng är en fältpartikel...

Mätenheter för fysiska kvantiteter när man beskriver fenomen som förekommer i mikrovärlden är uppdelade i grundläggande och derivata, som bestäms genom den matematiska notationen av fysikens lagar.
På grund av det faktum att alla fysiska fenomen uppstår i rum och tid, antas grundenheterna i första hand vara enheterna för längd och tid, följt av enheten massa. Grundenheter: längder l, tid t, massa m - få en viss dimension. Dimensionerna för härledda enheter bestäms av formler som uttrycker vissa fysiska lagar.
Storleken på de huvudsakliga fysiska enheterna väljs så att det i praktiken är bekvämt att använda dem.
Följande dimensioner accepteras i SI-systemet: längder [ l] = m (meter), tid [t] = s (sekund), massa [t] = kg (kilogram).
I CGS-systemet accepteras följande mått för grundenheter: längd [/] = cm (centimeter), tid [t] = s (sekund) och massa [t] = g (gram). För att beskriva fenomen som uppstår i mikrokosmos kan både SI- och CGS-enheter användas.
Låt oss uppskatta storleksordningarna för längd, tid och massa i mikrovärldens fenomen.
Utöver det allmänt accepterade internationella system SI- och CGS-enheter använder också "naturliga system av enheter" baserade på universella fysiska konstanter. Dessa system av enheter är särskilt relevanta och används i olika fysikaliska teorier. I det naturliga enhetssystemet tas fundamentala konstanter som grundenheter: ljusets hastighet i vakuum − c, Plancks konstant − ћ, gravitationskonstant G N, Boltzmanns konstant − k: Avogadros tal − N A, etc. I det naturliga systemet av Planck-enheter accepteras c = ћ = G N = k = 1. Detta enhetssystem används inom kosmologin för att beskriva processer där kvant- och gravitationseffekter är signifikanta samtidigt (teorier om svarta hål, teorier om det tidiga universum).
I det naturliga systemet av enheter är problemet med den naturliga längdenheten löst. Detta kan betraktas som Compton-våglängden λ 0, som bestäms av massan av partikeln M: λ 0 = ћ/Мс.
Längd kännetecknar föremålets storlek. Så för en elektron är den klassiska radien r 0 = e 2 /m e c 2 = 2,81794·10 -13 cm (e, m e - laddning och massa av elektronen). Den klassiska radien för en elektron har betydelsen av radien för en laddad boll med laddning e (fördelningen är sfäriskt symmetrisk), vid vilken energin för det elektrostatiska fältet av bollen ε = γе 2 /r 0 är lika med resten energin hos elektronen m e c 2 (används när man överväger Thompson-ljusspridning).
Radien för Bohr-banan används också. Det definieras som avståndet från kärnan där en elektron med största sannolikhet finns i en oexciterad väteatom
a 0 = ћ 2 /m e e 2 (i SGS-systemet) och a 0 = (α/4π)R = 0,529·10 -10 m (i SI-systemet), α = 1/137.
Nukleonstorlek r ≈ 10-13 cm (1 femtometer). De karakteristiska dimensionerna för atomsystem är 10 -8, kärnsystem är 10 -12 ÷ 10 -13 cm.
Tid varierar över ett brett område och definieras som förhållandet mellan avståndet R och objektets hastighet v. För mikroobjekt 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.
Massor föremål ändras från 0 till M. Således är massan av en elektron m e ≈ 10 -27 g, massan av en proton
m р ≈ 10-24 g (SGS-system). En atommassaenhet som används i atom- och kärnfysik, 1 amu. = M(C)/12 i enheter av kolatommassa.
De grundläggande egenskaperna hos mikroobjekt inkluderar elektrisk laddning, såväl som de egenskaper som är nödvändiga för att identifiera en elementarpartikel.
Elektrisk laddning partiklar Q mäts vanligtvis i enheter av elektronladdning. Elektronladdning e = 1,6·10 -19 coulombs. För partiklar i fritt tillstånd, Q/e = ±1,0, och för kvarkar som ingår i hadroner, Q/e = ±2/3 och ±1/3.
I kärnor bestäms laddningen av antalet protoner Z som finns i kärnan. Laddningen av en proton är lika i absolut värde som laddningen av en elektron.
För att identifiera en elementarpartikel behöver du veta:
I – isotopisk spinn;
J – inneboende rörelsemängd – spinn;
P – rumslig paritet;
C – laddningsparitet;
G − G-paritet.
Denna information är skriven i form av formeln I G (J PC).
Snurra− en av de viktigaste egenskaperna hos en partikel, för vilken den fundamentala Planck-konstanten h eller ћ = h/2π = 1,0544·10 -27 [erg-s] används. Bosoner har ett heltalsspinn i enheter ћ: (0,1, 2,...)ћ, fermioner har ett halvheltalssnurr (1/2, 3/2,.. .)ћ. I klassen supersymmetriska partiklar är spin-värdena för fermioner och bosoner omvända.

Ris. 4 illustrerar fysisk mening spin J i analogi med det klassiska konceptet med rörelsemängd för en partikel med massan m = 1 g som rör sig med hastighet v = 1 cm/s i en cirkel med radie r = 1 cm I klassisk fysik, rörelsemängd J = mvr = L (L − omloppsmoment). Inom kvantmekaniken är J = = 10 27 ћ = 1 erg·s för samma parametrar för ett objekt som rör sig i en cirkel, där ћ = 1,05·10 -27 erg·s.
Projektionen av en elementarpartikels spinn i riktningen för dess rörelsemängd kallas helicitet. Heliciteten hos en masslös partikel med ett godtyckligt spin tar bara två värden: längs med eller mot riktningen för partikelns rörelsemängd. För en foton är de möjliga värdena för helicitet lika med ±1, för en masslös neutrino är heliciteten lika med ±1/2.
Spinnvinkelmomentet för en atomkärna definieras som vektorsumman av spinnen av elementarpartiklarna som bildar ett kvantsystem och de orbitala vinkelmomenten för dessa partiklar på grund av deras rörelse inom systemet. Orbital momentum ||, och spinn momentum || få en diskret mening. Orbital momentum || = ћ[ l(l+1)] 1/2, där l− orbitalt kvanttal (kan ta värden 0, 1,2,...), inneboende rörelsemängd || = ћ 1/2 där s är spinnkvanttalet (kan ta noll-, heltals- eller halvheltalsvärden J, den totala rörelsemängden är lika med summan + = .
Härledda enheter inkluderar: partikelenergi, hastighet, ersättningshastighet för relativistiska partiklar, magnetiskt moment, etc.
Energi partikel i vila: E = mc2; rörlig partikel: E = m 2 c 4 + p 2 c 2.
För icke-relativistiska partiklar: E = mc 2 + p 2 /2m; för relativistiska partiklar, med massan 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.
Partikelhastighet β = v/c, där c = 3·10 10 cm/s är ljusets hastighet. Partikelns hastighet avgör detta den viktigaste egenskapen som Lorentz-faktorn för partikeln γ = 1/(1-β 2) 1/2 = E/mc 2. Alltid γ > 1- För icke-relativistiska partiklar 1< γ < 2, а для релятивистских частиц γ > 2.
Inom högenergifysik är hastigheten för en partikel β nära 1 och är svår att bestämma för relativistiska partiklar. I stället för hastighet används därför hastighet y, som är relaterad till hastighet genom förhållandet y = (1/2)ln[(1+β)/(1-β)] = (1/2)ln[(E) +p)/(E-p)]. Hastigheten varierar från 0 till ∞.

Det funktionella förhållandet mellan partikelhastighet och hastighet visas i fig. 5. För relativistiska partiklar vid β → 1, E → p, kan vi istället för snabbhet använda pseudo-snabbhet η, som bestäms av partikelavgångsvinkeln θ, η = (1/2)ln tan(θ/2) . Till skillnad från hastighet är hastighet en additiv kvantitet, d.v.s. y 2 = y 0 + y 1 för vilken referensram som helst och för alla relativistiska och icke-relativistiska partiklar.
Magnetiskt ögonblick μ = Iπr 2 /c, där strömmen I = ev/2πr uppstår på grund av den elektriska laddningens rotation. Således har vilken laddad partikel som helst ett magnetiskt moment. När man överväger det magnetiska momentet för en elektron används Bohr-magneten
μ B = eћ/2m e c = 0,5788·10 -14 MeV/G, elektronmagnetiskt moment = g·μ B ·. Koefficienten g kallas det gyromagnetiska förhållandet. För en elektron g = /μ B · = 2, eftersom J = ћ/2, = μ B förutsatt att elektronen är en punktliknande strukturlös partikel. Det gyromagnetiska förhållandet g innehåller information om partikelns struktur. Mängden (g − 2) mäts i experiment som syftar till att studera strukturen hos andra partiklar än leptoner. För leptoner indikerar detta värde rollen av högre elektromagnetiska korrigeringar (se vidare avsnitt 7.1).
Inom kärnfysiken används kärnmagnetonen μ i = eћ/2m p c, där m p är protonmassan.

2.1.1. Heaviside-systemet och dess koppling till GHS-systemet

I Heaviside-systemet antas ljusets hastighet c och Plancks konstant ћ vara lika med enhet, dvs. с = ћ = 1. De viktigaste måttenheterna är energienheter − MeV eller MeV -1, medan i GHS-systemet är huvudmåtten [g, cm, s]. Använd sedan relationerna: E = mc 2 = m = MeV, l= ћ/mc = MeV -1 , t = ћ/mc 2 = MeV -1 , vi får kopplingen mellan Heaviside-systemet och SGS-systemet i formen:

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

Heaviside-systemet används inom högenergifysik för att beskriva fenomen som förekommer i mikrokosmos, och bygger på användningen av naturliga konstanter c och ћ, som är avgörande inom relativistisk och kvantmekanik.
De numeriska värdena för motsvarande kvantiteter i CGS-systemet för elektronen och protonen ges i tabell. 3 och kan användas för att flytta från ett system till ett annat.

Tabell 3. Numeriska värden på kvantiteter i CGS-systemet för elektron och proton

2.1.2. Planck (naturliga) enheter

När man överväger gravitationseffekter introduceras Planck-skalan för att mäta energi, massa, längd och tid. Om gravitationsenergin hos ett föremål är lika med dess totala energi, d.v.s.

Den där
längd = 1,6·10 -33 cm,
massa = 2,2·10 -5 g = 1,2·10 19 GeV,
tid = 5,4·10 -44 s,
Var = 6,67·10-8 cm2 ·g-1 ·s-2.

Gravitationseffekter är betydande när gravitationsenergin hos ett föremål är jämförbar med dess totala energi.

2.2. Klassificering av elementarpartiklar

Begreppet "elementarpartikel" bildades med fastställandet av den diskreta karaktären hos materiens struktur på mikroskopisk nivå.

Atomer → kärnor → nukleoner → partoner (kvarkar och gluoner)

I modern fysik används termen "elementarpartiklar" för att namnge en stor grupp små observerade partiklar av materia. Denna grupp av partiklar är mycket omfattande: p-protoner, n neutroner, π- och K-mesoner, hyperoner, charmade partiklar (J/ψ...) och många resonanser (totalt
~ 350 partiklar). Dessa partiklar kallas "hadroner".
Det visade sig att dessa partiklar inte är elementära, utan är sammansatta system, vars beståndsdelar är verkligen elementära eller, som de kom att kallas, " grundläggande "partiklar - partons, upptäckt när man studerade protonens struktur. Studiet av partons egenskaper gjorde det möjligt att identifiera dem med kvarkar Och gluoner, infördes i beaktande av Gell-Mann och Zweig vid klassificering av observerbara elementarpartiklar. Kvarkarna visade sig vara fermioner med spin J = 1/2. De tilldelades elektriska bråkladdningar och ett baryonnummer B = 1/3, eftersom en baryon med B = 1 består av tre kvarkar. Dessutom, för att förklara egenskaperna hos vissa baryoner, blev det nödvändigt att införa ett nytt kvantnummer — färg. Varje kvark har tre färgtillstånd, betecknade med indexen 1, 2, 3 eller orden röd (R), grön (G) och blå (B). Färg visar sig inte på något sätt i observerade hadroner och fungerar bara inuti dem.
Hittills har 6 smaker (typer) av kvarkar upptäckts.
I tabell 4 visar egenskaperna hos kvarkar för en färgtillstånd.

Tabell 4. Egenskaper hos kvarkar

Arom	Massa, MeV/s 2	jag	jag 3	Q q/e	s	Med	b	t
u upp	330; (5)	1/2	1/2	2/3	0	0	0	0
d ner	340; (7)	1/2	-1/2	-1/3	0	0	0	0
är konstigt	450; (150)	0	0	-1/3	-1	0	0	0
med charm	1500	0	0	2/3	0	1	0	0
b skönhet	5000	0	0	-1/3	0	0	-1	0
t sanningen	174000	0	0	2/3	0	0	0	1

För varje smak av en kvark anges dess massa (massorna av ingående kvarkar och massorna av nuvarande kvarkar anges inom parentes), isotopisk spin I och den 3:e projektionen av isotopisk spin I 3, kvarkladdning Q q /e och quantum siffror s, c, b, t. Tillsammans med dessa kvanttal används ofta kvanttalshyperladdningen Y = B + s + c + b+ t. Det finns ett samband mellan projektionen av isotopspinn I 3 , elektrisk laddning Q och hyperladdning Y: Q = I 3 + (1/2)Y.
Eftersom varje kvark har 3 färger måste 18 kvarkar beaktas. Quarks har ingen struktur.
Samtidigt fanns det bland elementarpartiklarna en hel klass av partiklar som kallas " leptoner"De är också fundamentala partiklar, d.v.s. de har ingen struktur. Det finns sex av dem: tre laddade e, μ, τ och tre neutrala ν e, ν μ, ν τ. Leptoner deltar endast i elektromagnetiska och svaga interaktioner. Leptoner och kvarkar med halvheltalsspinn J = (n+1/2)ћ, n = 0, 1,... hör till de grundläggande fermionerna En fantastisk symmetri observeras mellan leptoner och kvarkar.
I tabell Figur 5 visar egenskaperna hos fundamentala fermioner: elektrisk laddning Qi i enheter för elektronladdning och partikelmassa m. Leptoner och kvarkar kombineras i tre generationer (I, II och III). För varje generation är summan av elektriska laddningar ∑Q i = 0, med hänsyn tagen till 3 färgladdningar för varje kvark. Varje fermion har en motsvarande antifermion.
Förutom de partikelegenskaper som anges i tabellen, viktig roll för leptoner spelar leptontalen: elektron L e , lika med +1 för e - och ν e , muonisk L μ , lika med +1 för μ - och ν μ och taonisk L τ , lika med +1 för τ - och ν τ , som motsvarar smaker av leptoner som deltar i specifika reaktioner och är konserverade kvantiteter. För leptoner är baryontalet B = 0.

Tabell 5. Egenskaper hos fundamentala fermioner

Materien omkring oss består av första generationens fermioner med icke-noll massa. Inverkan av partiklar från den andra och tredje generationen manifesterade sig i det tidiga universum. Bland fundamentala partiklar spelas en speciell roll av fundamentala gauge bosoner, som har ett heltal internt kvantum antal spin J = nћ, n = 0, 1, .... Gauge bosoner är ansvariga för fyra typer av fundamental interaktioner: stark ( gluon g), elektromagnetisk (foton y), svag (bosoner W ± , Z 0), gravitationell (graviton G). De är också strukturlösa, fundamentala partiklar.
I tabell 6 visar egenskaperna hos fundamentala bosoner, som är fältkvanta i mätteorier.

Tabell 6. Egenskaper hos fundamentala bosoner

namn	Avgift	Vikt	Snurra	Interaktioner
Graviton, G	0	0	2	Gravitation
Foton, y	0	< 3·10 -27 эВ	1	Elektromagnetisk
Laddade vektorbosoner, W ±	±1	80.419 GeV/s 2	1	Svag
Neutral vektorboson, Z 0	0	91.188 GeV/s 2	1	Svag
Gluoner, g 1 , ... , g 8	0	0	0	Stark
Higgs, Ho, H ±	0	> 100 GeV/s 2	0

Förutom egenskaperna hos de öppna gauge bosonerna γ, W ±, Z 0, g 1,..., g 8, visar tabellen egenskaperna hos hittills oupptäckta bosoner: gravitonen G och Higgs bosonerna H 0, H ±.
Låt oss nu överväga det mesta stor grupp elementära starkt interagerande partiklar - hadroner, för att förklara vars struktur begreppet kvarkar introducerades.
Hadroner är indelade i mesoner och baryoner. Mesoner är byggda av en kvark och en antikvark (q). Baryoner består av tre kvarkar (q 1 q 2 q 3).
I tabell 7 ger en lista över egenskaperna hos de viktigaste hadronerna. (För detaljerade tabeller, se The European Physical Journal C, Rev. of Particle Phys., v.15, nr 1 - 4, 2000.)

Tabell 7. Egenskaper hos hadroner

	namn	Massa, MeV/s 2	Livstid, s	Förfallslägen	Quark komposition
	Pion 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 → y + y; 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 -	(CD) (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 ± Bo →+ π -0 +	(du är) (d), (b)
b	Proton sid Neutron 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 hos hadroner gör det möjligt att i denna stora grupp av partiklar urskilja icke-märkliga hadroner, som består av icke-märkliga kvarkar (u, d), konstiga hadroner, som inkluderar en konstig kvark s, charmade hadroner innehållande en c- kvarg, vackra hadroner (bottenhadroner) med b-kvark.
Tabellen visar egenskaperna hos endast en liten del av hadroner: mesoner och baryoner. Deras massa, livslängd, huvudsakliga sönderfallssätt och kvarksammansättning visas. För mesoner är baryontalet B = O och leptontalet L = 0. För baryonerna är baryontalet B = 1, leptontalet L = 0. Mesoner är bosoner (heltalsspinn), baryoner är fermioner (halvheltalsspin). ).
Ytterligare övervägande av egenskaperna hos hadroner tillåter oss att kombinera dem till isotopiska multipletter, bestående av partiklar med samma kvanttal (baryonnummer, spinn, intern paritet, konstighet) och liknande massor, men med olika elektriska laddningar. Varje isotopisk multiplett kännetecknas av isotopisk spin I, som bestämmer det totala antalet partiklar som ingår i multipletten, lika med 2I + 1. Isospin kan ta värdena 0, 1/2, 1, 3/2, 2, . .., dvs. förekomsten av isotopiska singletter, dubletter, tripletter, kvartetter, etc. är möjlig. Således utgör en proton och en neutron en isotop dublett, π + -, π - -, π 0 -mesoner betraktas som en isotoptriplett.
Mer komplexa föremål i mikrokosmos är atomkärnor. Atomkärnan består av Z-protoner och N neutroner. Summan Z + N = A är antalet nukleoner i en given isotop. Ofta anger tabellerna medelvärdet över alla isotoper, då blir det bråktal. Kärnor är kända för vilka de angivna värdena ligger inom gränserna: 1< А < 289, 1 < Z < 116.
Ovan listade partiklar betraktas inom ramen för standardmodellen. Det antas att utöver standardmodellen kan det finnas en annan grupp av fundamentala partiklar - supersymmetriska partiklar (SUSY). De måste säkerställa symmetri mellan fermioner och bosoner. I tabell 8 visar de förväntade egenskaperna hos denna symmetri.

2.3. Fältinställning till problemet med interaktioner

2.3.1 Egenskaper för grundläggande interaktioner

Den enorma variationen av fysiska fenomen som inträffar under kollisioner av elementarpartiklar bestäms av endast fyra typer av interaktioner: elektromagnetisk, svag, stark och gravitation. I kvantteorin beskrivs interaktion i termer av utbyte av specifika kvanta (bosoner) associerade med en given typ av interaktion.
För att visuellt representera interaktionen mellan partiklar, föreslog den amerikanske fysikern R. Feynman användningen av diagram, som fick hans namn. Feynman-diagram beskriver varje interaktionsprocess när två partiklar kolliderar. Varje partikel som är involverad i processen representeras av en linje på Feynman-diagrammet. Den fria vänstra eller högra änden av linjen indikerar att partikeln är i det initiala respektive slutliga tillståndet. De inre linjerna i diagrammen (dvs linjer som inte har fria ändar) motsvarar de så kallade virtuella partiklarna. Dessa är partiklar som skapas och absorberas under interaktionsprocessen. De kan inte registreras, till skillnad från riktiga partiklar. Interaktionen mellan partiklar i diagrammet representeras av noder (eller hörn). Typen av interaktion kännetecknas av kopplingskonstanten α, som kan skrivas som: α = g 2 /ћc, där g är laddningen för interaktionskällan, och är den huvudsakliga kvantitativa egenskapen för kraften som verkar mellan partiklar. I elektromagnetisk interaktion α e = e 2 /ћc = 1/137.

Fig. 6. Feynman diagram.

Processen a + b →с + d i form av ett Feynman-diagram (Fig. 6) ser ut så här: R är en virtuell partikel som utbyts mellan partiklarna a och b under interaktionen bestäms av interaktionskonstanten α = g 2 /ћc, karakterisera styrkan av interaktion på avstånd , lika med interaktionsradien.
En virtuell partikel kan ha massan M x och när denna partikel byts ut överförs ett 4-momentum t = −q 2 = Q 2.
I tabell Figur 9 visar egenskaperna hos olika typer av interaktioner.

Elektromagnetiska interaktioner . Elektromagnetiska interaktioner, som alla laddade partiklar och fotoner är föremål för, har studerats mest fullständigt och konsekvent. Bäraren för interaktion är fotonen. För elektromagnetiska krafter är interaktionskonstanten numeriskt lika med finstrukturkonstanten α e = e 2 /ћc = 1/137.
Exempel på de enklaste elektromagnetiska processerna är den fotoelektriska effekten, Compton-effekten, bildandet av elektron-positronpar och för laddade partiklar - joniseringsspridning och bremsstrahlung. Teorin om dessa interaktioner - kvantelektrodynamik - är den mest exakta fysikaliska teorin.

Svag interaktion. För första gången observerades svaga interaktioner under beta-sönderfallet av atomkärnor. Och, som det visade sig, är dessa sönderfall förknippade med omvandlingen av en proton till en neutron i kärnan och vice versa:
p → n + e + + ν e, n → p + e - + e. Omvända reaktioner är också möjliga: infångning av en elektron e - + p → n + ν e eller en antineutrino e + p → e + + n. Den svaga interaktionen beskrevs av Enrico Fermi 1934 i termer av kontaktinteraktionen med fyra fermioner definierad av Fermi-konstanten
G F = 1,4·10 -49 erg·cm 3 .
Vid mycket höga energier, istället för Fermi-kontaktväxelverkan, beskrivs den svaga växelverkan som en utbytesväxelverkan, där ett kvantum försett med en svag laddning gw (i analogi med en elektrisk laddning) byts ut och verkar mellan fermioner. Sådana kvanta upptäcktes först 1983 vid SppS Collider (CERN) av ett team ledd av Carl Rubbia. Dessa är laddade bosoner - W ± och en neutral boson - Z 0, deras massor är respektive lika: m W± = 80 GeV/s 2 och m Z = 90 GeV/s 2. Interaktionskonstanten α W i detta fall uttrycks genom Fermi-konstanten:

Tabell 9. Huvudtyper av interaktioner och deras egenskaper