Лекция №14 элементарные частицы и их свойства
Переносчики взаимодействий
жүктеу/скачать 91 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ
| Переносчики взаимодействий. Обратимся к третьему типу элементарных частиц, которые отвечают за взаимодействие между рассмотренными ранее частицами и из которых образуется любое вещество. Рассмотрим такие частицы. Переносчиками взаимодействий являются фотоны, глюоны и гравитоны (рис. 1).
Фотоны (γ) являются переносчиками электромагнитных взаимодействий, их масса покоя равна нулю, и они не имеют заряда. Взаимодействие двух заряженных частиц происходит вследствие обмена между ними фотонами. Отметим, что в электромагнитном взаимодействии участвуют кварки, все адроны, заряженные лептоны, а также частицы, ответственные за слабое взаимодействие. Глюоны [glue — клей] (g) — переносчики сильных взаимодействий. Они не имеют массы и электрически нейтральны. Это частицы, с помощью которых осуществляется взаимодействие кварков. Промежуточные бозоны (W, Z) — переносчики слабых взаимодействий. Они имеют электрический заряд (q = ± е) и обладают большими массами: mW ≈ 81 Гэв, mZ ≈ 93 Гэв. Промежуточные бозоны были предсказаны теоретически и вскоре открыты, причём все предсказанные свойства совпали с экспериментальными. Промежуточные бозоны могут испускаться и поглощаться как кварками, так и лептонами, и поэтому в слабом взаимодействии участвуют все частицы за исключением фотонов и гравитонов. Гравитоны (G) — переносчики гравитационного взаимодействия. Гравитоны до сих пор экспериментально не обнаружены так же, как и гравитационные волны. Предполагаемые свойства гравитона — это нейтральные частицы, не обладающие массой покоя, со спином ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ Согласно современной теории, существует 17 элементарных частиц, образующих все известные виды материи и переносчиков всех сил, действующих между частицами. Материальные элементарные частицы (те, из которых состоит материя) можно представить в виде своеобразной «периодической системы» — таблицы кварков и лептонов (табл. 2). Таблица 2
Данная модель включает 6 разновидностей кварков и 6 лептонов. Эти 12 частиц разделены на колонки в соответствии с их элементарными зарядами. Ряды соответствуют трём семействам основных материальных частиц. Основным является первый ряд, где содержатся частицы, необходимые для создания атома: u- и d- кварки образуют нуклоны. Нуклоны, в свою очередь, образуют ядро атома. Отрицательно заряженные электроны, притягиваюсь к ядру, образуют атомы. И, наконец, атомы образуют молекулы. Оставшаяся четвёртая частица — электронное нейтрино — не связана с материей. Нейтрино играет основную роль при -распаде ядра, когда протоны и нейтроны могут превращаться друг в друга. Таким образом, первое семейство кварков и лептонов необходимо для существования мира в том виде, в каком мы его знаем. Второй и третий ряд таблицы необходимы для объяснения свойств частиц, приходящих из космоса и создаваемых на ускорителях. Вопрос о том, какую роль в строении материи играют частицы, входящие во второй и третий ряд, остается открытым. Однако с помощью этих элементарных частиц объясняются все известные нам частицы, которые существуют во Вселенной. Таким образом, современная теории говорит о том, что на данном этапе развития физики существует 17 элементарных частиц, с помощью которых можно объяснить существование материи, из которой создана Вселенная. жүктеу/скачать 91 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|