Фундаментальные взаимодействия и элементарные частицы⇐ ПредыдущаяСтр 22 из 22
Как уже отмечалось ранее, при изучении механики, в природе существует четыре вида фундаментальных взаимодействий. Гравитационное взаимодействие универсально: в нем участвуют все элементарные частицы. В слабом взаимодействии участвуют все частицы, кроме фотона. Электромагнитное взаимодействие связывает только заряженные частицы и фотоны. Сильное взаимодействие определяет связь между адронами.
Таблица 1. Основные характеристики фундаментальных взаимодействий
В таблице 1 условно представлены важнейшие элементарные частицы, принадлежащие к основным группам (адроны, лептоны, переносчики взаимодействия), и показаны типы
Фундаментальные взаимодействия принято изображать в виде диаграмм. а) гравитационное, б) слабое, в) электромагнитное, г) сильное.
Элементарная частица – микрообъект, который невозможно расщепить на составные части, всего их открыто более 400. У каждой элементарной частицы (а) есть античастица (а), имеющая равную массу покоя, спин, время жизни и противоположный заряд. При взаимодействии частицы и античастицы происходит их аннигиляция с образованием фотонов. По величине спина все элементарные частицы делят на бозоны – частицы с целым спином: 0, h, 2h … и фермионы, спин которых полуцелый: ½h, 3½h … . На фермионы распространяется принцип Паули: в одном энергетическом состоянии могут находиться не более двух фермионов с противоположными спинами. По видам взаимодействия элементарных частиц в фундаментальных взаимодействиях все элементарные частицы принято условно делить на 4 класса. К одному из них относится только одна частица – фотон. Второй класс образуют лептоны (легкий), третий барионы и четвертый – мезоны (средний). Барионы и мезоны часто объединяют в один класс сильно взаимодействующих частиц называемых адронами (крупный, массивный). Деление по массе условно, так как в настоящее время обнаружены лептоны по массе превосходящие адроны. 1. Фотоны или g кванты электромагнитного поля участвуют в электромагнитных взаимодействиях, но не обладают сильным и слабым взаимодействием. 2. К лептонам относятся частицы, не обладающие сильным взаимодействием: электроны (е-, е+), мюоны (m-, m+), электронные и мюонные нейтрино. Все лептоны имею спин, равный ½, и, следовательно являются фермионами. Все лептоны обладают слабым взаимодействием. Те из них, которые имеют заряд (электроны и мюоны) обладают электромагнитным взаимодействием. Для выделения класса вводится квантовое число – лептонный заряд L. Справедлив закон сохранения лептонного заряда: сумма лептонных зарядов до и после взаимодействия сохраняется. 3. Барионы объединяют в себе нуклоны (p, n) и нестабильные частицы гипероны с массой больше нуклонов (L, å+, å0, å-, X0, X-, W-). Все они участвуют в сильном взаимодействии. Спин барионов равен ½, следовательно они являются фермионами. При распаде барионов всегда образуется барион, поэтому говорят о законе сохранения барионного заряда. 4. Мезоны – сильно взаимодействующие нестабильные частицы, не обладающие барионным зарядом. К ним относятся p-мезоны или пионы В целом, тот факт, что адроны имеют большие массы по сравнению с лептонами, позволил предположить, что они являются составными. Барионный заряд кварков принят равным 1/3.
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|