Физика элементарных частиц

взаимных превращений элементарных частиц

Условия существования элементарных частиц
Методы исследования свойств элементарных частиц
Типология элементарных частиц

1897 – 1932 гг.
Этап 2. От позитрона до кварков: 1932

– 1964 гг.

Этап 3. От гипотезы о кварках (1964 г) до наших дней

– вечная, неизменная и неделимая частица

(открыт в 1919 г.

Э. Резерфордом)

Нейтрон (открыт в 1932 г. Д. Чедвиком)

Электрон (доказал реальность существования в 1898 г. Дж. Томсон)

Фарадей
Явление радиоактивности
Кванты электромагнитного поля - фотоны

Стабильные частицы
фотон
электрон
протон
нейтрино
могут существовать в свободном

состоянии неограниченное время
при взаимодействии с другими частицами могут превращаться в другие частицы

в другие частицы и это главный фактор их существования

частиц

позитрона
В 1932 г. открыл позитрон в космических лучах

с электроном обе частицы должны исчезать (аннигилировать), породив фотоны большой

энергии. Может протекать и обратный процесс - рождение электронно-позитронной пары, - например, при столкновении фотона достаточно большой энергии (его масса должна быть больше суммы масс покоя рождающихся частиц) с ядром.

Обнаружены сравнительно недавно

антипротон и антинейтрон. Электрический заряд антипротона отрицателен.

Впоследствии двойники (античастицы) были найдены у всех частиц. Античастицы противопоставляются частицам именно потому, что при встрече любой частицы с соответствующей античастицей происходит их аннигиляция, т. е. обе частицы исчезают, превращаясь в кванты излучения или другие частицы.

позитронов, образуют антивещество
Антиводород получен экспериментально.

В 1995

году впервые удалось получить атомы антиводорода, состоящие из антипротона и позитрона, но они быстро аннигилировали, что не давало возможности изучить их свойства.
Сейчас же атомщикам удалось собрать установку, создающую сложное магнитное поле, что позволило удержать неуловимые ранее атомы. И хотя время, на которое удалось зафиксировать антиводород, составило всего одну десятую долю секунды, по словам ученых, этого достаточно, чтобы снять спектры и провести детальное изучение частиц.

как и предсказал Паули, оказалась равной нулю. За этими словами

кроется простой смысл: покоящихся нейтрино нет.

Едва успев появиться на свет, нейтрино сразу движется со скоростью 300000 км/с.

Нейтрино способно пройти в свинце расстояние, равное расстоянию, проходимому светом в вакууме за несколько лет.

имеет античастицу, называемую антинейтрино (символ ν с чертой).

При распаде

нейтрона на протон и электрон излучается именно антинейтрино:

тоннель и сооружена научная лаборатория, защищенная от космических лучей скалой

толщиной в несколько километров. В лаборатории располагается аппаратура для регистрации солнечных нейтрино и нейтрино из космоса.

триумф науки. Но уже довольно давно к каждому очередному триумфу

начала примешиваться доля беспокойства.

Была открыта группа так называемых «странных» частиц: К-мезонов и гиперонов с массами, превышающими массу нуклонов.
В 70-е гг. к ним прибавилась большая группа «очарованных» частиц с еще большими массами.
открыты чрезвычайно короткоживущие частицы с временем жизни порядка 10-22-10-23 с. Эти частицы были названы резонансами, и их число перевалило за двести.
В 1964 г. М. Гелл-Манном и Дж. Цвейгом была предложена модель, согласно которой все частицы, участвующие в сильных (ядерных) взаимодействиях , построены из более фундаментальных (или первичных) частиц – кварков.
В настоящее время в реальности кварков почти никто не сомневается, хотя в свободном состоянии они не обнаружены.

фундаментальные частицы – адроны – построены из более фундаментальных частиц,

названных кварками

Этап 3. От гипотезы о кварках (1964 г) до наших дней