Классификация элементарных частиц

Классификация элементарных частиц

Лекция 11 класс

Шредер Я.В.

Учитель физики АБРАМОВ М.В.

ГБОУ СОШ №1347

Элементарные частицы

элементарные частицы

- микрообъект, который невозможно расщепить на составные части

со сложной внутренней структурой

бесструктурные

Элементарные частицы

• начиная с 1932г. открыто более 400 частиц
• Классификация:

• масса покоя величина электрического заряда спин время жизни участие в различных взаимодействиях
• масса покоя
• величина электрического заряда
• спин
• время жизни
• участие в различных взаимодействиях

Спин - собственный момент количества движения.

фермионы

бозоны

частицы с полуцелым спином

частицы с целым спином

ħ/2; 3ħ/2; 5ħ/2

0; ħ; 2ħ; 3ħ

электрон, протон, нейтрон

фотон, π + - мезон

Принцип Паули (для фермионов)

В одном и том же энергетическом состоянии могут находится не более двух фермионов с противоположными спинами.

Античастицы

• Принцип зарядового сопряжения : для каждой элементарной частицы должна существовать античастица.
• Античастица- элементарная частица, имеющая равную массу покоя, одинаковый спин, время жизни и противоположный заря по отношению к частице.

Позитрон 1932год- Карл Андерсон

Антивещество

• 1947- обнаружен антипион π -
• 1955- обнаружен антипротон
• 1956- антинейтрон
• Получены атомы антидейтерия, антитрития и антигелия (отрицательно заряженные ядра и оболочка из позитронов)
• Истинно нейтральной частицей является фотон, совпадает со своей античастицей.

Аннигиляция

• При столкновении частицы со «своей» античастицей происходит аннигиляция, т.е. превращение в излучение.
• Так, при аннигиляции электрона и позитрона может происходить рождение двух фотонов:

e - + e +  2y.

При аннигиляции протона и антипротона выделяется энергия, примерно в 2000 раз большая , чем при аннигиляции вещества

Виды взаимодействий

• Гравитационное
• Электромагнитное
• Сильное
• Слабое

• фундаментальные взаимодействия различаются интенсивностями, радиусами действия, характерными временами, а так же свойственными им законами сохранения;
• фундаментальные взаимодействия различаются интенсивностями, радиусами действия, характерными временами, а так же свойственными им законами сохранения;

По отношению к сильному взаимодействию

Являются фермионами

дуплеты

лептоны

• Лептоны – частицы, не участвующие в сильных взаимодействиях (электроны, мюоны, нейтрино).
• В реакциях слабого взаимодействия соответствующее нейтрино всегда возникает со «своим» лептоном.

• Электрон-электронное нейтрино
• Позитрон-электронное антинейтрино
• Таон-таонное нейтрино

Классификация адронов

Адроны

Мезоны- бозоны со спином 0 и ħ, участвуют в сильном взаимодействии

Барионы- фермионы со спином ħ/2; 3ħ/2, участвуют в сильном взаимодействии

Нуклоны

π + π - π 0

Гипероны

Протон ,нейтрон

Адроны состоят из кварков .

Кварки

• Фундаментальные частицы, электрически заряженные частицы (дробный), с полуцелым спином (фермионы)
• Гипотеза о существовании принадлежит Мюррею Геллману и Джорджу Цвейгу (1963)
• Обнаружены при рассеянии частиц высоких энергий
• Кварковая структура нуклонов подтверждена 1969году (Стенфорд)
• Ароматы- различные типы кварков (6+6)
• Каждый кварк может иметь три цветовых заряда- красный, зеленый, синий- характеристика взаимодействия кварков . Антикварки имеют антицвет.

Фундаментальные частицы

• 6 кварков
• 6 антикварков
• Каждый может иметь 3 цвета
• 12 лептонов и антилептонов

• Окружающая Вселенная состоит из 48 частиц.

36

48

Литература

• В.А. Касьянов «Физика 10 класс»Учебник для общеобразовательных учреждений/ В.А.Касьянов- М.: Дрофа, 2003.
• Электронный ресурс http://teros.org.ru/new/forum/viewtopic.php?p=22484
• Электронный ресурс http://fatyf.hop.ru/gamma-radiation.htm
• Электронный ресурс http://www.old.nkj.ru/05/0008/05008083.html