Grunnleggende partikkel. Fundamental (strukturløse) partikler Fundamental partikkel med elektrisk ladning

Z 0 0 1 91,2 Svak interaksjon Gluon 0 1 0 Sterk interaksjon Higgs boson 0 0 ≈125,09±0,24 Inert masse

Generasjon		Quarks med ladning (+2/3)				Quarks med ladning (−1/3)
			Kvark/antikvark symbol	Masse (MeV)		Navn/smak på kvark/antikvark	Kvark/antikvark symbol	Masse (MeV)
1		u-kvark (opp-kvark) / anti-u-kvark	texvc ikke funnet; Se matematikk/README for oppsetthjelp.): u / \, \overline(u)	fra 1,5 til 3		d-kvark (ned-kvark) / anti-d-kvark	Kan ikke analysere uttrykk (kjørbar fil texvc ikke funnet; Se matematikk/README for oppsetthjelp.): d / \, \overline(d)	4,79±0,07
2		c-kvark (sjarm-kvark) / anti-c-kvark	Kan ikke analysere uttrykk (kjørbar fil texvc ikke funnet; Se matematikk/README for oppsetthjelp.): c / \, \overline(c)	1250 ± 90		s-kvark (merkelig kvark) / anti-s-kvark	Kan ikke analysere uttrykk (kjørbar fil texvc ikke funnet; Se matematikk/README for oppsetthjelp.): s / \, \overline(r)	95 ± 25
3		t-kvark (toppkvark) / anti-t-kvark	Kan ikke analysere uttrykk (kjørbar fil texvc ikke funnet; Se matematikk/README for oppsetthjelp.): t / \, \overline(t)	174 200 ± 3300		b-kvark (bunn-kvark) / anti-b-kvark	Kan ikke analysere uttrykk (kjørbar fil texvc ikke funnet; Se matematikk/README for oppsetthjelp.): b / \, \overline(b)	4200±70

se også

Skriv en anmeldelse om artikkelen "Fundamental partikkel"

Notater

Linker

• S. A. Slavatinsky// Moscow Institute of Physics and Technology (Dolgoprudny, Moskva-regionen)
• Slavatinsky S.A. // SOZH, 2001, nr. 2, s. 62–68 arkiv http://web.archive.org/web/20060116134302/http://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

Den mest kjente formelen fra generell relativitet er loven om bevaring av energimasse

Dette er et utkast til artikkel om fysikk. Du kan hjelpe prosjektet ved å legge til det.

Se denne malen Fundamental partikler Sammensatte partikler Tilkoblinger grunnleggende og/eller komposittpartikler Regelmessig Uvanlig Jeg orket ikke lenger... – Og hvordan vet du hvor vi skal?! – Jeg rystet fjærene mine som en frossen spurv og mumlet fornærmet. "Det er skrevet over hele ansiktet ditt," smilte bestemoren. Selvfølgelig var det ikke skrevet i ansiktet mitt, men jeg ville gitt mye for å finne ut hvordan hun alltid visste alt så trygt når det kom til meg? Noen minutter senere trampet vi allerede sammen mot skogen, og pratet entusiastisk om det mest mangfoldige og utrolige historier, som hun naturligvis kjente mye mer enn meg, og dette var en av grunnene til at jeg elsket å gå med henne så mye. Det var bare oss to, og det var ingen grunn til å være redd for at noen skulle overhøre og noen kanskje ikke likte det vi snakket om. Bestemor godtok veldig lett alle mine rariteter og var aldri redd for noe; og noen ganger, hvis hun så at jeg var fullstendig "tapt" i noe, ga hun meg råd om å hjelpe meg å komme meg ut av den eller den uønskede situasjonen, men oftest observerte hun bare hvordan jeg reagerte på livets vanskeligheter, som allerede var blitt permanente , uten til slutt kom over på min "piggede" vei. I det siste har det begynt å virke for meg som at bestemoren min bare venter på at noe nytt skal komme, for å se om jeg har modnet minst en hæl, eller om jeg fortsatt er "fast" i min "lykkelige barndom", Jeg vil ikke gå ut av de korte barndomsskjortene mine. Men selv for hennes "grusomme" oppførsel, elsket jeg henne veldig høyt og prøvde å dra nytte av hvert passende øyeblikk for å tilbringe tid med henne så ofte som mulig. Skogen møtte oss med det innbydende suset av gylne høstløv. Været var fantastisk, og man kunne håpe at min nye venn, ved "flaks", også ville være der. Jeg plukket en liten bukett med noen beskjedne høstblomster som fortsatt sto igjen, og noen minutter senere var vi allerede ved siden av kirkegården, ved porten til hvis... på samme sted satt den samme søte, lille, gamle damen... - Og jeg trodde allerede at jeg ikke kunne vente på deg! – hilste hun glad. Kjeven min falt bokstavelig talt av en slik overraskelse, og i det øyeblikket så jeg tilsynelatende ganske dum ut, fordi den gamle kvinnen, ler muntert, kom bort til oss og klappet meg kjærlig på kinnet. – Vel, du går, kjære, Stella har allerede ventet på deg. Og vi blir sittende her en stund... Jeg hadde ikke engang tid til å spørre hvordan jeg skulle komme meg til den samme Stella, når alt forsvant igjen et sted, og jeg befant meg i den allerede kjente verdenen av Stellas ville fantasi, glitrende og glitrende med alle regnbuens farger, og , uten å ha tid til å se meg bedre rundt, hørte jeg umiddelbart en entusiastisk stemme: – Å, så godt det er at du kom! Og jeg ventet og ventet!.. Jenta fløy opp til meg som en virvelvind og stakk en liten rød "drage" rett inn i armene mine... Jeg rygget overrasket tilbake, men lo umiddelbart muntert, for det var verdens morsomste og morsomste skapning! «Den lille dragen», hvis du kan kalle ham det, svulmet den delikate rosa magen hans og hveste truende på meg, tilsynelatende i håp om å skremme meg på denne måten. Men da han så at ingen kom til å bli redde her, la han seg rolig ned på fanget mitt og begynte å snorke fredelig, og viste hvor god han er og hvor høyt han burde elskes... Jeg spurte Stella hva den het og hvor lenge siden hun opprettet den. - Å, jeg har ikke engang funnet ut hva jeg skal kalle deg ennå! Og han dukket opp akkurat nå! Liker du ham virkelig? – kvitret jenta muntert, og jeg kjente at hun var glad for å se meg igjen. - Dette er for deg! – sa hun plutselig. - Han vil bo hos deg. Den lille dragen strakte morsomt ut sin piggete snute, og bestemte seg tydeligvis for å se om jeg hadde noe interessant... Og plutselig slikket meg rett på nesen! Stella hylte av glede og var tydelig veldig fornøyd med kreasjonen hennes. "Vel, ok," sa jeg enig, "mens jeg er her, kan han være med meg." "Skal du ikke ta ham med deg?" – Stella ble overrasket. Og så skjønte jeg at hun tilsynelatende ikke vet i det hele tatt at vi er "forskjellige" og at vi ikke lenger lever i samme verden. Mest sannsynlig fortalte bestemoren, for å synes synd på henne, ikke jenta hele sannheten, og hun trodde oppriktig at dette var akkurat den samme verdenen som hun hadde levd i før, med den eneste forskjellen at nå kunne hun skaper fortsatt sin egen verden... Jeg visste med sikkerhet at jeg ikke ønsket å være den som fortalte denne lille tillitsfulle jenta hvordan livet hennes egentlig var i dag. Hun var fornøyd og glad i denne "hennes" fantastiske virkeligheten, og jeg sverget mentalt til meg selv at jeg aldri og aldri ville bli den som ville ødelegge denne eventyrverdenen hennes. Jeg kunne bare ikke forstå hvordan bestemoren min forklarte den plutselige forsvinningen av hele familien hennes og generelt alt hun bodde i nå? "Du skjønner," sa jeg med en liten nøling og smilte, "der jeg bor, er drager ikke veldig populære ... – Så ingen vil se ham! – kvitret den lille jenta muntert. En vekt hadde akkurat blitt løftet av skuldrene mine!.. Jeg hatet å ligge eller prøve å komme meg ut, og spesielt foran et så rent lite menneske som Stella var. Det viste seg at hun forsto alt perfekt og på en eller annen måte klarte å kombinere skapergleden og tristheten over å miste familien. – Og jeg har endelig funnet en venn her! – erklærte den lille jenta seirende.

Mikroverden strukturer

Tidligere ble elementærpartikler kalt partikler som er en del av et atom og ikke kan brytes ned til mer elementære komponenter, nemlig elektroner og kjerner.

Senere ble det funnet at kjerner består av enklere partikler - nukleoner(protoner og nøytroner), som igjen består av andre partikler. Derfor elementærpartikler begynte å bli vurdert små partikler saken , unntatt atomer og deres kjerner .

Til dags dato har hundrevis av elementærpartikler blitt oppdaget, noe som krever deres klassifisering:

– etter type interaksjon

- etter livstidspunkt

– største rygg

Elementærpartikler er delt inn i følgende grupper:

Sammensatte og fundamentale (strukturløse) partikler

Sammensatte partikler

Hadroner (tunge)– partikler som deltar i alle typer grunnleggende interaksjoner. De består av kvarker og er igjen delt inn i: mesoner– hadroner med heltallsspinn, det vil si at de er bosoner; baryoner– hadroner med halvtallsspinn, det vil si fermioner. Disse inkluderer spesielt partiklene som utgjør kjernen til et atom - proton og nøytron, dvs. nukleoner.

Fundamentale (strukturløse) partikler

Leptoner (lette)– fermioner, som har form av punktpartikler (dvs. ikke består av noe) opp til skalaer i størrelsesorden 10 − 18 m. De deltar ikke i sterke interaksjoner. Deltakelse i elektromagnetiske interaksjoner ble eksperimentelt observert bare for ladede leptoner (elektroner, myoner, tau-leptoner) og ble ikke observert for nøytrinoer.

Quarks– fraksjonelt ladede partikler som utgjør hadroner. De ble ikke observert i fristaten.

Målebosoner– partikler gjennom utvekslingen av hvilke interaksjoner utføres:

– foton – en partikkel som bærer elektromagnetisk interaksjon;

– åtte gluoner – partikler som bærer det sterke samspillet;

– tre mellomvektorbosoner W + , W- og Z 0, som tåler svake interaksjoner;

– graviton er en hypotetisk partikkel som overfører gravitasjonsinteraksjon. Eksistensen av gravitoner, selv om det ennå ikke er eksperimentelt bevist på grunn av svakheten i gravitasjonsinteraksjonen, anses som ganske sannsynlig; graviton er imidlertid ikke inkludert i standardmodellen for elementærpartikler.

I følge moderne konsepter inkluderer fundamentale partikler (eller "ekte" elementærpartikler) som ikke har en indre struktur og endelige dimensjoner:

Kvarker og leptoner

Partikler som gir grunnleggende interaksjoner: gravitoner, fotoner, vektorbosoner, gluoner.

Klassifisering av elementærpartikler etter levetid:

- stabil: partikler hvis levetid er veldig lang (i grensen har den en tendens til uendelig). Disse inkluderer elektroner , protoner , nøytrino . Nøytroner er også stabile inne i kjerner, men de er ustabile utenfor kjernen.

- ustabil (kvasistabile): elementærpartikler er de partiklene som forfaller på grunn av elektromagnetiske og svake interaksjoner, og hvis levetid er mer enn 10–20 sekunder. Slike partikler inkluderer fritt nøytron (dvs. et nøytron utenfor kjernen til et atom)

- resonanser (ustabil, kortvarig). Resonanser inkluderer elementærpartikler som forfaller på grunn av sterke interaksjoner. Levetiden deres er mindre enn 10-20 sekunder.

Klassifisering av partikler etter deltakelse i interaksjoner:

- leptoner : Disse inkluderer nøytroner. Alle av dem deltar ikke i virvelen av intranukleære interaksjoner, dvs. er ikke utsatt for sterke interaksjoner. De deltar i svak interaksjon, og de med elektrisk ladning deltar også i elektromagnetisk interaksjon

- hadroner : partikler som eksisterer inne i atomkjernen og deltar i sterke interaksjoner. De mest kjente av dem er proton Og nøytron .

Kjent i dag seks leptoner :

I samme familie som elektronet er myoner og tau-partikler, som ligner på elektronet, men mer massive. Myoner og tau-partikler er ustabile og forfaller til slutt til flere andre partikler, inkludert elektronet

Tre elektrisk nøytrale partikler med null (eller nær null, forskerne har ennå ikke bestemt seg for dette punktet) masse, kalt nøytrino . Hver av de tre nøytrinoene (elektronnøytrino, myonnøytrino, tau-nøytrino) er sammenkoblet med en av tre typer partikler i elektronfamilien.

Den mest kjente hadroner , protoner og nøytrinoer det er hundrevis av slektninger, som er født i stort antall og umiddelbart forfall i prosessen med ulike kjernefysiske reaksjoner. Med unntak av protonet er de alle ustabile og kan klassifiseres i henhold til sammensetningen av partiklene de forfaller til:

Hvis det er et proton blant sluttproduktene av partikkelforfall, kalles det baryon

Hvis det ikke er noe proton blant nedbrytningsproduktene, kalles partikkelen meson .

Det kaotiske bildet av den subatomære verden, som ble mer kompleks med oppdagelsen av hver ny hadron, ga plass til et nytt bilde med fremkomsten av konseptet kvarker. I følge kvarkmodellen består alle hadroner (men ikke leptoner) av enda flere elementærpartikler – kvarker. Så baryoner (spesielt protonet) består av tre kvarker, og mesoner - fra paret kvark - antikvark.

Inntil relativt nylig ble flere hundre partikler og antipartikler ansett som elementære. En detaljert studie av deres egenskaper og interaksjoner med andre partikler og utviklingen av teorien viste at de fleste av dem faktisk ikke er elementære, siden de selv består av de enkleste eller, som de nå sier, fundamentale partikler. Fundamentalpartikler i seg selv består ikke lenger av noe. Tallrike eksperimenter har vist at alle fundamentale partikler oppfører seg som dimensjonsløse punktobjekter som ikke har noen indre struktur, i det minste opp til de minste avstandene som nå er studert på ~10 -16 cm.

Introduksjon

Blant de utallige og varierte prosessene for interaksjon mellom partikler, er det fire grunnleggende eller grunnleggende interaksjoner: sterk (kjernefysisk), elektromagnetisk og gravitasjon. I partiklenes verden er gravitasjonsinteraksjonen veldig svak, dens rolle er fortsatt uklar, og vi vil ikke snakke mer om det.

Det er to grupper av partikler i naturen: hadroner, som deltar i alle grunnleggende interaksjoner, og leptoner, som ikke bare deltar i den sterke interaksjonen.

I følge moderne konsepter utføres interaksjoner mellom partikler gjennom utslipp og påfølgende absorpsjon av kvanter av det tilsvarende feltet (sterkt, svakt, elektromagnetisk) som omgir partikkelen. Slike kvanter er gauge bosoner, som også er fundamentale partikler. For bosoner er deres eget vinkelmomentum, kalt spinn, lik heltallsverdien til Plancks konstant $h = 1,05 \cdot 10^(-27) erg \cdot s$. Feltkvanter og følgelig bærere av sterke interaksjoner er gluoner, betegnet med symbolet g, elektromagnetiske feltkvanter er velkjente lyskvanter - fotoner, betegnet med $\gamma $, og svake feltkvanter og følgelig bærere av svake interaksjoner er W± (dobbel ve)- og Z 0 (zet null) bosoner.

I motsetning til bosoner er alle andre fundamentale partikler fermioner, det vil si partikler med en halvheltalls spinnverdi lik h/2.

I tabellen 1 viser symbolene for grunnleggende fermioner - leptoner og kvarker.

Hver partikkel vist i tabellen. 1, tilsvarer en antipartikkel som bare skiller seg fra partikkelen i tegnene til den elektriske ladningen og andre kvantetall (se tabell 2) og retningen til spinnet i forhold til retningen til partikkelens bevegelsesmengde. Vi vil betegne antipartikler med de samme symbolene som partikler, men med en bølget linje over symbolet.

Partikler i tabellen. 1 er betegnet med greske og latinske bokstaver, nemlig: bokstaven $\nu$ - tre forskjellige nøytrinoer, bokstavene e - elektron, $\mu$ - muon, $\tau$ - taon, bokstavene u, c, t, d, s, b angir kvarker; deres navn og egenskaper er gitt i tabellen. 2.

Partikler i tabellen. 1 er gruppert i tre generasjoner I, II og III i henhold til strukturen moderne teori. Universet vårt er bygget av første generasjons partikler - leptoner og kvarker og målebosoner, men som vist moderne vitenskap om utviklingen av universet, i den innledende fasen av utviklingen, spilte partikler fra alle tre generasjoner en viktig rolle.

Leptoner	Quarks
Jeg II III $\nu_e$ e $\nu_(\mu)$ $\mu$ $\nu_(\tau)$ $\tau$	Jeg II III u d c s t b

Leptoner

Først, la oss se på egenskapene til leptoner mer detaljert. I den øverste linjen i tabellen. 1 inneholder tre forskjellige nøytrinoer: elektron $\nu_e$, myon $\nu_m$ og tau nøytrino $\nu_t$. Massen deres er ennå ikke nøyaktig målt, men dens øvre grense er for eksempel bestemt for ne lik 10 -5 av elektronmassen (det vil si $\leq 10^(-32)$ g).

Når du ser på bordet. 1, oppstår spørsmålet uunngåelig om hvorfor naturen trengte å lage tre forskjellige nøytrinoer. Det er ikke noe svar på dette spørsmålet ennå, fordi det ikke er opprettet en så omfattende teori om fundamentale partikler som ville indikere nødvendigheten og tilstrekkeligheten til alle slike partikler og beskrive deres grunnleggende egenskaper. Kanskje dette problemet vil bli løst i det 21. århundre (eller senere).

Bunnlinjen i tabellen. Kapittel 1 begynner med partikkelen vi har studert mest, elektronet. Elektronet ble oppdaget på slutten av forrige århundre av den engelske fysikeren J. Thomson. Elektrones rolle i vår verden er enorm. De er de negativt ladede partiklene som sammen med atomkjerner danner alle atomene til grunnstoffene kjent for oss i Mendeleevs periodiske system. I hvert atom er antallet elektroner nøyaktig lik antallet protoner i atomkjernen, som gjør atomet elektrisk nøytralt.

Et elektron er stabilt; hovedmuligheten for å ødelegge et elektron er dets død ved kollisjon med en antipartikkel - en positron e+. Denne prosessen kalles utslettelse:

$$e^- + e^+ \to \gamma + \gamma .$$

Som et resultat av utslettelse dannes det to gamma-kvanter (som høyenergifotoner kalles), som frakter bort både restene-energiene e + og e - , og deres kinetiske energier. Ved høye energier dannes e + og e - hadroner og kvarkpar (se f.eks. (5) og fig. 4).

Reaksjon (1) illustrerer tydelig gyldigheten av A. Einsteins berømte formel om ekvivalens av masse og energi: E = mc 2 .

Faktisk, under utslettelse av et positron stoppet i materie og et elektron i hvile, blir hele hvilemassen deres (lik 1,22 MeV) omdannet til energien til $\gamma$-kvanter, som ikke har en hvilemasse.

I andre generasjon av bunnlinjen i tabellen. 1 er lokalisert > muon - en partikkel som i alle sine egenskaper er en analog av et elektron, men med en unormalt stor masse. Massen til en myon er 207 ganger større enn massen til et elektron. I motsetning til elektronet er myonen ustabil. Tiden i livet hans t= 2,2 · 10 -6 s. Myonet henfaller fortrinnsvis til et elektron og to nøytrinoer i henhold til skjemaet

$$\mu^- \to e^- + \tilde \nu_e +\nu_(\mu)$$

En enda tyngre analog av elektronet er $\tau$-leptonet (taon). Dens masse er mer enn 3 tusen ganger større enn massen til et elektron ($m_(\tau) = 1777$ MeV/c 2), det vil si at den er tyngre enn et proton og et nøytron. Levetiden er 2,9 · 10 -13 s, og fra mer enn hundre forskjellige skjemaer (kanaler) av forfallet er følgende mulig:

$$\tau^-\venstre\langle\begin(matrise) \to e^- + \tilde \nu_e +\nu_(\tau)\\ \to \mu^- + \tilde \nu_\mu +\nu_ (\tau)\end(matrise)\right.$$

Når vi snakker om leptoner, er det interessant å sammenligne de svake og elektromagnetiske kreftene på en bestemt avstand, f.eks. R= 10 -13 cm På denne avstanden er elektromagnetiske krefter nesten 10 milliarder ganger større enn svake krefter. Men dette betyr slett ikke at svake krefters rolle i naturen er liten. Ikke i det hele tatt.

Det er svake krefter som er ansvarlige for mange gjensidige transformasjoner av ulike partikler til andre partikler, som for eksempel i reaksjoner (2), (3), og slike gjensidige transformasjoner er et av de mest karakteristiske trekk ved partikkelfysikk. I motsetning til reaksjoner (2), (3), virker elektromagnetiske krefter i reaksjon (1).

Når vi snakker om leptoner, er det nødvendig å legge til at moderne teori beskriver elektromagnetiske og svake interaksjoner ved å bruke en enhetlig elektrosvak teori. Den ble utviklet av S. Weinberg, A. Salam og S. Glashow i 1967.

Quarks

Selve ideen om kvarker oppsto fra et strålende forsøk på å klassifisere et stort nummer av partikler som deltar i sterke interaksjoner og kalles hadroner. M. Gell-Mann og G. Zweig antydet at alle hadroner består av et tilsvarende sett av fundamentale partikler – kvarker, deres antikvarker og bærere av den sterke interaksjonen – gluoner.

Fullt nummer Hadroner som for øyeblikket er observert utgjør mer enn hundre partikler (og samme antall antipartikler). Mange titalls partikler er ennå ikke registrert. Alle hadroner er delt inn i tunge partikler kalt baryoner, og gjennomsnittene, navngitt mesoner.

Baryoner er preget av deres baryonnummer b= 1 for partikler og b = -1 for antibaryoner. Deres fødsel og ødeleggelse skjer alltid i par: baryon og antibaryon. Mesons har en baryonladning b = 0. Ifølge ideen til Gell-Mann og Zweig består alle baryoner av tre kvarker, antibaryoner - av tre antikvarker. Derfor ble hver kvark tildelt et baryonnummer på 1/3, slik at totalt hadde baryonen b= 1 (eller -1 for en antibaryon som består av tre antikvarker). Mesoner har et baryonnummer b= 0, så de kan være sammensatt av en hvilken som helst kombinasjon av par av hvilken som helst kvark og hvilken som helst antikvark. I tillegg til de samme kvantetallene for alle kvarker - spinn og baryonnummer - er det andre viktige egenskaper ved dem, for eksempel verdien av hvilemassen deres m, størrelsen på den elektriske ladningen Q/e(i brøkdeler av elektronladning e= 1,6 · 10 -19 coulombs) og et visst sett med kvantetall som kjennetegner de s.k. kvarksmak. Disse inkluderer:

1) størrelsen på isotopspinnet Jeg og størrelsen på dens tredje projeksjon, det vil si Jeg 3. Så, u-kvark og d-kvarker danner en isotopisk dublett, de blir tildelt et fullt isotopisk spinn Jeg= 1/2 med anslag Jeg 3 = +1/2 tilsvarende u-kvark, og Jeg 3 = -1/2, tilsvarende d-kvark. Begge komponentene i dubletten har lignende masseverdier og er identiske i alle andre egenskaper, med unntak av elektrisk ladning;

2) kvantenummer S- fremmedhet karakteriserer den merkelige oppførselen til noen partikler som har en unormalt lang levetid (~10 -8 - 10 -13 s) sammenlignet med den karakteristiske kjernefysiske tiden (~10 -23 s). Partiklene i seg selv har blitt kalt merkelige, og inneholder en eller flere merkelige kvarker og merkelige antikvarker. Fødsel eller forsvinning av rare partikler på grunn av sterke interaksjoner skjer i par, det vil si at i enhver kjernereaksjon må summen av $\Sigma$S før reaksjonen være lik $\Sigma$S etter reaksjonen. Men i svake interaksjoner holder ikke loven om bevaring av fremmedhet.

I eksperimenter med akseleratorer ble det observert partikler som var umulig å beskrive ved hjelp av u-, d- Og s-kvarker. I analogi med merkelighet var det nødvendig å introdusere ytterligere tre nye kvarker med nye kvantetall MED = +1, I= -1 og T= +1. Partikler sammensatt av disse kvarkene har en betydelig større masse (> 2 GeV/c 2). De har et bredt utvalg av forfallsmønstre med en levetid på ~10 -13 s. En oppsummering av egenskapene til alle kvarker er gitt i tabellen. 2.

Hvert kvarkbord. 2 tilsvarer antikvarken din. For antikvarker har alle kvantenummer tegnet motsatt av det som er angitt for kvarken. Følgende må sies om størrelsen på kvarkmassen. Oppgitt i tabell. 2 verdier tilsvarer massene av nakne kvarker, det vil si kvarkene selv uten å ta hensyn til gluonene som omgir dem. Massen av kledde kvarker er større på grunn av energien som bæres av gluoner. Dette er spesielt merkbart for de letteste u- Og d-kvarker, hvis gluonbelegg har en energi på omtrent 300 MeV.

Kvarker som bestemmer det grunnleggende fysiske egenskaper partikler kalles valenskvarker. I tillegg til valenskvarker inneholder hadroner virtuelle par av partikler - kvarker og antikvarker, som sendes ut og absorberes av gluoner i svært kort tid

(Hvor E- energien til det virtuelle paret), som oppstår i strid med loven om bevaring av energi i samsvar med Heisenberg-usikkerhetsforholdet. Virtuelle par av kvarker kalles sjøkvarker eller sjøkvarker. Strukturen til hadroner inkluderer således valens- og sjøkvarker og gluoner.

Hovedtrekket til alle kvarker er at de har tilsvarende sterke ladninger. Avgifter sterkt felt har tre like varianter (i stedet for én elektrisk ladning i teorien elektriske krefter). I historisk terminologi kalles disse tre ladningstypene fargene til kvarker, nemlig: konvensjonelt rød, grønn og blå. Dermed hver kvark i tabellen. 1 og 2 kan være i tre former og er en farget partikkel. Å blande alle tre fargene, akkurat som det skjer i optikk, gir hvit farge, det vil si at den misfarger partikkelen. Alle observerte hadroner er fargeløse.

Quarks	u(opp)	d(ned)	s(rar)	c(sjarm)	b(bunn)	t(topp)
Masse m 0	(1,5-5) MeV/s 2	(3-9) MeV/s 2	(60-170) MeV/s 2	(1,1-4,4) GeV/s 2	(4.1-4.4) GeV/s 2	174 GeV/s 2
Isospin Jeg	+1/2	+1/2	0	0	0	0
Projeksjon Jeg 3	+1/2	-1/2	0	0	0	0
Elektrisk ladning Q/e	+2/3	-1/3	-1/3	+2/3	-1/3	+2/3
Rarthet S	0	0	-1	0	0	0
Sjarm C	0	0	0	+1	0	0
Bunn B	0	0	0	0	-1	0
Topp T	0	0	0	0	0	+1

Quark-interaksjoner utføres av åtte forskjellige gluoner. Begrepet "gluon" betyr på engelsk lim, det vil si at disse feltkvantene er partikler som ser ut til å lime kvarkene sammen. I likhet med kvarker er gluoner fargede partikler, men siden hver gluon endrer fargene på to kvarker samtidig (kvarken som avgir gluonet og kvarken som absorberer gluonet), er gluonet farget to ganger, med en farge og en antifarge, vanligvis forskjellig fra fargen.

Resten av gluoner, som for et foton, er null. I tillegg er gluoner elektrisk nøytrale og har ikke en svak ladning.

Hadroner er også vanligvis delt inn i stabile partikler og resonanser: baryon og meson.
Resonanser er preget av en ekstremt kort levetid (~10 -20 -10 -24 s), siden deres forfall skyldes sterk interaksjon.

Dusinvis av slike partikler ble oppdaget av den amerikanske fysikeren L.V. Alvarez. Siden veien for slike partikler til forfall er så kort at de ikke kan observeres i detektorer som registrerer spor av partikler (som et boblekammer osv.), ble de alle oppdaget indirekte, ved tilstedeværelse av topper avhengig av sannsynligheten for interaksjon av ulike partikler med hverandre på energi. Figur 1 forklarer dette. Figuren viser avhengigheten av interaksjonstverrsnittet (proporsjonal med sannsynlighetsverdien) til en positiv pion $\pi^+$ med et proton s fra pionens kinetiske energi. Ved en energi på ca. 200 MeV er en topp synlig under tverrsnittet. Dens bredde er $\Gamma = 110$ MeV, og den totale massen til partikkelen $\Delta^(++)$ er lik $T^(")_(max)+M_p c^2+M_\pi c ^2=1232$ MeV /с 2 , hvor $T^(")_(max)$ er den kinetiske energien til kollisjonen av partikler i systemet med deres massesenter. De fleste resonanser kan betraktes som den eksiterte tilstanden til stabile partikler, siden de har samme kvarksammensetning som sine stabile motstykker, selv om massen til resonansene er større på grunn av eksitasjonsenergien.

Quark-modell av hadroner

Vi begynner å beskrive kvarkmodellen av hadroner med en tegning av feltlinjer som kommer fra en kilde - en kvark med en farget ladning og ender ved en antikvark (fig. 2, b). Til sammenligning, i fig. 2, og vi viser at når det gjelder elektromagnetisk interaksjon, divergerer kraftlinjene fra kilden deres - den elektriske ladningen - som en vifte, fordi virtuelle fotoner som sendes ut samtidig av kilden, ikke samhandler med hverandre. Som et resultat får vi Coulombs lov.

I motsetning til dette bildet har gluonene selv fargede ladninger og samhandler sterkt med hverandre. Som et resultat, i stedet for en vifte av kraftledninger, har vi en bunt vist i fig. 2, b. Tauet strekkes mellom en kvark og en antikvark, men det mest fantastiske er at selve gluonene, med fargede ladninger, blir kilder til nye gluoner, hvis antall øker når de beveger seg bort fra kvarken.
Dette bildet av interaksjon tilsvarer avhengigheten av den potensielle energien for interaksjon mellom kvarker på avstanden mellom dem, vist i fig. 3. Nemlig: opp til avstanden R> 10 -13 cm har U(R)-avhengigheten en traktformet karakter, og styrken til fargeladningen i dette avstandsområdet er relativt liten, slik at kvarker kl. R> 10 -15 cm, til en første tilnærming, kan betraktes som frie, ikke-samvirkende partikler. Dette fenomenet har det spesielle navnet på asymptotisk frihet for kvarker i liten grad R. Men når R større enn noen kritiske $R_(cr) \ca. 10^(-13)$ cm verdi av potensiell interaksjonsenergi U(R) blir direkte proporsjonal med verdien R. Det følger direkte at kraften F = -dU/dR= const, det vil si er ikke avhengig av avstand. Ingen andre interaksjoner som fysikere tidligere hadde studert hadde en så uvanlig egenskap.

Beregninger viser at kreftene som virker mellom en kvark og en antikvark, faktisk, med start fra $R_(cr) \ca. 10_(-13)$ cm, slutter å avhenge av avstand, og forblir på et nivå av enorm størrelse, nær 20 tonn . På avstand R~ 10 -12 cm (lik radiusen til gjennomsnittlige atomkjerner) fargekrefter er mer enn 100 tusen ganger større enn elektromagnetiske krefter. Hvis vi sammenligner fargekraften med kjernekreftene mellom et proton og et nøytron inne i en atomkjerne, viser det seg at fargekraften er tusenvis av ganger større! Dermed åpnet det seg et nytt storslått bilde av fargekrefter i naturen for fysikerne, mange størrelsesordener større enn de i dag kjente kjernefysiske kreftene. Spørsmålet dukker selvsagt umiddelbart opp om slike krefter kan fås til å virke som en energikilde. Dessverre er svaret på dette spørsmålet negativt.

Naturligvis oppstår et annet spørsmål: til hvilke avstander? R mellom kvarker øker den potensielle energien lineært med økende R?
Svaret er enkelt: på store avstander bryter bunten av feltlinjer, siden det er energimessig gunstigere å danne et brudd med fødselen av et kvark-antikvark-par med partikler. Dette skjer når den potensielle energien på diskontinuitetsstedet er større enn hvilemassen til kvarken og antikvarken. Prosessen med å bryte bunten av kraftlinjer i gluonfeltet er vist i fig. 2, V.

Slike kvalitative ideer om fødselen av en kvark-antikvark gjør det mulig å forstå hvorfor enkeltkvarker ikke observeres i det hele tatt og ikke kan observeres i naturen. Kvarker er for alltid fanget inne i hadroner. Dette fenomenet kvark innesperring kalles innesperring. Ved høye energier kan det være mer fordelaktig at bunten bryter mange steder samtidig, og danner mange $q\tilde q$-par. På denne måten nærmer vi oss problemet med flergangsfødsler kvark-antikvark par og dannelsen av harde kvarkstråler.

La oss først vurdere strukturen til lette hadroner, det vil si mesoner. De består, som vi allerede har sagt, av en kvark og en antikvark.

Det er ekstremt viktig at begge partnere i paret har samme fargeladning og samme anti-ladning (for eksempel en blå kvark og en anti-blå antikvark), slik at paret deres, uavhengig av smakene til kvarkene, har ingen farge (og vi observerer bare fargeløse partikler).

Alle kvarker og antikvarker har et spinn (i brøkdeler av h), lik 1/2. Derfor er det totale spinn av en kombinasjon av en kvark og en antikvark enten 0 når spinnene er antiparallelle, eller 1 når spinnene er parallelle med hverandre. Men spinnet til en partikkel kan være større enn 1 hvis kvarkene selv roterer i noen baner inne i partikkelen.

I tabellen Figur 3 viser noen sammenkoblede og mer komplekse kombinasjoner av kvarker, som indikerer hvilke tidligere kjente hadroner denne kombinasjonen av kvarker tilsvarer.

Quarks	Mesoner			Quarks	Baryoner
	J=0	J=1			J=1/2	J=3/2
	partikler	resonanser			partikler	resonanser
	$\pi^+$	$\rho^+$		uuu		$\Delta^(++)$
$\tilde u d$	$\pi^-$	$\rho^-$		uud	s	$\Delta^+$
$u \tilde u - d \tilde d$	$\pi^0$	$\rho^0$		udd	n (nøytron)	\Delta^0 (delta0)
$u \tilde u + d \tilde d$	$\eta$	$\omega$		ddd		$\Delta^-$
$d \tilde s$	$k^0$	$k^0*$		uus	$\Sigma^+$	$\Sigma^+*$
$u \tilde s$	$k^+$	$k^+*$		uds	$\Lambda^0$	$\Sigma^0*$
$\tilde u s$	$k^-$	$k^-*$		dds	$\Sigma^-$	$\Sigma^-*$
$c \tilde d$	$D^+$	$D^+*$		uss	$\Xi^0$	$\Xi^0*$
$c \tilde s$	$D^+_s$	$D^+_s*$		dss	$\Xi^-$	$\Xi^-*$
$c \tilde c$	harmoni	$J/\psi$		sss	$\Omega^-$
$b \tilde b$	Bottonium	Upsilon		udc	$\Lambda^+_c$ (lambda-tse+)
$c \tilde u$	$D^0$	$D^0*$		uuc	$\Sigma^(++)_c$
$b \tilde u$	$B^-$	$B*$		udb	$\Lambda_b$

Av de for tiden best studerte mesoner og mesonresonanser består den største gruppen av lette ikke-aromatiske partikler hvis kvantetall S = C = B= 0. Denne gruppen inkluderer ca. 40 partikler. Tabell 3 begynner med pioner $\pi$ ±,0, oppdaget av den engelske fysikeren S.F. Powell i 1949. Ladede pioner lever i omtrent 10 -8 s, og forfaller til leptoner i henhold til følgende skjemaer:

$\pi^+ \to \mu + \nu_(\mu)$ og $\pi^- \to \mu^- + \tilde \nu_(\mu)$.

Deres "slektninger" i tabellen. 3 - resonanser $\rho$ ±,0 (rho mesons), i motsetning til pioner, har spinn J= 1, de er ustabile og lever bare i omtrent 10 -23 s. Årsaken til forfallet til $\rho$ ±,0 er sterk interaksjon.

Årsaken til nedbrytningen av ladede pioner skyldes svak interaksjon, nemlig det faktum at kvarkene som utgjør partikkelen er i stand til å avgi og absorbere som et resultat av svak interaksjon i kort tid t i samsvar med relasjon (4) virtuelle gauge bosoner: $u \to d + W^+$ eller $d \to u + W^-$, og, i motsetning til leptoner, overganger av en kvark av en generasjon til en kvark av en annen generering utføres også, for eksempel $u \to b + W^+$ eller $u \to s + W^+$, etc., selv om slike overganger er betydelig sjeldnere enn overganger innen én generasjon. Samtidig, under alle slike transformasjoner, beholdes den elektriske ladningen i reaksjonen.

Studie av mesoner inkludert s- Og c-kvarker, førte til oppdagelsen av flere dusin rare og sjarmerte partikler. Forskningen deres utføres nå i mange vitenskapelige sentre rundt om i verden.

Studie av mesoner inkludert b- Og t-kvarker, begynte intensivt ved akseleratorer, og vi skal ikke snakke om dem mer detaljert foreløpig.

La oss gå videre til å vurdere tunge hadroner, det vil si baryoner. Alle av dem er sammensatt av tre kvarker, men de som har alle tre varianter av farge, siden, som mesoner, alle baryoner er fargeløse. Kvarker inne i baryoner kan ha orbital bevegelse. I dette tilfellet vil det totale spinnet til partikkelen overstige det totale spinnet til kvarkene, lik 1/2 eller 3/2 (hvis spinnene til alle tre kvarkene er parallelle med hverandre).

Baryonen med minimum masse er protonet s(se tabell 3). Det er protoner og nøytroner som utgjør alle atomkjerner. kjemiske elementer. Antall protoner i en kjerne bestemmer dens totale elektriske ladning Z.

Den andre hovedpartikkelen til atomkjerner er nøytronet n. Et nøytron er litt tyngre enn et proton, det er ustabilt og i fri tilstand, med en levetid på ca. 900 s, forfaller det til et proton, elektron og nøytrino. I tabellen Figur 3 viser kvarktilstanden til protonet uud og nøytron udd. Men med spinn av denne kombinasjonen av kvarker J= 3/2 resonanser $\Delta^+$ og $D^0$ dannes, henholdsvis. Alle andre baryoner som består av tyngre kvarker s, b, t, og har en betydelig større masse. Blant dem var av spesiell interesse W- -hyperon, bestående av tre merkelige kvarker. Det ble først oppdaget på papir, det vil si ved beregning, ved å bruke ideene om kvarkstrukturen til baryoner. Alle de grunnleggende egenskapene til denne partikkelen ble forutsagt og deretter bekreftet ved eksperimenter.

Mange eksperimentelt observerte fakta indikerer nå overbevisende eksistensen av kvarker. Spesielt snakker vi om oppdagelsen av en ny prosess i kollisjonsreaksjonen av elektroner og positroner, som fører til dannelsen av kvark-antikvark jetfly. Et diagram over denne prosessen er vist i fig. 4. Forsøket ble utført ved kollidere i Tyskland og USA. Figuren viser retningen til bjelkene med piler e+ og e- , og fra kollisjonspunktet slipper en kvark ut q og antikvark $\tilde q$ i senitvinkel $\Theta$ mot flyretningen e+ og e-. Denne fødselen av et $q+\tilde q$-par skjer i reaksjonen

$$e^+ + e^- \to \gamma_(virt) \to q + \tilde q$$

Som vi allerede har sagt, bryter en bunt med kraftledninger (oftere kalt en streng) når de er strukket tilstrekkelig store, inn i komponenter.
Ved høy energi fra kvarken og antikvarken, som nevnt tidligere, brytes strengen mange steder, som et resultat av at det dannes to smale stråler av sekundære fargeløse partikler i begge retninger langs fluktlinjen til q-kvarken og antikvarken, som vist i fig. 4. Slike stråler av partikler kalles jets. Ganske ofte, eksperimentelt observert dannelse av tre, fire eller flere stråler av partikler samtidig.

I eksperimenter utført med superakseleratorenergier i kosmiske stråler, der forfatteren av denne artikkelen deltok, ble det tatt bilder av prosessen med dannelse av mange jetfly. Faktum er at tauet eller strengen er endimensjonal, og derfor er sentrene for dannelse av tre, fire eller flere stråler også plassert langs en rett linje.

Teorien som beskriver sterke interaksjoner kalles kvantekromodynamikk eller for kort QCD. Det er mye mer komplekst enn teorien om elektrosvake interaksjoner. QCD er spesielt vellykket i å beskrive de såkalte harde prosessene, det vil si prosesser for interaksjon av partikler med stor overføring av momentum mellom partikler. Selv om etableringen av teorien ennå ikke er fullført, er mange teoretiske fysikere allerede opptatt med å skape den "store foreningen" - foreningen av kvantekromodynamikk og teorien om elektrosvak interaksjon til en enkelt teori.

Avslutningsvis, la oss kort vurdere om seks leptoner og 18 flerfargede kvarker (og deres antipartikler), så vel som kvanter av fundamentale felt - fotonet, W ± -, Z 0 bosoner, åtte gluoner og til slutt kvanter av gravitasjonsfeltet - gravitoner - hele arsenalet av virkelig elementære, eller mer presist, fundamentale partikler. Tydeligvis ikke. Mest sannsynlig er de beskrevne bildene av partikler og felt bare en refleksjon av vår nåværende kunnskap. Det er ikke for ingenting at det allerede er mange teoretiske ideer som inkluderer en stor gruppe fortsatt observerte såkalte supersymmetriske partikler, en oktett av supertunge kvarker og mye mer.

Åpenbart, moderne fysikk er fortsatt langt fra å konstruere en fullstendig teori om partikler. Kanskje den store fysikeren Albert Einstein hadde rett da han mente at bare å ta hensyn til tyngdekraften, til tross for dens nå tilsynelatende lille rolle i mikroverdenen, ville gjøre det mulig å konstruere en streng teori om partikler. Men alt dette er allerede i det 21. århundre eller enda senere.

Litteratur

1. Okun L.B. Fysikk av elementærpartikler. M.: Nauka, 1988.

2. Kobzarev I.Yu. Nobelprisvinnere 1979: S. Weinberg, S. Glashow, A. Salam // Nature. 1980. N 1. S. 84.

3. Zeldovich Ya.B. Klassifisering av elementærpartikler og kvarker som presentert for fotgjengere // Uspekhi fiz. Sci. 1965. T. 8. S. 303.

4. Krainov V.P. Usikkerhetsrelasjon for energi og tid // Soros Educational Journal. 1998. N 5. S. 77-82.

5. Nambu I. Hvorfor det ikke finnes frie kvarker // Uspekhi fiz. Sci. 1978. T. 124. S. 146.

6. Zhdanov G.B., Maksimenko V.M., Slavatinsky S.A. Eksperiment "Pamir" // Nature. 1984. N 11. S. 24

Artikkelanmelder L.I. Sarycheva

S. A. Slavatinsky Moscow Institute of Physics and Technology, Dolgoprudny, Moskva-regionen.

±1 1 80,4 Svak interaksjon Z 0 0 1 91,2 Svak interaksjon Gluon 0 1 0 Sterk interaksjon Higgs boson 0 0 ≈125,09±0,24 Inert masse

Generasjon		Quarks med ladning (+2/3)				Quarks med ladning (−1/3)
			Kvark/antikvark symbol	Masse (MeV)		Navn/smak på kvark/antikvark	Kvark/antikvark symbol	Masse (MeV)
1		u-kvark (opp-kvark) / anti-u-kvark	$u\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(u)$	fra 1,5 til 3		d-kvark (ned-kvark) / anti-d-kvark	$d\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(d)$	4,79±0,07
2		c-kvark (sjarm-kvark) / anti-c-kvark	$c\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(c)$	1250 ± 90		s-kvark (merkelig kvark) / anti-s-kvark	$s\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(r)$	95 ± 25
3		t-kvark (toppkvark) / anti-t-kvark	$t\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(t)$	174 200 ± 3300		b-kvark (bunn-kvark) / anti-b-kvark	$b\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(b)$	4200±70

se også

Skriv en anmeldelse om artikkelen "Fundamental partikkel"

Notater

Linker

• S. A. Slavatinsky// Moscow Institute of Physics and Technology (Dolgoprudny, Moskva-regionen)
• Slavatinsky S.A. // SOZH, 2001, nr. 2, s. 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

Fundamental partikler Sammensatte partikler Tilkoblinger grunnleggende og/eller komposittpartikler Regelmessig Uvanlig Annen klassifiseringer partikler

Utdrag som karakteriserer den grunnleggende partikkelen

Dagen etter våknet han sent. Ved å fornye inntrykkene fra fortiden, husket han først og fremst at han i dag måtte presentere seg for keiser Franz, han husket krigsministeren, den høflige østerrikske adjutanten Bilibin og samtalen i går kveld. Fullkledd kjole uniform, som han ikke hadde brukt på lenge, for en tur til palasset, gikk han, frisk, livlig og kjekk, med armen bundet inn på Bilibins kontor. Det var fire herrer fra det diplomatiske korpset på kontoret. Bolkonsky var kjent med prins Ippolit Kuragin, som var sekretær for ambassaden; Bilibin introduserte ham for andre.
Herrene som besøkte Bilibin, sekulære, unge, rike og blide mennesker, dannet en egen krets både i Wien og her, som Bilibin, som var leder for denne kretsen, kalte vår, les nftres. Denne kretsen, som nesten utelukkende besto av diplomater, hadde tilsynelatende sine egne interesser som ikke hadde noe med krig og politikk å gjøre, høysamfunnets interesser, forholdet til visse kvinner og den geistlige siden av tjenesten. Disse herrene tok tilsynelatende villig prins Andrei inn i sin krets som en av sine egne (en ære de gjorde til få). Av høflighet, og som samtaleemne, ble han stilt flere spørsmål om hæren og slaget, og samtalen smuldret igjen opp i inkonsekvente, muntre vitser og sladder.
"Men det er spesielt bra," sa en og fortalte at en meddiplomat mislyktes, "det som er spesielt bra er at kansleren direkte fortalte ham at hans utnevnelse til London var en forfremmelse, og at han burde se på det på den måten." Ser du figuren hans samtidig?...
"Men hva som er verre, mine herrer, jeg gir dere Kuragin: mannen er i ulykke, og denne Don Juan, denne forferdelige mannen, utnytter det!"
Prins Hippolyte lå i en Voltaire-stol med bena i kryss over armen. Han lo.
«Parlez moi de ca, [Kom igjen, kom igjen,]» sa han.
- Å, Don Juan! Å slange! – stemmer ble hørt.
"Du vet ikke, Bolkonsky," vendte Bilibin seg til prins Andrei, "at alle grusomhetene fransk hær(Jeg sa nesten - den russiske hæren) - ingenting sammenlignet med hva denne mannen gjorde mellom kvinner.
«La femme est la compagne de l"homme, [En kvinne er en manns venn],» sa prins Hippolyte og begynte å se gjennom lorgnetten på de hevede bena hans.
Bilibin og våre brøt ut i latter og så inn i øynene til Ippolit. Prins Andrei så at denne Ippolit, som han (måtte innrømme) nesten var sjalu på sin kone, var en narr i dette samfunnet.
«Nei, jeg må unne deg Kuragin,» sa Bilibin stille til Bolkonsky. – Han er sjarmerende når han snakker om politikk, du må se denne betydningen.
Han satte seg ved siden av Hippolytus og samlet folder på pannen og begynte en samtale med ham om politikk. Prins Andrei og andre omringet begge.
"Le cabinet de Berlin ne peut pas exprimer un sentiment d" alliance," begynte Hippolyte og så på alle betydelig, "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-alliansen... [Berlin-kabinettet kan ikke uttrykke sin mening om alliansen uten å uttrykke... som i sin siste note... du forstår... du forstår.. Men hvis Hans Majestet Keiseren ikke endrer essensen av alliansen vår...]
«Attendez, je n"ai pas fini...," sa han til prins Andrei og tok tak i hånden hans. "Jeg antar at det er que l"intervention sera plus forte que la non intervention." Et...» Han stoppet. – On ne pourra pas imputer a la fin de non recevoir notre depeche du 28 novembre. Voila kommentar tout cela finira. [Vent, jeg er ikke ferdig. Jeg tror at intervensjon vil være sterkere enn ikke-intervensjon.Og... Det er umulig å vurdere saken over dersom vår utsendelse av 28. november ikke blir akseptert. Hvordan vil alt dette ende?]
Og han slapp Bolkonskys hånd, og indikerte at han nå var helt ferdig.
"Demosthenes, je te reconnais au caillou que tu as cache dans ta bouche d"or! [Demosthenes, jeg kjenner deg igjen på rullesteinen som du gjemmer i dine gylne lepper!] - sa Bilibin, hvis hårlokk beveget seg på hodet hans med glede.
Alle lo. Hippolytus lo høyest av alle. Han led tilsynelatende, ble kvalt, men kunne ikke motstå den ville latteren som strakte det alltid ubevegelige ansiktet hans.
«Vel, mine herrer,» sa Bilibin, «Bolkonskij er min gjest i huset og her i Brunn, og jeg vil unne ham, så mye jeg kan, med alle livets gleder her.» Hvis vi var i Brunn, ville det vært enkelt; men her, dans ce vilain trou morave [i dette ekle moraviske hullet], er det vanskeligere, og jeg ber dere alle om hjelp. Il faut lui faire les honneurs de Brunn. [Vi må vise ham Brunn.] Du overtar teatret, jeg – samfunnet, du, Hippolytus, selvfølgelig – kvinner.
– Vi må vise ham Amelie, hun er nydelig! - sa en av våre og kysset fingertuppene.
"Generelt bør denne blodtørstige soldaten," sa Bilibin, "omvendes til mer humane synspunkter."
«Jeg kommer neppe til å dra nytte av deres gjestfrihet, mine herrer, og nå er det på tide for meg å dra,» sa Bolkonsky og så på klokken.
- Hvor?
- Til keiseren.
- OM! O! O!
- Vel, farvel, Bolkonsky! Farvel, prins; «Kom til middag tidligere,» ble stemmer hørt. – Vi tar vare på deg.
"Prøv å prise rekkefølgen i leveringen av proviant og ruter så mye som mulig når du snakker med keiseren," sa Bilibin og eskorterte Bolkonsky til fronthallen.
"Og jeg vil gjerne rose, men jeg kan ikke, så mye jeg vet," svarte Bolkonsky smilende.
– Vel, generelt, snakk så mye som mulig. Hans lidenskap er publikum; men han selv liker ikke å snakke og vet ikke hvordan, som du vil se.

Inntil relativt nylig ble flere hundre partikler og antipartikler ansett som elementære. En detaljert studie av deres egenskaper og interaksjoner med andre partikler og utviklingen av teorien viste at de fleste av dem faktisk ikke er elementære, siden de selv består av de enkleste eller, som de nå sier, fundamentale partikler. Fundamentalpartikler i seg selv består ikke lenger av noe. Tallrike eksperimenter har vist at alle fundamentale partikler oppfører seg som dimensjonsløse punktobjekter som ikke har en indre struktur, i det minste opp til de minste avstandene som nå er studert på ~10 -16 cm.

Blant de utallige og varierte prosessene for interaksjon mellom partikler, er det fire hoved- eller grunnleggende interaksjoner: sterk (kjernefysisk), elektromagnetisk, svak og gravitasjonsmessig. I partiklenes verden er gravitasjonsinteraksjonen veldig svak, dens rolle er fortsatt uklar, og vi vil ikke snakke mer om det.

Det er to grupper av partikler i naturen: hadroner, som deltar i alle grunnleggende interaksjoner, og leptoner, som ikke bare deltar i den sterke interaksjonen.

I følge moderne konsepter utføres interaksjoner mellom partikler gjennom utslipp og påfølgende absorpsjon av kvanter av det tilsvarende feltet (sterkt, svakt, elektromagnetisk) som omgir partikkelen. Slike kvanta er måle bosoner, som også er fundamentale partikler. Bosoner har sine egne vinkelmomentum, kalt spinn, er lik heltallsverdien Planck er konstant. Feltkvanter og følgelig bærere av sterke interaksjoner er gluoner, betegnet med symbolet g (ji), elektromagnetiske feltkvanter er velkjente lyskvanter - fotoner, betegnet (gamma) og svake feltkvanter og følgelig bærere av svake felt interaksjoner er W± (dobbel ve)- og Z 0 (zet null) bosoner.

I motsetning til bosoner er alle andre fundamentale partikler fermioner, det vil si partikler med en halvheltalls spinnverdi lik h/2.

I tabellen 1 viser symbolene for grunnleggende fermioner - leptoner og kvarker.

Hver partikkel vist i tabellen. 1, tilsvarer en antipartikkel som bare skiller seg fra partikkelen i tegnene til den elektriske ladningen og andre kvantetall (se tabell 2) og retningen til spinnet i forhold til retningen til partikkelens bevegelsesmengde. Vi vil betegne antipartikler med de samme symbolene som partikler, men med en bølget linje over symbolet.

Partikler i tabellen. 1 er betegnet med greske og latinske bokstaver, nemlig: bokstaven (nu) - tre forskjellige nøytrinoer, bokstavene e - elektron, (mu) - muon, (tau) - taon, bokstavene u, c, t, d, s , b indikerer kvarker ; deres navn og egenskaper er gitt i tabellen. 2.

Partikler i tabellen. 1 er gruppert i tre generasjoner I, II og III i henhold til strukturen til moderne teori. Universet vårt er bygget av partikler av den første generasjonen - leptoner og kvarker og målebosoner, men som moderne vitenskap om utviklingen av universet viser, spilte partikler fra alle tre generasjonene en viktig rolle i den innledende fasen av utviklingen.

Leptoner	Quarks
Jeg II III e	Jeg II III u d c s t b

Leptoner

Først, la oss se på egenskapene til leptoner mer detaljert. I den øverste linjen i tabellen. 1 inneholder tre forskjellige nøytrinoer: elektron-, myon- og tau-nøytrinoer. Massen deres er ennå ikke nøyaktig målt, men dens øvre grense er for eksempel bestemt for ne lik 10 -5 av elektronmassen (det vil si g).

Når du ser på bordet. 1, oppstår spørsmålet uunngåelig om hvorfor naturen trengte å lage tre forskjellige nøytrinoer. Det er ikke noe svar på dette spørsmålet ennå, fordi det ikke er opprettet en så omfattende teori om fundamentale partikler som ville indikere nødvendigheten og tilstrekkeligheten til alle slike partikler og beskrive deres grunnleggende egenskaper. Kanskje dette problemet vil bli løst i det 21. århundre (eller senere).

Bunnlinjen i tabellen. Kapittel 1 begynner med partikkelen vi har studert mest, elektronet. Elektronet ble oppdaget på slutten av forrige århundre av den engelske fysikeren J. Thomson. Elektrones rolle i vår verden er enorm. De er de negativt ladede partiklene som sammen med atomkjerner danner alle atomene til grunnstoffene vi kjenner til Mendeleevs periodiske system. I hvert atom er antallet elektroner nøyaktig lik antallet protoner i atomkjernen, noe som gjør atomet elektrisk nøytralt.

Et elektron er stabilt; hovedmuligheten for å ødelegge et elektron er dets død ved kollisjon med en antipartikkel - en positron e+. Denne prosessen kalles utslettelse :

.

Som et resultat av utslettelse dannes det to gamma-kvanter (som høyenergifotoner kalles), som frakter bort både restene-energiene e + og e - og deres kinetiske energier. Ved høye energier dannes e + og e - hadroner og kvarkpar (se f.eks. (5) og fig. 4).

Reaksjon (1) illustrerer tydelig gyldigheten av A. Einsteins berømte formel om ekvivalens av masse og energi: E = mc 2 .

Faktisk, under utslettelse av et positron og et elektron i hvile i materie, blir hele hvilemassen deres (lik 1,22 MeV) omdannet til energien til -quanta, som ikke har en hvilemasse.

I andre generasjon av bunnlinjen i tabellen. 1 ligger muon- en partikkel som i alle sine egenskaper er en analog av et elektron, men med en unormalt stor masse. Massen til en myon er 207 ganger større enn massen til et elektron. I motsetning til elektronet er myonen ustabil. Tiden i livet hans t= 2,2 · 10 -6 s. Myonet henfaller fortrinnsvis til et elektron og to nøytrinoer i henhold til skjemaet

En enda tyngre analog av elektronet er . Dens masse er mer enn 3 tusen ganger større enn massen til et elektron (MeV/c 2), det vil si at den er tyngre enn et proton og et nøytron. Levetiden er 2,9 · 10 -13 s, og fra mer enn hundre forskjellige skjemaer (kanaler) av forfallet er følgende mulig.