частицы и античастицы. Частицы и античастицы. Частицы и античастицы. Четыре вида фундаментальных взаимодействий Бауржанулы Азиз
 Скачать 134.54 Kb.
|
|
Частицы и античастицы. Четыре вида фундаментальных взаимодействий Бауржанулы Азиз Частицы в физике Элементарная частица — собирательный термин, относящийся к микрообъектам в субъядерном масштабе, которые на данный момент на практике невозможно расщепить на составные части. В наше время известно порядка 400 400 элементарных или субъядерных частиц. Большинство из них нестабильно: одни частицы могут самопроизвольно превращаться в другие с течением времени. Исключением из этого являются нейтрино, фотон, протон и электрон. По продолжительности существования выделяют следующие группы частиц: относительно стабильные, время жизни которых превосходит 10 – 17 с ; 10–17 с; короткоживущие, время жизни которых порядка 10 -22 – 10 -23 с 10-22 –10-23 с. Основные свойства элементарных частиц Одним из наиболее важных свойств элементарных частиц является их способность к взаимным превращениям. Частицы способны поглощаться (возникать) и испускаться (исчезать). Это относится как к стабильным, так и к нестабильным частицам. Разница лишь в том, что стабильные частицы могут превращаться не самопроизвольно, а в результате взаимодействия с другими частицами. В процессе аннигиляции (исчезновения) позитрона и электрона появляется фотон большой энергии. При столкновении фотона, несущего достаточный заряд энергии, с ядром атома появляется электрон-позитронная пара. Античастицы На основе квантовой теории сформулирован принцип зарядового сопряжения. Для каждой элементарной частицы должна существовать античастица. Эксперименты показывают, что, за немногим исключением (например, фотон), действительно каждой частице соответствует античастица. Согласно квантовой теории частицы и античастицы имеют: — одинаковые массы; — одинаковое время жизни в вакууме; — одинаковые по модулю, но противоположные по знаку заряды; — одинаковые спины, а также одинаковые остальные квантовые числа, приписываемые элементарным частицам Встреча частицы и античастицы сопровождается аннигиляцией, в результате которой обе частицы превращаются в кванты излучения или частицы других видов. Античастицы и частицы Античастицы обозначаются тем же символом, что и частицы, только с тильдой. Основные примеры пары частицы и античастицы: Электрон-позитрон Протон-антипротон Нейтрон-антинейтрон Фундаментальные взаимодействия Фундаментальные взаимодействия – это процессы, сильно различающиеся по уровню энергии и времени протекания, в которые вступают элементарные частицы. Фундаментальными их называют потому, что их невозможно свести в другим, более простым взаимодействиям. Выделяют 4 вида фундаментальных взаимодействий: сильное; электромагнитное; слабое; гравитационное. Сильное взаимодействие Это вид фундаментального взаимодействия также носит название ядерного, так как оно обуславливает прочную связь между нуклонами в ядре атома Сильное взаимодействие считается короткодействующим, так как проявляется на расстоянии порядка 10 – 15 м 10–15 м и менее. Электромагнитное взаимодействие Благодаря этому виду взаимодействия возможно существование молекул и атомов. Оно определяет большинство свойств веществ, находящихся в трех агрегатных состояниях (твердом, жидком и газообразном). Оно обуславливает протекание процессов поглощения и излучения фотонов атомами и молекулами вещества, а также целый ряд других физических и химических процессов. Кулоновское отталкивание, существующее между протонами, объясняет неустойчивость ядер атомов с большими массовыми числами. В электромагнитном взаимодействии могут участвовать любые частицы, которые обладают электрическим зарядом, а также кванты электромагнитного поля фотоны. Слабое взаимодействие Этот вид взаимодействия определяет ход наиболее медленных процессов, которые протекают в микромире, в том числе с участием нейтрино или антинейтрино. В этом виде взаимодействия могут принимать участие любые элементарные частицы. Примером слабого взаимодействия может служить β β-распад нейтрона, который протекает с участием нейтрино или антинейтрино. Гравитационное взаимодействие В связи с тем, что масса элементарных частиц мала, силами гравитационного воздействия между ними можно пренебречь. Гравитация имеет значение при взаимодействии космических объектов, чья масса огромна. |