| Поколение | Кварки с зарядом (+2/3) | Кварки с зарядом (−1/3) | ||||||
| Символ кварка/ антикварка | Масса (МэВ) | Название/ аромат кварка/ антикварка | Символ кварка/ антикварка | Масса (МэВ) | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | u-кварк (up-кварк) / анти-u-кварк | от 1,5 до 3 | d-кварк (down-кварк) / анти-d-кварк | 4,79±0,07 | ||||
| 2 | c-кварк (charm-кварк) / анти-c-кварк | 1250 ± 90 | s-кварк (strange-кварк) / анти-s-кварк | 95 ± 25 | ||||
| 3 | t-кварк (top-кварк) / анти-t-кварк | 174 200 ± 3300 | b-кварк (bottom-кварк) / анти-b-кварк | 4200 ± 70 | ||||
См. также
Напишите отзыв о статье "Фундаментальная частица"
Примечания
Ссылки
- С. А. Славатинский // Московский физико-технический институт (Долгопрудный , Московской обл.)
- Славатинский С.А. // СОЖ, 2001, No 2, с. 62–68 архив 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
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Отрывок, характеризующий Фундаментальная частица
На другой день он проснулся поздно. Возобновляя впечатления прошедшего, он вспомнил прежде всего то, что нынче надо представляться императору Францу, вспомнил военного министра, учтивого австрийского флигель адъютанта, Билибина и разговор вчерашнего вечера. Одевшись в полную парадную форму, которой он уже давно не надевал, для поездки во дворец, он, свежий, оживленный и красивый, с подвязанною рукой, вошел в кабинет Билибина. В кабинете находились четыре господина дипломатического корпуса. С князем Ипполитом Курагиным, который был секретарем посольства, Болконский был знаком; с другими его познакомил Билибин.Господа, бывавшие у Билибина, светские, молодые, богатые и веселые люди, составляли и в Вене и здесь отдельный кружок, который Билибин, бывший главой этого кружка, называл наши, les nфtres. В кружке этом, состоявшем почти исключительно из дипломатов, видимо, были свои, не имеющие ничего общего с войной и политикой, интересы высшего света, отношений к некоторым женщинам и канцелярской стороны службы. Эти господа, повидимому, охотно, как своего (честь, которую они делали немногим), приняли в свой кружок князя Андрея. Из учтивости, и как предмет для вступления в разговор, ему сделали несколько вопросов об армии и сражении, и разговор опять рассыпался на непоследовательные, веселые шутки и пересуды.
– Но особенно хорошо, – говорил один, рассказывая неудачу товарища дипломата, – особенно хорошо то, что канцлер прямо сказал ему, что назначение его в Лондон есть повышение, и чтоб он так и смотрел на это. Видите вы его фигуру при этом?…
– Но что всего хуже, господа, я вам выдаю Курагина: человек в несчастии, и этим то пользуется этот Дон Жуан, этот ужасный человек!
Князь Ипполит лежал в вольтеровском кресле, положив ноги через ручку. Он засмеялся.
– Parlez moi de ca, [Ну ка, ну ка,] – сказал он.
– О, Дон Жуан! О, змея! – послышались голоса.
– Вы не знаете, Болконский, – обратился Билибин к князю Андрею, – что все ужасы французской армии (я чуть было не сказал – русской армии) – ничто в сравнении с тем, что наделал между женщинами этот человек.
– La femme est la compagne de l"homme, [Женщина – подруга мужчины,] – произнес князь Ипполит и стал смотреть в лорнет на свои поднятые ноги.
Билибин и наши расхохотались, глядя в глаза Ипполиту. Князь Андрей видел, что этот Ипполит, которого он (должно было признаться) почти ревновал к своей жене, был шутом в этом обществе.
– Нет, я должен вас угостить Курагиным, – сказал Билибин тихо Болконскому. – Он прелестен, когда рассуждает о политике, надо видеть эту важность.
Он подсел к Ипполиту и, собрав на лбу свои складки, завел с ним разговор о политике. Князь Андрей и другие обступили обоих.
– Le cabinet de Berlin ne peut pas exprimer un sentiment d"alliance, – начал Ипполит, значительно оглядывая всех, – 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 alliance… [Берлинский кабинет не может выразить свое мнение о союзе, не выражая… как в своей последней ноте… вы понимаете… вы понимаете… впрочем, если его величество император не изменит сущности нашего союза…]
– Attendez, je n"ai pas fini… – сказал он князю Андрею, хватая его за руку. – Je suppose que l"intervention sera plus forte que la non intervention. Et… – Он помолчал. – On ne pourra pas imputer a la fin de non recevoir notre depeche du 28 novembre. Voila comment tout cela finira. [Подождите, я не кончил. Я думаю, что вмешательство будет прочнее чем невмешательство И… Невозможно считать дело оконченным непринятием нашей депеши от 28 ноября. Чем то всё это кончится.]
И он отпустил руку Болконского, показывая тем, что теперь он совсем кончил.
– Demosthenes, je te reconnais au caillou que tu as cache dans ta bouche d"or! [Демосфен, я узнаю тебя по камешку, который ты скрываешь в своих золотых устах!] – сказал Билибин, y которого шапка волос подвинулась на голове от удовольствия.
Все засмеялись. Ипполит смеялся громче всех. Он, видимо, страдал, задыхался, но не мог удержаться от дикого смеха, растягивающего его всегда неподвижное лицо.
– Ну вот что, господа, – сказал Билибин, – Болконский мой гость в доме и здесь в Брюнне, и я хочу его угостить, сколько могу, всеми радостями здешней жизни. Ежели бы мы были в Брюнне, это было бы легко; но здесь, dans ce vilain trou morave [в этой скверной моравской дыре], это труднее, и я прошу у всех вас помощи. Il faut lui faire les honneurs de Brunn. [Надо ему показать Брюнн.] Вы возьмите на себя театр, я – общество, вы, Ипполит, разумеется, – женщин.
– Надо ему показать Амели, прелесть! – сказал один из наших, целуя кончики пальцев.
– Вообще этого кровожадного солдата, – сказал Билибин, – надо обратить к более человеколюбивым взглядам.
– Едва ли я воспользуюсь вашим гостеприимством, господа, и теперь мне пора ехать, – взглядывая на часы, сказал Болконский.
– Куда?
– К императору.
– О! о! о!
– Ну, до свидания, Болконский! До свидания, князь; приезжайте же обедать раньше, – пocлшaлиcь голоса. – Мы беремся за вас.
– Старайтесь как можно более расхваливать порядок в доставлении провианта и маршрутов, когда будете говорить с императором, – сказал Билибин, провожая до передней Болконского.
– И желал бы хвалить, но не могу, сколько знаю, – улыбаясь отвечал Болконский.
– Ну, вообще как можно больше говорите. Его страсть – аудиенции; а говорить сам он не любит и не умеет, как увидите.
лептоны - не участвуют в сильном взаимодействии.
электрон . позитрон. мюон.
нейтрино - легкая нейтральная частица, участвующая только в слабом и гравитационном
взаимодействии.
нейтринный (# поток).
переносчики взаимодействий:
фотон - квант света, переносчик электромагнитного взаимодействия.
глюон - переносчик сильного взаимодействия.
промежуточные векторные бозоны - переносчики слабого взаимодействия;
частицы с целым спином.
"фундаментальная частица" в книгах
Глава 1 Частица океана
Из книги Кровь: река жизни [От древних легенд до научных открытий] автора Азимов АйзекГлава 1 Частица океана Любое одноклеточное существо, живущее в море, настолько крошечное, что его можно разглядеть только под микроскопом, имеет запас крови, в миллиарды раз превосходящий человеческий.Поначалу это может показаться невозможным, но, когда вы поймете, что
ЧАСТИЦА «-СЯ» ПОБЕЖДАЕТ
Из книги Как говорить правильно: Заметки о культуре русской речи автора Головин Борис НиколаевичФундаментальная асимметрия
Из книги Антихрупкость [Как извлечь выгоду из хаоса] автора Талеб Нассим НиколасФундаментальная асимметрия Выразим асимметрию Сенеки в четком правиле.Я уже использовал концепцию большей потери при неблагоприятном исходе. Если от перемены обстоятельств вы больше теряете, чем обретаете, вы имеете дело с асимметрией, и это скверная асимметрия.
Что такое частица?
Из книги Гиперпространство автора Каку МичиоЧто такое частица? Суть теории струн в том, что она может объяснить природу и материи, и пространства-времени, т. е. природу и «дерева», и «мрамора». Теория струн дает ответы на ряд головоломных вопросов о частицах: например, почему в природе их так много. Чем глубже мы
Бозе-частица
Из книги Большая Советская Энциклопедия (БО) автора БСЭФерми-частица
Из книги Большая Советская Энциклопедия (ФЕ) автора БСЭФундаментальная астрометрия
БСЭФундаментальная длина
Из книги Большая Советская Энциклопедия (ФУ) автора БСЭ8.5. КАК РАБОТАЕТ ЧАСТИЦА «НЕ»
автора Самсонова Елена8.5. КАК РАБОТАЕТ ЧАСТИЦА «НЕ» Уважаемый коллега! Если у вас есть ребенок, то вы можете вспомнить, как вы кричали ему, когда он был еще маленьким: «Не беги!», «Не упади!» или «Не испачкайся!» И сразу после вашего крика ребенок начинал бежать еще быстрее, падал или пачкался. Вы
8.6. КАК РАБОТАЕТ ЧАСТИЦА «НО»
Из книги Танец продавца, или Нестандартный учебник по системным продажам автора Самсонова Елена8.6. КАК РАБОТАЕТ ЧАСТИЦА «НО» Знаете ли вы, что частица «но» полностью «зачеркивает» то, что вы сказали перед ее употреблением?– Вы очень симпатичный человек, но…– Вы правы, но…– То, что вы говорите, интересно, но…Когда вы разговариваете с клиентом или покупателем,
Третья частица
Из книги Атомный проект. История сверхоружия автора Первушин Антон ИвановичТретья частица Как мы видели, период с 1895 по 1919 год был густо насыщен важными открытиями в области ядерной физики. Но после 1919 года развитие этой науки, казалось, приостановилось. И это неслучайно.Вспомним, что для исследования атома физики использовали явление
Фундаментальная стратегия
Из книги Истоки нейро-лингвистического программирования автора Гриндер ДжонФундаментальная стратегия Фрэнк и я поразмышляли над тем, как справляться с подобными моментами. Мы выработали особую стратегию. Мы решили придерживаться курса минимизации таких отдельных искажений, призвав на помощь большое количество людей, которые физически
Фундаментальная подлость
Из книги Глобальный человейник автора Зиновьев Александр АлександровичФундаментальная подлость Судьба поступила со мной так, что я невольно прикоснулся к самым фундаментальным явлениям нашего общественного строя и смог посмотреть на них без всяких скрывающих их покровов и иллюзий. Как мне казалось тогда, я увидел, в чем заключалась самая
3. Фундаментальная напряженность
Из книги Единство и многообразие в Новом Завете Исследование природы первоначального христианства автора Данн Джеймс Д.3. Фундаментальная напряженность В самой сущности христианства заложено то, что оно происходит от иудаизма I в. Иисус был евреем. Самые первые христиане были сплошь евреями. Христианство началось изнутри иудаизма, из мессианской секты в рамках иудаизма. Оно воспринимало
ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ ИСТИНА
Из книги Движимые вечностью автора Бивер ДжонФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ ИСТИНА В нашей притче Джалин является прообразом Иисуса Христа, а царь Отец? это Всемогущий Бог Отец. Дагон представляет!собой дьявола; жизнь в Энделе? это человеческая жизнь на земле; Аффабель представляет небесный город Бога. Отверженная земля Лон?
| Поколение | Кварки с зарядом (+2/3) | Кварки с зарядом (−1/3) | ||||||
| Символ кварка/ антикварка | Масса (МэВ) | Название/ аромат кварка/ антикварка | Символ кварка/ антикварка | Масса (МэВ) | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | u-кварк (up-кварк) / анти-u-кварк | texvc не найден; См. math/README - справку по настройке.): u / \, \overline{u}
|
от 1,5 до 3 | d-кварк (down-кварк) / анти-d-кварк | Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл texvc не найден; См. math/README - справку по настройке.): d / \, \overline{d}
|
4,79±0,07 | ||
| 2 | c-кварк (charm-кварк) / анти-c-кварк | Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл texvc не найден; См. math/README - справку по настройке.): c / \, \overline{c}
|
1250 ± 90 | s-кварк (strange-кварк) / анти-s-кварк | Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл texvc не найден; См. math/README - справку по настройке.): s / \, \overline{s}
|
95 ± 25 | ||
| 3 | t-кварк (top-кварк) / анти-t-кварк | Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл texvc не найден; См. math/README - справку по настройке.): t / \, \overline{t}
|
174 200 ± 3300 | b-кварк (bottom-кварк) / анти-b-кварк | Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл texvc не найден; См. math/README - справку по настройке.): b / \, \overline{b}
|
4200 ± 70 | ||
См. также
Напишите отзыв о статье "Фундаментальная частица"
Примечания
Ссылки
- С. А. Славатинский // Московский физико-технический институт (Долгопрудный , Московской обл.)
- Славатинский С.А. // СОЖ, 2001, No 2, с. 62–68 архив 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
| Наиболее известная формула из ОТО - закон сохранения энергии-массы | Это заготовка статьи по физике . Вы можете помочь проекту, дополнив её. |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Представленные на рис.1 фундаментальные фермионы , обладающие спином ½, представляют собой «первокирпичики» вещества. Они представлены лептонами (электронами e , нейтрино и др.) – частицами не участвующими в сильных ядерных взаимодействиях, и кварками , которые участвуют в сильных взаимодействиях. Из кварков состоят ядерные частицы – адроны (протоны, нейтроны и мезоны). Каждая из этих частиц имеет свою античастицу, которая должна быть помещена в ту же клетку. Обозначение античастицы отличается знаком «тильда» (~).
Из шести разновидностей кварков или шести ароматов электрическим зарядом 2/3 (в единицах элементарного заряда e ) обладают верхний (u ), очарованный (c ) и истинный (t ) кварки, а зарядом –1/3 – нижний (d ), странный (s ) и красивый (b ) кварки. Антикварки с теми же ароматами будут обладать электрическими зарядами –2/3 и 1/3, соответственно.
| Фундаментальные частицы | |||||||||||||||||||
| Фундаментальные фермионы (полуцелый спин) | Фундаментальные бозоны (целый спин) | ||||||||||||||||||
| Лептоны | Кварки | ||||||||||||||||||
| n e | n m | n t | u | c | t | 2/3 | Сильное | Эл.-магнитное | Слабое | Гравитационное | |||||||||
| e | m | t | –1 | d | s | b | –1/3 | 8 g J = 1 m = 0 | g J = 1 m = 0 | W ± ,Z 0 J = 1 m @100 | G J = 2 m = 0 | ||||||||
| I | II | III | I | II | III | ||||||||||||||
| Электрослабое взаимодействие | |||||||||||||||||||
| Великое объединение | |||||||||||||||||||
| Суперобъединение | |||||||||||||||||||
В квантовой хромодинамике (теории сильного взаимодействия), кваркам и антикваркам приписываются заряды сильного взаимодействия трех типов: красный R (антикрасный ); зеленый G (антизеленый ); синий B (антисиний ). Цветовое (сильное) взаимодействие связывает кварки в адронах. Последние делятся на барионы , состоящие из трех кварков, и мезоны , состоящие из двух кварков. Например, протоны и нейтроны, относящиеся к барионам, имеют следующий кварковый состав:
p = (uud ) и , n = (ddu ) и .
Для примера приведем состав триплета пи-мезонов:
, , 
Легко видеть из этих формул, что заряд протона равен +1, а у антипротона он равен –1. Нейтрон и антинейтрон имеют нулевой заряд. Спины кварков в этих частицах складываются так, что суммарные их спины равны ½. Возможны и такие комбинации из этих же кварков, у которых суммарные спины равны 3/2. Такие элементарные частицы (D ++ , D + , D 0 , D –) обнаружены и относятся к резонансам, т.е. короткоживущим адронам.
Известный процесс радиоактивного b-распада, который представлен схемой
n ® p + e + ,
с точки зрения теории кварков выглядит как
(udd ) ® (uud ) + e + или d ® u + e + .
Несмотря на многократные попытки обнаружить в опытах свободные кварки не удалось. Это говорит о том, что кварки, по всей видимости, проявляются только в составе более сложных частиц (пленение кварков ). Полного объяснения этого явления на сегодняшний день не дано.
Из рис.1 видно, что между лептонами и кварками существует симметрия, называемая кварк-лептонной симметрией. Частицы верхней строчки имеют заряд на единицу больше чем частицы нижней строчки. Частицы первого столбца относятся к первому поколению, второго – ко второму поколению, а третьего столбца – к третьему поколению. Собственно кварки c , b и t были предсказаны на основе этой симметрии. Окружающая нас материя состоит из частиц первого поколения. Какова роль частиц второго и третьего поколений? Окончательного ответа на этот вопрос пока нет.
Еще сравнительно недавно элементарными считались несколько сот частиц и античастиц. Детальное изучение их свойств и взаимодействий с другими частицами и развитие теории показали, что большинство из них на самом деле не элементарны, так как сами состоят из простейших или, как сейчас говорят, фундаментальных частиц. Фундаментальные частицы сами уже ни из чего не состоят. Многочисленные эксперименты показали, что все фундаментальные частицы ведут себя как безразмерные точечные объекты, не имеющие внутренней структуры, по крайней мере до наименьших, изученных сейчас расстояний ~10 -16 см .
Среди бесчисленных и разнообразных процессов взаимодействия между частицами имеются четыре основных или фундаментальных взаимодействия: сильное (ядерное), электромагнитное , слабое и гравитационное . В мире частиц гравитационное взаимодействие очень слабое, его роль еще неясна, и о нем дальше мы говорить не будем.
В природе существуют две группы частиц: адроны , которые участвуют во всех фундаментальных взаимодействиях, и лептоны , не участвующие только в сильном взаимодействии.
Согласно современным представлениям, взаимодействия между частицами осуществляются посредством испускания и последующего поглощения квантов соответствующего поля (сильного, слабого, электромагнитного), окружающего частицу. Такими квантами являются калибровочные бозоны , также являющиеся фундаментальными частицами. У бозонов собственный момент количества движения , называемый спином, равен целочисленному значению постоянной Планка . Квантами поля и соответственно переносчиками сильного взаимодействия являются глюоны , обозначаемые символом g (джи), квантами электромагнитного поля являются хорошо известные нам кванты света - фотоны, обозначаемые (гамма), а квантами слабого поля и соответственно переносчиками слабых взаимодействий являются W ± (дубль ве)- и Z 0 (зет нуль)-бозоны.
В отличие от бозонов все остальные фундаментальные частицы являются фермионами, то есть частицами, имеющими полуцелое значение спина, равное h /2.
В табл. 1 приведены символы фундаментальных фермионов - лептонов и кварков.
Каждой частице, приведенной в табл. 1, соответствует античастица, отличающаяся от частицы лишь знаками электрического заряда и других квантовых чисел (см. табл. 2) и направлением спина относительно направления импульса частицы. Античастицы мы будем обозначать теми же символами, как и частицы, но с волнистой чертой над символом.
Частицы в табл. 1 обозначены греческими и латинскими буквами, а именно: буквой (ню) - три различных нейтрино, буквами е - электрон, (мю) - мюон, (тау) - таон, буквами u, c, t, d, s, b обозначены кварки ; их наименования и характеристики приведены в табл. 2.
Частицы в табл. 1 сгруппированы в три поколения I, II и III в соответствии со структурой современной теории . Наша Вселенная построена из частиц первого поколения - лептонов и кварков и калибровочных бозонов, но, как показывает современная наука о развитии Вселенной, на начальной стадии ее развития важную роль играли частицы всех трех поколений.
| Лептоны | Кварки | ||||||||||||
|
|
Лептоны
Сначала рассмотрим более подробно свойства лептонов. В верхней строке табл. 1 содержатся три разных нейтрино: электронное , мюонное и тау-нейтрино . Их масса до сих пор точно не измерена, но определен ее верхний предел, например для ne равный 10 -5 от величины массы электрона (то есть г).
При взгляде на табл. 1 невольно возникает вопрос о том, зачем природе потребовалось создание трех разных нейтрино. Ответа на этот вопрос пока нет, ибо не создана такая всеобъемлющая теория фундаментальных частиц, которая бы указала на необходимость и достаточность всех таких частиц и описала бы их основные свойства. Возможно, эта проблема будет решена в XXI веке (или позже).
Нижняя строка табл. 1 начинается с наиболее изученной нами частицы - электрона. Электрон был открыт еще в конце прошлого века английским физиком Дж. Томсоном . Роль электронов в нашем мире огромна. Они являются теми отрицательно заряженными частицами, которые вместе с атомными ядрами образуют все атомы известных нам элементов Периодической таблицы Менделеева . В каждом атоме число электронов в точности равно числу протонов в атомном ядре, что и делает атом электрически нейтральным.
Электрон стабилен, главной возможностью уничтожения электрона является его гибель при соударении с античастицей - позитроном e + . Этот процесс получил название аннигиляции :
.
В результате аннигиляции образуются два гамма-кванта (так называют фотоны высокой энергии), уносящие и энергии покоя e + и e - , и их кинетические энергии. При высокой энергии e + и e - образуются адроны и кварковые пары (см., например, (5) и рис. 4).
Реакция (1) наглядно иллюстрирует справедливость знаменитой формулы А. Эйнштейна об эквивалентности массы и энергии: E = mc 2 .
Действительно, при аннигиляции остановившегося в веществе позитрона и покоящегося электрона вся масса их покоя (равная 1,22 МэВ ) переходит в энергию -квантов, которые не имеют массы покоя.
Во втором поколении нижней строки табл. 1 расположен мюон - частица, являющаяся по всем своим свойствам аналогом электрона, но с аномально большой массой. Масса мюона в 207 раз больше массы электрона. В отличие от электрона мюон нестабилен. Время его жизни t = 2,2 · 10 -6 с. Мюон преимущественно распадается на электрон и два нейтрино по схеме
Еще более тяжелым аналогом электрона является . Его масса более чем в 3 тыс. раз превосходит массу электрона ( МэВ/с 2), то есть таон тяжелее протона и нейтрона. Время его жизни равно 2,9 · 10 -13 с, а из более чем ста разных схем (каналов) его распада возможны следующие.
