Система гуманитарного и социально-экономического знания. В. А. Соломатин

Чтение книги онлайн.

СКАЧАТЬ элементарные частицы обладают целым спектром различных характеристик.

      • Электрическим зарядом (все известные частицы имеют либо положительный, либо отрицательный, либо нулевой заряды). Каждой частице, кроме фотона и мезонов, соответствуют античастицы с противоположным зарядом. У частицы и античастицы одинаковы массы покоя, спин и время жизни; при их взаимодействии происходит аннигиляция (уничтожение) каждой из них, при этом выделяется энергия. В 60-х годах XX века была высказана гипотеза о существовании кварков – частиц с дробным электрическим зарядом, хотя экспериментального подтверждения данная гипотеза еще не получила.

      • Массой покоя, причем масса покоя частицы определяется по отношению к массе покоя электрона. Однако существуют элементарные частицы – фотоны, не имеющие такой массы.

      • Временем жизни: с этих позиций все частицы делятся на стабильные и нестабильные. К стабильным частицам относятся фотон, разновидности нейтрино, электрон и протон. Все прочие частицы – нестабильны, время их жизни около 10^-10 – 10^-24 с, после чего они распадаются. Элементарные частицы со временем жизни 10^-22 – 10^-23 с называются резонансами. Резонансные состояния вычислены только теоретически и не зафиксированы в реальных экспериментах.

      • Спином – собственным моментом количества движения микрочастицы, а также иными характеристиками: изотопическим спином, странностью, лептонным и барионным зарядами, четностью и т. д.

      Между элементарными частицами может происходить четыре типа взаимодействия: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное. Отметим, что все названные типы взаимодействия относятся к фундаментальным взаимодействиям в природе вообще. В квантовой теории установлено, что любому полю соответствуют частицы, осуществляющие взаимодействия. Эти взаимодействия переносятся четырьмя типами бозонов.

      Сильное взаимодействие происходит на уровне атомных ядер и обеспечивает связь нуклонов в ядре. Оно действует на расстоянии порядка 10^-15 м, а время протекания составляет – 10^-23 с. Глюоны переносят сильные ядерные взаимодействия.

      Электромагнитное взаимодействие реализуется между заряженными частицами. Носителем такого взаимодействия является фотон, квант электромагнитного поля. При электромагнитном взаимодействии электроны и атомные ядра соединяются в атомы, а атомы – в молекулы. Радиус взаимодействия не ограничен, время протекания 10^-20 с.

      Слабое взаимодействие связано, главным образом, с распадом элементарных частиц, а также с взаимодействием нейтрино с веществом. Взаимодействие простирается на расстояние порядка 10^-18 м, а время протекания – 10^-10 с. Векторные бозоны осуществляют перенос слабых взаимодействий.

      Гравитационное взаимодействие в микромире может не учитываться, хотя в космических масштабах оно имеет решающее значение, радиус его не ограничен. Силу тяготения между телами, имеющими массу, переносит гравитон.

      Некоторые частицы участвуют во всех типах взаимодействий (протон), другие – только в некоторых (электрон, мюон). Взаимодействия СКАЧАТЬ