Элементарные частицы

1. Элементарные частицы.

2. Из истории…

К концу прошлого века было ясно,
что Вселенная состоит из
атомов, одинаковых для каждого
хим. элемента. Понимать
структуру атомов физики
началив1897 году, когда Дж.
Томсон экспериментально
открыл электрон. Последующие
исследования показали, что
электрон можно «выделить
«практически из всех атомов
хим. элементов. (На рисунке
представлена модель атома по
Томсону)

3.

Первые работы с электронами привели
ученых к пониманию следующих
принципов:
1. Существуют единственные в своем роде
так называемые элементарные частицы,
которые по размерам меньше атомов
хим. элементов и являются их
составными частями.
2. Каждой такой частице можно приписать
вполне определенное значение
некоторых физических величин (заряд,
масса), что позволяет достаточно точно
различать эти частицы в экспериментах.

4.

5. Чэдвик Андерсон

6. Нейтроны Позитроны

7. Сначала мюон считали самой малой частицей, которая является переносчиком ядерного взаимодействия, но выяснилось, что мюон очень

слабо
взаимодействует с
веществом.

8.

Частицы и античастицы.
Не только электрон и позитрон
образуют пару
противоположных частиц,
имеются и другие подобные
пары. Поэтому оказалось
необходимым и полезным
разделить известные
элементарные частицы на 2
большие группы: на частицы и
античастицы. Для каждой
частицы существует своя
античастица.

9.

10.

Законы сохранения при взаимодействии
элементарных частиц.
Элементарные частицы могут превращаться
друг в друга при взаимодействиях, могут
рождаться, поглощаться и распадаться.
Однако эти процессы осуществляются лишь
при определенных условиях, в строгом
соответствии с законами сохранения.

11.

• закон сохранения электрического
заряда - один из фундаментальных
законов природы, утверждающий,
что алгебраическая сумма
электрических зарядов любой
замкнутой системы остается
неизменной .
• Закон сохранения энергии
(импульса). Многочисленные
опыты показывают, что процессы
рождения частиц имеют место
только в том случае, если энергия
сталкивающихся частиц больше
некоторой величины, называемой
порогом реакции.

12.

Закон сохранения момента
количества движения. Или
закон сохранения спина.
Выражает сохранение
вращательной формы
движения материальных
объектов.
Закон сохранения
четности. Состояние
квантовой системы
называется четным, если
соответствующая ему
волновая функция не меняет
своего знака при изменении
знаков всех координат
частиц системы, и нечетным
в случае противоположного
поведения волновой
функции.

13.

• Элементарные частицы
могут превращаться друг в
друга также в соответствии
и с другими законами
сохранения такими как:
• закон сохранения ядерного
заряда,
• лептонного заряда,
• изотопического спина,
• странности.

14. Виды взаимодействий элементарных частиц.

Сильные взаимодействия (ядерные). Это взаимодействия,
обусловленные связями нуклонов в ядре (поэтому и
ядерные).
Электромагнитные взаимодействия. По своей
интенсивности в 1000 раз слабее сильных взаимодействий
и наблюдаются между электрически заряженными
частицами, ими обусловлены кулоновские силы.

15.

• Слабые взаимодействия
считаются ответственными
за β – распад ядер, за
спонтанный распад всех
элементарных частиц.
• Сверхслабые, или
гравитационные,
взаимодействия (
процессы Ньютона). Из-за
малости этого
взаимодействия оно как
правило не принимается
во внимание.