Элементарные частицы.
У каждой элементарной частицы есть античастица, обозначается она тем же символом, но с добавлением тильды над ним.
Античастицы фотона, - и -мезонов тождественны самим частицам.
Эти частицы являются истинно нейтральными, но испытывают взаимные превращения, являющиеся фундаментальным свойством всех элементарных частиц.
Элементарные частицы объединяются в три группы: фотоны, лептоны и адроны.
Группа фотонов состоит из одной частицы — фотона — кванта электромагнитного взаимодействия.
Группа лептонов состоит из электрона, мюона, электронного и мюонного нейтрино, тяжелого лептона —таона, таонного нейтрино, а также соответствующих им античастиц. Они участвуют только в электромагнитном и слабом взаимодействиях.
К группе адронов относятся мезоны (пионы и каоны) и барионы (нуклоны (протон, нейтрон) и нестабильные частицы). При распаде бариона, наряду с другими частицами, всегда образуется новый барион — закон сохранения барионного заряда. Адроны обладают сильным взаимодействием, наряду с электромагнитным и слабым.
Адроны состоят из кварков.
Каждый мезон M строится из одного кварка q и одного антикварка q~ , каждый барион B — из трех кварков q : M = qq~ , B = qqq
Число лептонов равно числу типов кварков — принцип кварк-лептонной симметрии.
Имеются кварки шести типов, которые подобно лептонам образуют три дублета, или три поколения (u,d) , (c,s) , (t,b) :
1) верхний (up) — u
2) нижний (down) — d
3) "очарованный" (charm) — c
Фундаментальные взаимодействия.
четыре типа фундаментальных взаимодействий: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное.
Гравитационное взаимодействие свойственно всем телам Вселенной,
проявляется в виде сил всемирного тяготения.
Эти силы обусловливают существование звезд, планетных систем, и т. п.
Гравитационное взаимодействие предельно слабое и в мире элементарных частиц при обычных энергиях непосредственной роли не играет.
Гравитационное взаимодействие G — гравитационная постоянная, равная примерно 6,6725×10-11 м³/(кг·с²).
Гравитационное взаимодействие
В рамках ньютоновской механики является дальнодействующим (в любой точке пространства гравитационный потенциал зависит только от положения тела в данный момент времени).
В стандартном подходе общей теории относительности (ОТО) гравитация рассматривается не как силовое взаимодействие, а как проявление искривления пространства-времени.
в ОТО гравитация интерпретируется как геометрический эффект
пространство-время рассматривается в рамках неевклидовой геометрии.
Сильное взаимодействие
действует в масштабах атомных ядер и меньше.
В сильном взаимодействии участвуют кварки и глюоны, а также составленные из них элементарные частицы, называемые адронами. (hadros (греч.) — сильный, массивный, крупный), к числу которых принадлежат, в частности, протон, и нейтрон.
Наиболее известное его проявление —ядерные силы, обеспечивающие существование атомных ядер.
Электромагнитное взаимодействие
С современной точки зрения электромагнитное взаимодействие между заряженными частицами осуществляется не прямо, а только посредством электромагнитного поля. С точки зрения квантовой теории поля электромагнитное взаимодействие переносится безмассовым бозоном — фотоном (частицей, которую можно представить как квантовое возбуждение электромагнитного поля). Сам фотон электрическим зарядом не обладает, а значит не может непосредственно взаимодействовать с другими фотонами.
Из фундаментальных частиц в электромагнитном взаимодействии участвуют также имеющие электрический заряд частицы: кварки, электрон, мюон и Тау-лептон (из фермионов), а также заряженые калибровочные бозоны.
Одно из его проявлений — кулоновские силы,
обусловливающие существование атомов.
Отличается своим дальнодействующим характером. По такому же закону(Кулона) спадает с расстоянием гравитационное взаимодействие.
Электромагнитное взаимодействие заряженных частиц намного сильнее гравитационного
Единственная причина, по которой электромагнитное взаимодействие не проявляется с большой силой на космических масштабах — электрическая нейтральность материи,