Класифікація елементарних частинок
наскільки різноманітні елементарні частинки, настільки ж різноманітні і їх характеристики. Саме на підставі характеристик і складена класифікація елементарних частинок.
Відео: Фізика елементарних частинок і Теорія струн
Один з найважливіших показників - це маса. Важливо брати до уваги саме масу спокою частинки, оскільки в момент руху, особливо з високими швидкостями, вона значно збільшується. Іноді, не враховуючи цей факт, деякі вчені оголошували про відкриття нових частинок, хоча мали справу з давно відомими. Одиницею відліку прийнято вважати масу спокою електрона, оскільки вона є найлегшою з них. У наш час класифікація елементарних частинок відповідно до їх масами спокою виглядає наступним чином:
- фотони, у яких немає маси спокою, оскільки постійно рухаються зі світловою швидкістю;
- легкі частинки - лептони, до яких відносяться нейтрино та електрон;
- середні частки, які важать від однієї маси електрона до тисячі;
- важкі - баріони, що мають масу в більш, ніж тисячу мас електрона до яких відносяться нейтрони, протони, Гіперіон.
Відео: Елементарні частинки | оновлюємо класифікацію елементарних частинок
Наступна характеристика, по якій створена класифікація елементарних частинок, - їх електричний заряд. Він кратний заряду одногоелектрона (-1) завжди. Відповідно до даної характеристиці всі частинки діляться на позитивно заряджені, негативно заряджені і з нульовим зарядом. Передбачається також існування частинок, що мають дробовий заряд.
Відео: Класифікація елементарних частинок в підручниках В. А. Касьянова
Ще одна характеристика по якій створена класифікація елементарних частинок, - Час їх життя:
- стабільні частинки, до яких відносяться електрон, нейтрино, фотон і протон, нейтрон зберігає стабільність до тих пір, поки знаходиться в складі ядра атома, а у вільному стані він розпадається протягом 15 хвилин;
- нестабільні частинки - всі інші. Час життя у них 10 (-10) - 10 (-24) секунд, а частинки з найкоротшою тривалість життя - резонанси, що руйнуються ще до того, як встигають покинути атомне ядро або атом. Живуть вони 10 (-25) - 10 (-26) секунди. Хоча існування такого роду частинок теоретично обчислено, але практично їх ніхто не зафіксував. У життєдіяльності людини найважливіша роль належить, звісно, стабільним частинкам, адже саме з них і побудовані всі макротела.
Наступна класифікаційна характеристика - тип взаємодії:
- лептони - частинки, які беруть участь тільки в слабкому і електромагнітній взаємодії;
- адрони - це частинки, які, крім перерахованих вище, беруть участь й у сильних взаємодіях.
Відео: Кварки просто про складне
Але найважливіша характеристика елементарних частинок - це спін (опис імпульсу частинки). Така величина в класичній механіці описує характеристику обертання тіла. Але фізика, розглядаючи властивості елементарних частинок, спін характеризує по-іншому - як внутрішню свободу даної частинки. Він може приймати тільки позитивні значення, які пропорційні постійної Планка, на відміну від спина в механіці, здатного приймати будь-які значення. Коефіцієнт, що виражає його пропорційність, названий квантовим спіновим числом. Для одних частинок він може мати цілочисельні (0, назад 1, 2), а в інших - напівцілий (1/2, 3/2) значення. Частка, що має 0-вим спіном, виглядає однаково при повороті її під будь-яким кутом, зі спіном в одиницю - знаходить такий же вигляд після повороту її на 360 градусів, а зі спинив рівним 2 - після повороту на 180 градусів, зі спіном в ½- - на 720 градусів. Всі частинки з нецілим значенням спинив звуться - ферміони. До них відносяться всі широко відомі частинки, наприклад, протони, електрони, нейтрони. Їх спини складають 1/2. А з цілочисельними - бозони. Ці речовини, по суті, є квантами полів, але навіть володіючи корпускулярним властивостями, все ж виступають в ролі полів в класичному межі. Яскравим зразком бозонів є фотон, спін у яких становить 1, а також мезони з нульовим спіном.
