Скачать + смотреть онлайн

видео 2022

бесплатно в хорошем качестве HD

Строго запрещено смотреть анал видео. Крутые - все самые шикарные мамки видео. Мега лучший пердос video.

PhysBook
PhysBook
Представиться системе

Kvant. Элементарные частицы

Материал из PhysBook

Глэшоу Ш. Элементарные частицы //Квант. — 1992. — № 3. — С. 2-5.

По специальной договоренности с редколлегией и редакцией журнала "Квант"

Шелдон Ли Глэшоу — известный американский физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии 1979 года за создание
(совместно с С. Вайнбергом и А. Саламом) теории, объединяющей слабое и электромагнитное взаимодействия.
Ш. Глэшоу — один из инициаторов появления советско-американского журнала «Quantum», созданного на базе
журнала «Квант» и выходящего в США с начала 1990 года. И один из организаторов и лекторов летних
советско-американских школ, в которых принимали участие и наши читатели — победители конкурсов «Кванта».
Статья «Элементарные частицы» написана Ш. Глэшоу для американских школьников — читателей журнала «Quantum».
Публикуя перевод этой статьи, мы надеемся, что она будет интересна и советским школьникам.

Масса, спин и античастица

Квантовая механика и теория относительности утверждают, что каждая элементарная частица характеризуется неотрицательной массой и неотрицательным целым или полуцелым спином и что для каждой частицы существует античастица с такими же массой и спином, но с противоположным электрическим зарядом. Частицы, масса которых отлична от нуля, движутся медленнее света, и их можно затормозить, в то время как частицы с нулевой массой (такие, как фотон и гравитон) движутся со скоростью света по отношению ко всем наблюдателям. Спин есть мера собственного момента импульса частицы. Если частица с массой имеет спин s, то она может находиться в любом из (2s + 1) квантовых состояний, отличающихся проекцией спина. Античастица электрона, называемая позитроном, впервые была обнаружена в 1932 году в космических лучах. Антипротоны были впервые получены и зарегистрированы на бэватроне в Беркли в 1955 году. Фотоны совпадают со своими собственными античастицами.

При контакте частицы со своей античастицей они аннигилируют. Все вещество на Земле (и почти все вещество во Вселенной) состоит из частиц, а не античастиц. В противном случае не было бы ни нас с вами, ни этого рассказа.

Фермионы и бозоны

Частицы с полуцелым спином (например, электрон со спином 1/2) подчиняются статистике Ферми — Дирака и называются фермионами. Два одинаковых фермиона не могут одновременно находиться в одном и том же квантовом состоянии (принцип запрета Паули). Частицы с целым спином (например, фотон) подчиняются статистике Бозе — Эйнштейна. Многие из бозонов могут (и, в известном смысле, «любят») собираться в одном и том же квантовом состоянии, что является принципиальной основой работы лазеров.

Фундаментальные фермионы — кварки и лептоны

Наш перечень таких частиц содержит двенадцать частиц со спином 1/2: шесть кварков и шесть лептонов. Кварки были придуманы М. Гелл-Манном и Г. Цвейном в 1963 году, u-, с-, t-кварки (от слов «up» — вверх, «charmed» — очарованный, «top» — верхний) несут электрический заряд, равный 2/3, в то время как d-, s-, b-кварки (от слов «down» — вниз, «strange» — странный, «botton» — нижний) несут заряд, равный -1/3. Отдельный кварк не может быть изолирован от адрона [см. ниже.— Ред.] частью которого он является. Таким образом, кварки нельзя рассматривать как полноправные частицы. Слово лептон происходит от греческого «лептос», означающего «маленький» или «легкий», и было введено в 1948 году Л. Розенфельдом для обозначения любого фермиона небольшой массы, подобного электрону или нейтрино. В настоящее время лептоны включают все шесть известных фермионов, на которые не распространяется сильное ядерное взаимодействие. Три из них имеют электрический заряд: электрон, мюон (примерно в 200 раз тяжелее) и тау-лептон (еще в 17 раз тяжелее). Каждому из них соответствует свой сорт нейтрино, всего получается шесть лептонов. Нейтрино очень легкие; возможно, они имеют нулевую массу. Недавние эксперименты позволяют предположить, что существует не больше трех разновидностей нейтрино. Это означало бы, что наш список фундаментальных фермионов является полным. Так ли это на самом деле, увидим!

Img Kvant A-1992-03-001.jpg

Фундаментальные бозоны

Эти частицы осуществляют связь между фундаментальными фермионами. Электромагнитное взаимодействие является результатом того, что заряженные частицы обмениваются фотонами — частицами света, имеющими нулевую массу. Сильное ядерное взаимодействие возникает, когда кварки обмениваются глюонами с нулевой массой. Слабое взаимодействие — это результат обмена тяжелыми W- или Z-бозонами между фундаментальными фермионами. Можно думать, что гравитация обусловлена обменом гравитонами с нулевой массой. Глюоны, подобно кваркам, оказываются «запертыми»: их нельзя наблюдать в свободном состоянии. Заряженные W- и нейтральные Z-бозоны были открыты в 1983 году в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРНе). Последний из фундаментальных бозонов в нашем «зоопарке» — это бозон Хиггса — ускользающая и все еще гипотетическая частица, ответственная за возникновение массы у элементарных частиц. Мы надеемся обнаружить ее на суперускорителе на встречных пучках, строящемся в Техасе.

Img Kvant A-1992-03-002.jpg

Адроны

В 1962 году советский физик Л. Окунь воспользовался греческим словом «адрос», означающим «толстый и тяжелый», выбирая название для всякой внешне элементарной частицы, которая подобно протону (но не электрону) принимает участие в сильном ядерном взаимодействии. Сейчас адроном называют любую частицу, составленную из кварков. Три кварка, соединенные вместе, образуют барион, кварк, связанный с антикварком, образует мезон, а три антикварка образуют антибарион. Мы перечислили все известные способы, с помощью которых кварки, соединяясь, образуют адроны. Барионы и антибарионы, поскольку они состоят из нечетного числа фермионов, сами являются фермионами. Напротив, мезоны — это бозоны.

Нуклоны

Это слово применяется с 1941 года для обозначения и нейтронов, и протонов. Атомное ядро с атомным номером Z содержит А нуклонов, из них Z протонов. Ядра с одинаковыми Z, но разными А называют изотопами. Нуклоны — это фермионы. Они — самые легкие барионы, состоящие исключительно из u- и d- кварков: два u- и один d-кварк образуют протон, а два d-кварка и один u-кварк — нейтрон. Около 99,98 % массы обычного вещества состоит из нуклонов. Остальное — это электроны.

Пионы и мюоны

В начале 1930-х годов Хидеки Юкава предположил, что ядерные силы возникают в результате того, что нуклоны обмениваются гипотетическими элементарными частицами. Он дал своим частицам имя «мезотроны» (вскоре укоротившееся до «мезоны»), поскольку они были по массе промежуточными между электронами и нуклонами. Частицы с такими массами были найдены в конце 30-х годов, но оказались мюо- нами. Частицы Юкавы были, наконец, открыты в 1947 году. Как и мюоны, они впервые наблюдались в космических лучах. Много других видов мезонов было открыто с тех пор. Мезоны Юкавы стали известны как π-мезоны, или пионы. Они не являются элементарными частицами; как и все мезоны, они состоят из кварка и антикварка.

Топ-кварк

Наша теория требует, чтобы такая частица существовала и «весила» не более двухсот протонов. Экспериментаторы еще не нашли ее. Они уверены, что она должна быть тяжелее, чем сто протонов, иначе бы ее уже открыли. Эта щель медленно сужается: я предсказываю, что «топ» (последний из кварков!) будет найден в течение двух лет физиками, работающими в Ферми-лаборатории на протон-антипротонном ускорителе на встречных пучках.

Нейтрино

Нейтрино, полученные в ядерном реакторе, впервые наблюдались в 1953 году. С тех пор физики наблюдали нейтрино, полученные на ускорителях, в космических лучах, в ядерной печи Солнца и при взрыве последней «соседней» сверхновой в 1987 году (она взорвалась «всего лишь» на расстоянии 160 тысяч световых лет). Некоторые ученые полагают, что нейтрино имеют массу и что загадочное черное вещество Вселенной состоит из сгустков нейтрино, оставшихся от Большого Взрыва.

Перевод с английского И. Вахуриной

Смотреть HD

видео онлайн

бесплатно 2022 года