Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц

Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц

Мысль построения вещественного мира из простых, базовых кирпичиков (объектов) всходит к Демокриту, к его атомной догадке. В текущее время можно дать полностью определенную систематизацию простых частиц и их взаимодействий. Совместно с частичками есть и античастицы (в первый раз предсказанные на теоретическом уровне величавым английским физиком-теоретиком Полем Дираком в 1928 г Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц.). Соответствующая особенность частиц и античастиц состоит в том, что при их содействии, столкновении происходит их обоюдное ликвидирование - аннигиляция, сопровождающаяся образованием фотонов. Возможно, самой первой экспериментально определенной простой частичкой является электрон, потом физики (с «легкой руки» Планка и Эйнштейна) начали оперировать понятием фотона (кванта электрического поля). Сначала XX века, поточнее к началу Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц его 30-х годов, физикам были уже известны (не считая электрона) такие простые частички, как протон, нейтрон и позитрон. Для построения атома и его ядра как некоторых структур полностью, казалось бы, довольно 3-х частиц — протона, нейтрона и электрона. По существу, так оно и есть, ядро атома состоит из протонов Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц и нейтронов, а электроны занимают определенные энерго состояния поблизости ядра, которые в первый раз высчитал еще в 1913 году Нильс Бор. Но, разумеется, природа атома и простых частиц не такая обычная, как нам этого хотелось бы. И в истинное, время семейство простых частиц (с учетом очень короткоживущих — так Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц именуемых резонансов) насчитывает большее число, чем количество хим частей в таблице Д. И. Менделеева (а их на данный момент открыто 118). Разумеется, что слово «элементарная» частичка в текущее время имеет совершенно другой смысл, чем в годы, когда были известны только фотон, электрон, протон и нейтрон. Сейчас простые частички подразделяют на Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц 3 класса: адроны (адроны содержат в себе бари-оны и мезоны, тогда и можно гласить о 4 классах частиц), лептоны и фотон (последний класс частиц, либо, напротив, 1-ый, порядок тут не важен, содержит только одну частичку, она же античастица для себя).

Подразделение простых частиц на классы связано с видами взаимодействий, имеющихся Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц в природе. Всего в природе существует 4 вида взаимодействия, и ниже они представлены по степени убывания их интенсивности.

1) Сильные взаимодействия (осуществляются только посреди адронов).

2) Электрические взаимодействия (осуществляются меж всеми простыми частичками, имеющими электронный заряд, и меж фотонами, не имеющими электронный заряд, но являющимися переносчиками электрического взаимодействия).

3) Слабенькие взаимодействия обуславливают неспешные распады частиц Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц с ролью нейтрино. В «чистом» виде (т. е. без наложения, к примеру, с электрическим взаимодействием) слабенькие взаимодействия есть только у нейтрино.

4) Гравитационные взаимодействия (притяжение меж хоть какими массами).

Еще на ранешних стадиях исследования «элементарных» частиц появились два вопроса:

1) Какова роль и предназначение частиц, не считая протона, нейтрона и Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц электрона (из которых строятся атомы всех хим частей), в общей картине строения материи?

2) Как соотносятся эти частички с протонами, нейтронами и электронами, следует ли их все рассматривать как простые образования?

Определенного, исчерпающего ответа на эти вопросы нет. Но, все же, на данный момент, сначала XXI века, мы имеем довольно Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц четкую картину об одном, самом большом классе простых частиц — классе адронов.

Адроны, в свою очередь, как ранее говорилось, разделяются на барионы и мезоны. Барионы в собственном составе содержат нуклоны (это протоны и нейтроны, частички, из которых состоят ядра атомов) и гипероны. Все адроны соединяет воединыжды то, что они подвержены (либо владеют Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц?) сильному взаимодействию. В 1961 году южноамериканский физик Мюррей Гелл-Манн и израильский - Ювал Нееман, сразу, но независимо друг от друга предложили унитарную систематику (систему систематизации на базе унитарной группы симметрии SU (3) норвежского математика Софуса Ли) сильновзаимодействующих частиц — адронов, которую Гелл-Манн именовал восьмимерный формализм (термин этот перекликается с понятием восьмеричный Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц путь в буддизме). Эта система группировала адроны и мезоны в мультиплеты по 8, 10, 18 и 27 частиц. Частички каждого мультиплета числились в таком случае разными состояниями одной и той же простой частички. Мысль о таковой симметрии частиц всходит к работе В. Гейзенберга, предложившего в конце 30-х годов считать протон и нейтрон в Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц ядре атома 2-мя состояниями одной и той же частички, которая получила заглавие нуклон. Два состояния нуклона отличаются друг от друга новым квантовым числом, нареченным Гейзен-бергом изотопическим спином, либо изоспином. Появились новые квантовые числа и в новейшей унитарной систематизации .

Три года спустя, в 1964 г., появилась догадка о Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц кварках как самых базовых частиц материи либо частей праматерии. Догадка эта была высказана и обусловлена все этим же Гелл-Манном и независимо от него Дж. Цвейгом. Заглавие «кварк» было дано этим частичкам Гелл-Манном и взято было им из лексики современного умопомрачительного романа обширно известного южноамериканского писателя Дж. Джойса Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц. Дж. Цвейг предлагал другое заглавие — эйс (от англ. асе — карточный туз либо просто туз), но оно не прижилось, одолел авторитет Гелл-Манна. В догадке Гелл-Манна и Цвейга все барионы могут быть составлены из 3-х разных кварков, а мезоны из 2-ух — кварка и антикварка. Обозначим эмблемой q кварк Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц, В — барион, М — мезон. Тогда B = (qqq), — антикварк.

Чтоб осознать, как появилась догадка о существовании кварков, и задать их характеристики, нужно познакомиться с тем, как определяются состояния некой наночастицы. Обрисовать микрочастицу — означает перечислить значения физических величин, ее характеризующих. К числу таких черт, как минимум, относятся масса частички т, электронный заряд Q Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц и спин J. Не считая этого, у адронов есть барионный заряд В, так что обычно всем барионам приписывают В = 1 (антибарионам В = -1), у мезонов В = 0 (у лептонов и у фотона также, естественно, В = 0). Не считая барйонного заряда либо числа, примерами других внутренних квантовых чисел могут служить «странность» S Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц, «очарование» (время от времени молвят — шарм) С, «красота* Ь (соответственно, от слов strangeness, charm, beauty). Есть «странные» адроны, у каких ,

и точно также есть «очарованные» и «красивые» адроны, у каких , соответственно. Подобно барионному числу, квантовые числа S, С u b сохраняются (сохраняется их суммарное число) в реакциях простых частиц с ролью адронов Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц (но исключительно в процессах, обусловленных сильным и электрическим взаимодействиями). Есть еще две свойства для наночастиц, это Р — внутренняя четность и С — зарядовая четность (не путайте с очарованием С).

Познание черт адронов позволяет выполнить их систематизацию и подобающую систематизацию кварков. Из принятой структуры барионов В a (qqq) следует Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц, что каждому кварку необходимо приписать барионное число В = +1/3 (соответственно, антикварку — В = -1/3). Для того чтоб получить полуцелый спин у бариона, нужно, чтоб у кварка спин был равен 1/2. Электронные заряды кварков получаются в согласовании с формулой Гелл-Манна-Нишиджимы, и они оказываются дробными, кратными одной трети от заряда электрона (одно Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц из многих умопомрачительных параметров кварков). На данный момент физики подразумевают существование 6 типов («ароматов») кварков. 1-ая тройка кварков — и, d, s (соответственно от слов up — верхний, down — нижний, strange — странноватый). Электронный заряд Q у u-кварка равен +2/3, у d- и s-квар-ков Q = -1/3 заряда электрона. Малость позже, после того как Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц уже появилась догадка кварков, в 1965 году, было высказано предположение, что любой из кварков может быть представлен 3-мя разновидностями, различающимися особенной чертой, нареченной «цветом». Итак, если в природе существует 6 разновидностей кварков и у каждого из их могут быть 3 «цвета», то выходит всего 18 разновидностей кварков и столько же антикварков.

В целом Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц адроны являются тусклыми образованиями, в отличие от кварков, несущих цвет. Цвета, которыми владеют кварки, могут быть названы (условно) красноватый, желтоватый и голубий. 2-ая тройка кварков, которые именуют томными кварками, имеет обозначения с, b, t (от слов charm, beauty, truthful либо top, соответственно). Последняя тройка кварков по массе резко отличается Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц (в огромную сторону) от первой тройки и-, d-, s-кварков. Адроны, построенные из и-, d-, s-кварков, стали известны на ранешних шагах исследования микромира (к примеру, протон р — (uud) либо' нейтрон п = (udd)). Антикварки тоже владеют цветом, есть также три разновидности их цвета — фиолетовый, оранжевый, зеленоватый. Таким макаром, хоть какой Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц узнаваемый ад-рон (барион либо мезон) может быть построен сочетанием из 6-ти кварков и антикварков разных цветов.

Для осознания механизма связи кварков в адроны главное значение имеет вопрос о нраве сил либо взаимодействий меж кварками. Как установила квантовая хромо-динамика (наука, изучающая этот круг явлений), взаимодействие меж Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц кварками осуществляется глюонами (от англ. glue — клей), виртуальными частичками, которыми обмениваются кварки меж собой. При этом разновидностей глюонов может быть восемь. Нрав взаимодействия меж кварками такой, что с повышением расстояния меж ними обменные силы не уменьшаются, а, напротив, растут! Так появляется эффект «долговой ямы» либо «пленения» кварков, эффект, получившее заглавие эффекта асимптотической Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц свободы кварков. Эффект этот следует осознавать так - чем поближе кварки друг к другу, тем они свободнее! Конкретно по этой причине либо природе, в свободном состоянии не найден ни один кварк, хотя уже более сорока лет ученые не колеблются в их существовании. Экспериментальным методом установлено, что удерживающий Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц потенциал кварка снутри адрона линейно находится в зависимости от расстояния, и, чтоб оторвать кварк от адрона, необходимо затратить нескончаемо огромную энергию.

Как об этом упоминалось ранее, другие простые частички — лептоны, не подвержены сильному взаимодействию, они испытывают только электрическое и слабенькое взаимодействия. При определенных энергиях частиц (лептонов) электрическое и слабенькое взаимодействия соединяются Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц, образуя электрослабое взаимодействие. Теория электрослабых взаимодействий была разработана С. Вайнбергом, Ш. Глэшоу и А. Саламом. Для иллюстрации обилия параметров простых частиц и с целью инфы о их, приведем таблицы 1 и 2 неких лептонов, адронов и кварков, соответственно.

Таблица 2 Свойства кварков

Любопытно напомнить снова, что кварков в свободном состоянии не найдено, а, согласно Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц квантовой хромодинамике, в свободном состоянии их и не может быть (таково современное состояние дел в физике простых частиц!).

Вся необычность параметров объектов микромира (атомов, излучаемых ими электрических волн, света, в том числе, простых частиц разной иерархической подчиненности) сформировывает то, что принято именовать неклассической рациональностью. Спецефическим образом это Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц должно изменять и наше, обычно, традиционное мышление, на новое, неклассическое восприятие мира.

Резюме

1) В природе существует огромное количество простых частиц, большая часть из которых являются нестабильными.

2) Все простые частички можно подразделить приемущественно по основному признаку — вид взаимодействия, на 4 класса — фотон, лептоны, барионы и мезоны.

3) Частички, владеющие сильным взаимодействием, — ад-роны (барионы Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц и мезоны), состоят из 6 типов кварков. Кварки — субъядерные частички владеющие дробным электронным зарядом, не есть в свободном состоянии.

4) Взаимодействие микромира имеет обменный нрав, т. е. осуществляется некими виртуальными частичками. Так, сильное взаимодействие меж кварками осуществляется глюонами (8 разновидностей), слабенькое взаимодействие осуществляется векторными бозонами, электрическое взаимодействие — виртуальными фотонами, гравитационное взаимодействие — гравитонами Квантово-полевой микромир сильного и слабого взаимодействий, принципы квантовой хромодинамики и систематики элементарных частиц.


kvitanciya-platnogo-bagazha.html
kvn-plyus-anglijskij-yazik-v-prage.html
kvorum-svod-pravil-proceduri-prinyatih-dogovornimi-organami-po-pravam-cheloveka-zapiska-sekretariata.html