Элементарные частицы

К ЭЛЕМЕНТАРНЫМ (фундаментальным) частицам относят мельчайшие объекты материи, которые на данном уровне развития науки нельзя считать состоящими из других частиц.

            В настоящее время известно несколько сот элементарных частиц. Их намного больше, чем элементов в периодической системе Д.И.Менделеева.

            В основе классификации элементарных частиц лежит природа действующих между ними сил. Взаимодействия  между элементарными частицами подразделяют на сильные, электромагнитные и слабые. К СИЛЬНЫМ относят процессы, обуславливающие связь частиц в атомных ядрах. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ процессы связывают электроны с ядрами. Благодаря им образуются молекулы и осуществляются межмолекулярные взаимодействия. К СЛАБЫМ относятся взаимодействие нейтрино с веществом.

            До недавнего времени элементарные частицы подразделяли на три следующие группы.

            К ПЕРВОЙ ГРУППЕ относили единственную частицу фотон, или квант электромагнитного излучения.

            ВТОРУЮ ГРУППУ составляли ЛЕПТОНЫ (электрон и электронное нейтрино, мюон и мюонное нейтрино, тяжелый t-лептон и соответствующее нейтрино). Эти частицы участвуют в электромагнитных и слабых взаимодействиях и ведут себя как точечные частицы, не имеющие геометрических размеров.

            ТРЕТЬЯ, самая многочисленная, группа включала в себя АДРОНЫ. Они участвуют во всех взаимодействиях. К адронам относят частицы двух типов: мезоны и барионы. В настоящее время известно несколько сотен адронов и число их постоянно увеличивается. Кроме того, они имеют конечные размеры (~10-13 см). Все это ставило под сомнение их элементарность.

            В 1964 году, американские физики-теоретики М.Гелл-Манн и Дж.Цвейг предположили, что в природе есть частицы, отличающиеся от перечисленных выше и связанные друг с другом сильными взаимодействиями. Эти частицы получили название КВАРКОВ. За время, разделяющее момент рождения гипотезы и наши дни, было найдено немало доказательств реальности существования кварков. Сейчас физика микромира интенсивно их изучает. Уже получены свидетельства существования шести различных кварков, из которых удается построить все известные адроны. Отличаются кварки друг от друга тем же, чем и обычные частицы – зарядом и массой. Кстати, заряды у кварков оказались дробными заряду протона.

            Так, в наши дни формируется фундамент современной физики микромира – система элементарных частиц материи, включающая в себя фотон, лептоны и кварки.

            Для объяснения химических свойств веществ и их структуры имеют важнейшее значение такие частицы, как электроны, протоны,  нейтроны и кварки.

            ЭЛЕКТРОН – стабильная элементарная частица, самая легкая из частиц, обладающих массой покоя, носитель отрицательного электрического заряда (кванта электричества). Открыт в 1897 году Дж.Томсоном.

            ПРОТОН – стабильная элементарная частица, представляющая положительный ион водорода. Термин «протон» ввел Эрнест Резерфорд в начале двадцатых годов.

            НЕЙТРОН – электрически нейтральная элементарная частица с массой покоя несколько превышающей массу покоя протона. В свободном состоянии нестабилен и превращается в протон, электрон и электронное антинейтрино. Открыт в 1932 году Дж.Чедвиком.

КВАРК – в свободном состоянии пока не выделен. На основании косвенных данных получена информация о массе и заряде шести обнаруженных кварков. Кроме электрического заряда каждый кварк имеет еще один заряд – его назвали цветовым. Существуют три разновидности таких зарядов: красный, синий и зеленый.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector