39 Динамика теории относительности. Масса и энергия

масса тела зависит от значения его скорости относительно инерциальной системы отсчета.

m=gm_o

здесь mo - масса покоя, т.е. масса при скорости тела V = 0, а m называют массой движущегося тела или релятивистской массой. Импульс тела при релятивистских скоростях (т.е. скоростях, близких скорости света) может быть найден как P = mV = gm_oV .

Кинетическая энергия тела W_k = E – E_o = mc2 - m_oc2.

Величина Е называется полной энергией тела, а Ео – энергией покоя. Энергия покоя не связана с движением, а представляет собой внутреннюю энергию тела.

40 Стандартная модель элементарных частиц. Кварки, лептоны и кванты фундаментальных полей.

.Станда́ртная модель — теоретическая конструкция в физике элементарных частиц, описывающая электромагнитное, слабое и сильное взаимодействие всех элементарных частиц. Стандартная модель не является теорией всего, так как не описывает тёмную материю, тёмную энергию и не включает в себя гравитацию.

Кварк — фундаментальная частица в Стандартной модели, обладающая электрическим зарядом, кратным e/3, и не наблюдающаяся в свободном состоянии. Кварки являются точечными частицами вплоть до масштаба примерно 0,5·10−19 м, что примерно в 20 тысяч раз меньше размера протона.

Лепто́ны— фундаментальные частицы с полуцелым спином, не участвующие в сильном взаимодействии.

Предполагается, что всё вещество состоит из 12 фундаментальных частиц-фермионов: 6 лептонов (электрон, мюон, тау-лептон, электронное нейтрино, мюонное нейтрино и тау-нейтрино) и 6 кварков (u, d, s, c, b, t).

кварки участвуют в сильных, слабых и электромагнитных взаимодействиях; заряжённые лептоны (электрон, мюон, тау-лептон) — в слабых и электромагнитных; нейтрино — только в слабых взаимодействиях.

что все три типа взаимодействий возникают как следствие того, что наш мир симметричен относительно трёх типов калибровочных преобразований.

Утверждается, что частицами-переносчиками взаимодействий являются:

8 глюонов для сильного взаимодействия (группа симметрии SU(3));

3 тяжёлых калибровочных бозона (W±-бозоны, Z0-бозон) для слабого взаимодействия (группа симметрии SU(2));

1 фотон для электромагнитного взаимодействия (группа симметрии U(1)).

слабое взаимодействие может смешивать фермионы из разных поколений - это приводит к нестабильности всех частиц, за исключением легчайших, а также к таким эффектам, как нарушение CP-инвариантности и нейтринные осцилляции.

Элементарные частицы (с точки зрения стандартной модели)

Фермионы	Кварки: · Верхний · Нижний · Странный · Очарованный · Прелестный · Истинный Лептоны: · Электрон · Позитрон · Мюон · Тау-лептон · Нейтрино
Калибровочные бозоны	· Фотоны · W- и Z-бозоны (векторные мезоны)
До сих пор не обнаружены	· Бозон Хиггса · Глюоны (бозоны) · Гравитон · Другие гипотетические частицы

41. Фундаментальные взаимодействия. Адроны. сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное. Наиболее интенсивное сильное взаимодействие существует между кварками. Его дальнодействующая составляющая порождает ядерную силу, удерживающую протоны и нейтроны внутри ядра. Сильное взаимодействие – короткодействующее, радиус действия около 10-13 см (1 ферми). Переносчиком сильного взаимодействия между кварками являются безмассовые бозоны, несущие цветной заряд – глюоны

электромагнитное взаимодействие, действующее между всеми заряженными частицами и телами. Переносчиком взаимодействия является обычный фотон.

слабое взаимодействие, действующее между кварками и лептонами. Переносчиками взаимодействия являются массивные заряженные (W±) и нейтральные (Z0) массивные бозоны. Массы этих бозонов примерно в 100 раз больше массы протона (mW = 80 ГэВ , mZ = 91 ГэВ, напомню, что масса протона около 1 ГэВ)

.Самое слабое в мире элементарных частиц – гравитационное взаимодействие.

Адроны-класс элементарных частиц, подверженных сильному взаимодействию. Адроны обладают сохраняющимися в процессах сильного взаимодействия квантовыми числами (странностью, очарованием, красотой и др.)

Адроны делятся на две основные группы в соответствии с их кварковым составом:

Барионы — состоят из трёх кварков трёх цветов, образуя так называемую бесцветную комбинацию.. К барионам относятся также многочисленные гипероны — более тяжёлые и нестабильные частицы, получаемые на ускорителях элементарных частиц.

Мезоны — состоят из одного кварка и одного антикварка. К мезонам относятся пионы (π-мезоны) и каоны (K-мезоны) и многие более тяжёлые мезоны.