Электрон и позитрон
При образовании пары позитрон-электрон электромагнитная энергия превращается в массу.
При прохождении через вещество позитрон может столкнуться с электроном: при этом произойдет аннигиляция (уничтожение) обеих частиц, и масса-энергия пары появится в виде двух фотонов с полной энергией
2mec2 (помните, Е=mс2!).
Для любой элементарной частицы есть своя античастица.
Частица и ее античастица имеют в точности одинаковые массы, периоды полураспада и типы распада, а также квантовые числа спина, и в то же время - противоположные электромагнитные свойства. Например, для электрона и позитрона электрические заряды имеют разные знаки и векторы спина S и собственного магнитного момента p обладают разной взаимной ориентацией.
У нейтрино также есть античастица - антинейтрино.
Подумайте - Как же так, у частицы нет заряда, а античастица есть?
Детский вопросик: Как обнаружить элементарную частицу?
Обычно изучают и анализируют следы (траектории или треки), оставленные частицами. |
|
Все частицы делятся на два класса:
Фермионы, которые составляют вещество;
Бозоны, через которые осуществляется взаимодействие. Фермионы подразделяются на лептоны и кварки.
Таблица 1
ЛЕПТОНЫ |
|
|
|
|||||
Название частицы |
Спин |
Масса покоя, МэВ |
Время жизни, с |
Эл. заряд |
|
|||
Электронное нейтрино, e Электрон, e- |
1/2
1/2 |
Около 0
0.511 |
стабильно
стабилен |
0
-1 |
|
|||
Мюонное нейтрино, мюон, - |
1/2
1/2 |
Около 0
106.6 |
стабильно
2.10-6 |
0
-1 |
|
|||
Тау-нейтрино, Тау-лептон, - |
1/2 1/2 |
<164 1784 |
стабильно 3.10-12 |
0 -1 |
|
|||
Остальные фундаментальные частицы носят название
к в а р к о в.
Кварки участвуют в сильных взаимодействиях, а также в слабых и в электромагнитных.
Кварки
Название частицы (Аромат) |
Обозна-чение |
Цвет (голубой, зеленый, красный) |
Масса покоя, МэВ |
Эл. заряд |
Up (Верхний) Down (Нижний) |
u
d |
uг uз uкр
dг dз dкр |
310
310 |
+2/3
-1/3 |
Charm (Очарованный) Strange (Странный) |
c s |
cг cз cкр sг sз sкр |
1500 505 |
+2/3 -1/3 |
Top Truth (Истинный) Botton beauty (Красивый) |
t
b |
tг tз tкр
bг bз bкр |
(Гипотети-ческая частица), >22500 около 5000 |
+2/3
-1/3 |
Заряды
кварков дробные - от -1/3
до +2/3
(
- заряд электрона).
Кварки в сегодняшней Вселенной существуют только в связанных состояниях - только в составе адронов. Например Протон – uud; нейтрон - udd.
Взаимодействия между частицами.
Четыре вида физических взаимодействий:
гравитационные,
слабые,
электромагнитные,
сильные.
Слабое взаимодействие - меняет внутреннюю природу частиц.
Сильные взаимодействия - обусловливают различные ядерные реакции, а также возникновение сил, связывающих нейтроны и протоны в ядрах.
Вопрос: Каким же образом осуществляются эти взаимодействия?
Механизм взаимодействий один: за счет обмена другими частицами - переносчиками взаимодействия.
|
|
Электромагнитное взаимодействие – переносчик - фотон
Гравитационное взаимодействие – переносчики - кванты поля тяготения – гравитоны (пока не обнаружены).
И фотоны, и гравитоны не имеют массы (массы покоя!!) и всегда движутся со скоростью света.
Слабые взаимодействия – переносчики - векторные бозоны. Существенным отличием переносчиков слабого взаимодействия от фотона и гравитона является их массивность.
Переносчики сильных взаимодействий - глюоны (от английского слова glue - клей), с массой покоя равной нулю.