5). Какова специфика микромира по сравнению с изучением мега- и макромира.

Поясните принципы соответствия и дополнительности.

Статистические закономерности являются объективными законами природы, они отражают реальные связи в микромире. В макромире поведение ,индивидуальных объектов подчинено динамическим законам, а совокупности объектов - статистическим. В микромире и объекты и их совокупности как динамическими, так и статистическими законами.

Принцип соответствия - новая теория не может быть справедливой, если не будет содержать в качестве предельного случая старую теорию, относящуюся к тем же явлениям, если она уже подтверждена опытом в этой области. Этот принцип отражает диалектику соотношений абсолютной и относительной истин. Смена теорий(относительных истин) есть шаг на пути приближения к абсолютной истине.

Принцип дополнительности - согласно которому точная локация микрообъекта в пространстве и времени и точное применение к нему динамических законов сохранения исключают друг друга.

6). Поясните понятие элементарной частицы, как классифицируются элементарные частицы и как они исследуются. Что такое "античастицы"? В чем состоит гипотеза кварков? Какие проблемы стоят в теории элементарных частиц?

Элементарные частицы в точном смысле этого слова – это первичные, неразложимые частицы, из которых построены все вещества.

Первыми были обнаружены электрон, протон, нейтрон и фотон - квант электромагнитного поля. Из первых трех строили вещество, а фотон осуществлял взаимодействие между ними. Сейчас элементарных частиц уже более трехсот. К ним относятся и те частицы, которые получают при помощи мощных циклотронов, синхротронов и других ускорителей частиц. Есть элементарные частицы, возникающие при прохождении через атмосферу космических лучей, они существуют несколько миллионных долей секунды, потом распадаются, видоизменяются, превращаясь в другие элементарные частицы, или испускают энергию в форме излучения.

Основные характеристики элементарных частиц – масса, электрический заряд, собственный момент количества движения (спин), собственный магнитный момент, взаимная ориентация спина и магнитного момента, время жизни.

По видам взаимодействий, в которых участвуют частицы, их подразделяют на классы. Возможно существование четырех классов элементарных частиц. К настоящему времени экспериментально подтверждено существование представителей только трех классов. К первому классу частиц, получивших название адронов, относятся частицы участвующие во всех видах фундаментальных взаимодействий. В этот класс объединяются барионы и мезоны. Барионы имеют полуцелые спины, а мезоны имеют целочисленные спины.

К барионам относятся нуклоны и более тяжелые частицы (адроны), распадающиеся на нуклоны. Тяжелые барионы, массы которых больше массы нуклона, называют гиперонами.

Во второй класс объединяются частицы, не участвующие в сильном взаимодействии, но способные к трем остальным; они называются лептонами.

К третьему классу частиц, участвующих в электромагнитных и гравитационных взаимодействиях, относятся фотоны.

У всех элементарных частиц существуют так называемые античастицы, которые обладают противоположным электрическим зарядом и магнитным моментом по сравнению с соответствующей частицей.

Кварки - гипотетические частицы с дробным электрическим зарядом, из которых, возможно, состоят адроны. Им приписывают разные свойства - типы: цвет, аромат.

Гипотеза кварков помогла рассортировать алроны по массе, заряду и спину.

Кварки могут соединятся для этого тройками, составляя барионы, либо парами - кварк-антикварк, составляя мезоны(промежуточные частицы. Кварки имеют заряд 1/3 или 2/3 заряда электрона. Тогда в комбинации они дадут 0 или 1. Все кварки имеют спин, равный 1/2, т.е. они относятся к фермиомам.Считают, что они сцепляются сильным взаимодействием, но участвуют и в слабом. Особенности сильного взаимодействия характеризуют типами ("ароматами") - "верхний", "нижний", "странный". Но слабое взаимодействие может поменять "аромат" кварка. Например при распаде нейтрона один из "нижних" кварков становится "верхним", а избыток заряда уносит рождающийся электрон. Так что сильное взаимодействие не может менять "аромат", а без изменений "аромата" кварка невозможен распад адрона.

В настоящее время в теории элементарных частиц существует ряд вопросов. Почему существуют другие поколения частиц и сколько их еще может быть? По мнению японских физиков М. Кобаяси и Т. Маскава, асимметрия между веществом и антивеществом требует наличия трех поколений. Если же число поколений не ограничено, являются ли кварки и лептоны основными "кирпичиками природы" и насколько они фундаментальны. Последние данные, полученные на разного типа ускорителях, позволяют сказать, что число поколений не может быть более пяти, так как полное число нейтрино не превышает этого числа. Ответы на эти вопросы ищут в современной космологии, в моделях первичного нуклеосинтеза, породившего те или иные частицы, часть которых может быть установлена по распространенности того или другого элемента во Вселенной. Эти исследования дают человеку возможность прикоснутся к тайне мироздания, найти те "кирпичики", из которых построено все в мире, а за ними стоят и новые технологии.