Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Физика. Учебное пособие
.pdf
Слабое взаимодействие намного меньше сильных и электромагнитных. Но оно
универсально и присутствует во всех взаимодействиях. Это взаимодействие проявляется в
существовании определенных типов радиоактивного распада, например, бета-распад..
Многие частицы были бы стабильны, если бы не было слабых взаимодействий. Процессы,
протекающие благодаря слабым взаимодействиям, происходят в течение большего
времени, чем процессы сильного и
электромагнитного взаимодействий, и называются
медленными.
Гравитационное взаимодействие
является самым слабым. Оно универсальное и
дальнодействующее. Реально это взаимодействие проявляется только в космических
масштабах, а на взаимодействие элементарных частиц влияния не оказывает.
Фундаментальные взаимодействия переносятся квантами, которым соответствуют
элементарные частицы, называемые
переносчиками взаимодействий. Схема
взаимодействия такова: физический объект испускает частицы-переносчики, которые
поглощаются другим физическим объектом. Благодаря этому объекты испытывают
взаимное влияние, проявляющееся в изменении энергии, характера движения, состояния и
др.
87. КОСМИЧЕСКИЕ ЛУЧИ
Космическими лучами называют поток атомных ядер и элементарных частиц
высоких энергий, идущих из космического пространства, и образуемое ими в земной
атмосфере вторичное излучение, в котором встречаются практически все известные в
настоящее время элементарные частицы. Частицы космического излучения превосходят
по своей проникающей способности все другие виды ядерных излучений.
Космические лучи вне пределов земной атмосферы
излучение
– состоят в основном из протонов большой энергии. В его состав входят также
– первичное космическое
-частицы, электроны и в небольшом количестве ядра более тяжелых элементов, вплоть
до ядер с зарядовым числом
колоссальными кинетическими энергиями, вплоть до 10
Z = 30. Первичные космические лучи обладают
21
эВ.
Предполагается, что основным источником космических лучей являются
сверхновые звезды, возраст космических лучей не превышает 30 миллионов лет.
Космические лучи почти равномерно заполняют всю Галактику и лишь
припланетное пространство и земное магнитное поле искажают эту изотропию. При
подходе к Земле космические лучи попадают в зону действия ее магнитного поля. Поле
изгибает
траектории частиц и не подпускает к поверхности Земли медленно движущиеся
141
частицы. Поле, однако, не действует на частицы, летящие вдоль силовых линий.
Медленные частицы могут, поэтому, достигать границ атмосферы лишь в области
около полюсов. В области экватора на границу атмосферы могут попадать только протоны
10
с энергией больше 1,510
эВ.
Т.о., на больших высотах космические лучи состоят почти исключительно из
протонов большой энергии. Иной состав имеет космическое излучение на поверхности
Земли: на уровне моря имеются две группы частиц, сильно отличающихся по своим
свойствам.
Та группа частиц, которая поглощается слоем свинца в 10 см, названа
компонентой
космического излучения, коэффициент поглощения ее довольно большой.
мягкой
Вторая группа частиц, для которой коэффициент поглощения оказывается почти в 20 раз
меньше носит название
жесткой или проникающей компоненты.
Жесткая компонента состоит в основном из мезонов и протонов, а мягкая — из
электронов, позитронов и фотонов.
Быстро поглощающаяся в воздухе мягкая компонента существует в веществе лишь
постольку, поскольку она генерируется жесткой. В каждой среде данному количеству
жесткой компоненты соответствует вполне определенное количество мягкой
составляет в среднем
1,7510
Поток первичного космического излучения на уровне моря
2
частиц/(см2с) и весьма мало меняется с солнечной активностью.
88. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ
Элементарными считаются частицы, которые по современным воззрениям не
являются простым соединением других частиц. Поэтому понятие «элементарная частица»
зависит от уровня развития физической науки. При взаимодействии с полями и другими
частицами элементарная частица должна вести себя как единое целое. Протон и нейтрон в
некоторых экспериментах обнаруживают структуру, т.е. состоят из других
частиц и не
являются истинно элементарными. Тем не менее, во всех наблюдавшихся до сих пор
явлениях каждая из этих частиц ведет себя как единое целое и не расщепляется на какиелибо составляющие, поэтому часто эти частицы называют элементарными. В то же время
у электрона внутренняя структура никогда до сих пор
отнести к элементарным. Другим примером элементарной частицы является
не наблюдалась, и его можно
квант
электромагнитного излучения (фотон).
В настоящее время открыто несколько сотен элементарных частиц, практически
все они, кроме фотона, электрона и трех нейтрино, нестабильны. Элементарные частицы
142
делятся на несколько групп. При этом систематика их может проводиться по различным
параметрам.
По заряду частицы делятся на положительные, отрицательные и нейтральные.
Имеется гипотеза о существовании частиц с дробным зарядом –
кварков.
По спину частицы делятся на частицы с целым спином (бозоны) и с полуцелым
спином (фермионы).
По времени жизни их можно разделить на стабильные и нестабильные. По
характеру взаимодействий, в которых они участвуют, элементарные частицы делятся на
лептоны
1) Лептоны
и
адроны
– частицы малой массы. Они не участвуют в сильных взаимодействиях,
, которые в свою очередь подразделяются на
мезоны
и
барионы
.
имеют спин ½. К ним относятся электроны, мюоны, таоны и соответствующие им
нейтрино. Все лептоны относятся к истинно элементарным частицам. Элементарным
частицам, входящим в эту группу, приписывается характеристика, называемая лептонным
зарядом, однако роль лептонного заряда еще полностью не выяснена.
2) Мезоны – частицы с промежуточной массой, имеют нулевой или целочисленный спин.
3) Барионы – тяжелые частицы с полуцелым спином и массами, не меньшими массы
протона. К ним относят протоны и нейтроны, гипероны. За исключением протона все
барионы нестабильны.
Особую группу элементарных частиц составляют
фотоны (переносят электромагнитное взаимодействие), W- и Z-бозоны (переносят
Это
слабое взаимодействие),
гипотетические
гравитоны
глюоны (переносчики сильного взаимодействия) и
(переносчики гравитационного взаимодействия).
переносчики взаимодействия.
143
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]