Порог реакции - минимальная энергия Кпор налетающей частицы, при которой возможно протекание реакции.
ВЛ-системы частица движется, а мишень покоится.
ВЦ- системе минимальная энергия приводит к реакции, но продукты реакции покоятся.
В Л - системе продукты реакции движутся как |
К |
|
p2 |
||||||||||||||
целое с кинетической энергией и импульсом |
|
|
|
|
|
|
2(m M ) |
|
|
||||||||
налетающей частицы: |
p2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Пороговая энергия Кпор |
|
Q |
|
|
|
энергия после соударения |
|||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
2(m M ) |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p2 |
||||
Но до соударения энергия определялась энергией |
|
|
|
|
|
К пор |
|||||||||||
частицы и она пороговая : |
|
|
|
|
|
|
|
|
2m |
|
|||||||
Решая эти два уравнения получим: |
Кпор m M |
|
Q |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
М |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- min энергия, с которой эндоэнергетическая реакция возможна
11
Элементарные частицы
Элементарные частицы -микрочастицы, для которых нет доказательств, что они являются составными. Э.Ч. могут рождаться и превращаться друг в друга, но не расщепляться на какие-то составляющие (электроны, протоны, нейтроны и т.д.) или субатомные частицы, отличные от атомов и атомных ядер.
Типы фундаментальных взаимодействий
12
1. Сильные взаимодействия удерживают нуклоны в атомных ядрах, присущи большинству адронов (протон, нейтрон, гипероны, мезоны и др.), короткодействующее, поэтому не могут создавать структуры макро размеров.
2. Электромагнитные взаимодействия осуществляются через электромагнитное поле, дальнодействующие, обуславливают разлет осколков при делении атомных ядер. ответственны за все электрические и магнитные явления,
3. Слабые взаимодействия являются универсальными: они присутствуют во всех взаимодействиях, ответственно за все виды -распада, короткодействующие.
4. Гравитационные взаимодействия самые слабые, универсальны.
13
Систематика элементарных частиц
По спину : бозоны – частицы с нулевым или целочисленным спином (фотон, мезон, и т.д.) фермионы - частицы с полуцелым спином (электрон, мюон, таон, нейтрино, протон и.т.д)
По времени: |
стабильные ( , e- , р, ) |
|
|
жизни |
квазистабильные |
~10-20 с |
|
распадаются из-за эл/маг или слабого взаимод; |
|||
|
резонансы |
~10-23 с |
|
распадаются из-за сильного взаимодействия ; |
|||
Как переносчики |
Электромагнитного: фотоны |
||
взаимодействия |
Слабого: |
|
W и Z-бозоны |
|
Сильного: |
глюоны |
|
|
Гравитационного: |
гравитоны |
|
14
По взаимодействию, в которых участвуют
Фотоны – в электромагнитном взаимодействии
Лептоны – |
Андроны - в сильных взаимодействиях, и как |
|||
в слабых и |
правило, эл/магн. и слабом |
|
||
Мезоны: |
Барионы: масса не меньше p; |
|||
электромагнитных |
||||
(кроме нейтрино) |
спин =0 |
спин = полуцелому числу |
||
взаимодействия |
||||
или = целому |
исключение =3/2; |
|||
(спин =½) |
||||
числу) |
т.е. Фермионы |
|||
|
т.е. бозоны |
Нуклоны |
Гипероны |
|
|
|
|||
P.S. У лептонов не обнаружена внутренняя структура |
|||
e, , , |
-, -, - |
p, n |
, , , |
и их античастицы |
мезоны и |
|
15 |
|
и резонансы |
||
|
резонансы |
|
|
Законы сохранения зарядов
У элементарных частиц имеется пять зарядов :
электрический Q; барионный В;
три лептонных Le, L , L
заряды имеют только целочисленные значения. Для них существует закона сохранения:
Электрического заряда. Для электронов протонов и др. заряженных частиц
Барионного заряда. Барионам приписывается заряд :
1 для барионов (нуклонов и гиперонов)
В 1 для антибарионов
У всех остальных частицах B=0
16
Для всех процессов с барионов и антибарионов суммарный барионный заряд сохраняться.
Лептонного заряда. Лептонам приписывается заряд :
|
e, |
|
; |
|
, |
|
; |
|
|
, |
|
) |
|
|
|
1для лептонов ( |
|
e |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Le L L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
;% |
|
|
)% |
||
1для антилептонов ( |
|
|
|
|
|
, |
|||||||||
|
e,% ;% , |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
e |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для всех остальных частиц лептонные заряды равны нулю.
Странность. Странные частицы гипероны и К-мезоны. Они рождаются парами и затем эти частицы медленно и независимо друг от друга распадаются за счет слабого взаимодействия, хотя появляются в результате сильного. Для них введено квантовое число – странность S.
17
Таблица барионных зарядов и странности
Соответствующие античастицы имеют заряды противоположных знаков
Рассмотреть самостоятельно: Изотопический спин
Кварковская модель андронов
18
Систематика элементарных частиц
По спину : бозоны – частицы с нулевым или целочисленным спином (фотон, мезон, и т.д.) фермионы - частицы с полуцелым спином (электрон, мюон, таон, нейтрино, протон и.т.д)
По времени: |
стабильные ( , e- , р, ) |
; |
|
жизни |
квазистабильные |
~10-20 с |
|
распадаются из-за эл/маг или слабого взаимод; |
|||
|
резонансы |
~10-23 с |
|
распадаются из-за сильного взаимодействия ; |
|||
Как переносчики |
Электромагнитного: фотоны |
||
взаимодействия |
Слабого: |
|
W и Z-бозоны |
|
Сильного: |
глюоны |
|
|
Гравитационного: |
гравитоны |
|
19
По взаимодействию, в которых участвуют
Фотоны – в электромагнитном взаимодействии
Лептоны – |
Адроны - в сильных взаимодействиях, и как правило, |
|||
в слабых и |
|
эл/магн. и слабом |
|
|
Мезоны: |
Барионы: масса не меньше p; |
|||
электромагнитных |
||||
(кроме нейтрино) |
спин =0 |
спин = полуцелому числу |
||
взаимодействия |
||||
или = целому |
исключение =3/2; |
|||
(спин =½) |
||||
числу) |
т.е. Фермионы |
|||
|
т.е. бозоны |
Нуклоны |
Гипероны |
|
|
|
|||
P.S. У лептонов не обнаружена внутренняя структура |
|||
e, , , |
-, -, - |
p, n |
, , , |
и их античастицы |
мезоны и |
|
20 |
|
и резонансы |
||
|
резонансы |
|
|