2. Элементарные частицы. Классификация и основные характеристики.

По современным представлениям, «кирпичиками», из которых складывается материя, являются так называемые элементарные частицы. Это — мельчайшие известные на сегодня составляющие материи. Но способность элементарных частиц к взаимным превращениям не позволяет рассматривать их как простейшие, неразложимые «кирпичики».

Термин "элементарная частица" первоначально означал простейшие, далее ни на что не разложимые частицы, лежащие в основе любых материальных образовании. Позднее физики осознали всю условность термина "элементарный" применительно к микрообъектам. Сейчас уже не подлежит сомнению, что части­цы имеют ту или иную структуру, но тем не менее исторически сложившееся название продолжает существовать.

Сначала, особенно когда число известных элементарных частиц ограничивалось электроном, нейтроном и протоном, господствовала точка зрения, что атом состоит из этих элементарных кирпичиков. А дальнейшая задача в исследовании структуры вещества заключается в том, чтобы разыскивать новые, еще не известные «кирпичики», из которых состоит атом, и в определении того, не являются ли эти «кирпичики» (или некоторые из них) самыми слож­ными частицами, построенными из еще более тонких «кир­пичиков».

При таком подходе к делу было логичным считать элементарными только те частицы, которые не могут быть разделены на более мелкие или которые мы пока не можем разделить. Рассматривая структуру материи, молеку­лу и атом нельзя было считать элементарными частицами, так как молекула состоит из атомов, а атомы — из электронов, протонов и нейтронов.

Однако действительная картина строения вещества оказалась еще более сложной, чем можно было предполагать. Оказалось, что элементарные частицы могут претерпевать взаимные превращения, в результате которых некоторые из них исчезают, а некоторые появляются. Нестабильные микрочастицы распадаются на другие, более стабильные, но это вовсе не значит, что первые состоят из вторых. Поэтому в настоящее время под элементарными частицами понимают такие «кирпичики» Вселенной, из которых можно построить все, что нам известно в природе.

Взаимодействия элементар­ных частиц осуществляются посредством соответствующих фи­зических полей, квантами которых они являются. От силы взаимодействия зависит время, в течение которого совершается превращение элементарных частиц.

Наиболее важное свойство всех элементарных частиц — способность рождаться и уничтожаться (испускаться и по­глощаться) или аннигилировать (аннигиляция – от лат. annihilatio,- букв. уничто­жение) при взаимодействии с другими частицами.

Сейчас общее число известных науке элементарных частиц (вмес­те с античастицами) приближается к 400. Некоторые из них стабильны и существуют в природе в свободном или слабосвязанном состо­янии. Это — электроны, протоны, нейтроны, фотоны и различного сорта нейтрино. Каждая элементарная частица, за исключением абсолютно нейтральных, имеет свою античастицу.

Все остальные элементарные частицы крайне нестабильны и обра­зуются во вторичных космических лучах или получаются в лаборато­рии. Основной способ их генерации — столкновения быстрых стабиль­ных частиц, в процессе которых часть начальной кинетической энер­гии превращается в энергию покоя образующихся частиц (как пра­вило, не совпадающих со сталкивающимися).