31 .Историческое развитие идей атомизма. Квантовый механизм взаимодействия элементарных частиц. Современные представления о классификации элементарных частиц.

Аристотель считал, что вещ-во непрерывно. В конце 19 века открыли атом и поняли, что он не элементарен.

В 1932 году Чедвик открыл нейтрон. В 30-е годы 20 века вся физика была проста

Современная наука считает, что протоны и нейтроны состоят из более мелких частиц, кварков. Идею кварков в 1964 году предложили теоретики Цвейг и Геллманн независимо друг от друга.

Известно несколько разновидностей кварков:

u up; d down; c charm; s strange; b beauty; t truth

Каждый из этих кварков может обладать одним из 3-х цветов: красный, синий, зелёный. То есть можно говорить о 18 типах кварков+18 антикварков. При объединении кварков их цвета соединяются также как в оптике. Поэтому протоны и нейтроны образуются в результате соединения трёх кварков. Кварки ни разу не наблюдали в изолированном состоянии, отдельно друг от друга. Считают, что их нельзя разорвать, так как они взаимодействуют друг с другом с силой, увеличиваются с расстоянием.

Из фермионов состоит в-во, а бозоны явл переносчиками взаимодействия, образ поле взаимод м/у фермионами

Как осуществляется взаимодействие между двумя частицами: через поле, окружающее частицы. В квантовой теории поле-это совокупность его квантов, поэтому взаимодействие частиц описывается как обмен квантами соответствующих полей. У каждого типа взаимодействия свои кванты. Схема четырёх взаимодействий одинакова:

Оказывается,что в соответсвии с принципом неопределённости Гейзенберга, на очень короткое время ) может появляться временная виртуальная частица. Поэтому виртуальная частица не может далеко уйти от места своего рождения. Все частицы-переносчики, которыми обмениваются частицы вещества являются виртуальными их нельзя зарегистрировать с помощью детектора волновой функции в любой последующий момент времени.

32Фундаментальные взаимодействия в природе. Их характеристика и перспективы объединения.

Все известные в природе силы сводятся к четырём взаимодействиям: гравитационное, электромагнитное, слабое ядерное, сильное ядерное.

Гравитационное- универсально действует между любыми частицами, самое слабое, но основная сила во Вселенной, так как действует на больших расстояниях и является силой притяжения. Частица – гравитон (S=2)

Электромагнитное осуществляется только между заряженными частицами, может быть притяжением или отталкиванием, на уровне атомов и молекул основное взаимодействие. Частица – фотон (S=1)

Слабое ядерное взаимодействие- только в микромире носит распадный характер играет важнейшую роль в термоядерных реакциях. Частица – «векторные бозоны»

Сильное ядерное-проявляется на расстояниях, сравнимых с размерами ядер. Оно обеспечивает связь кварков внутри протонов и нейтронов, а также связь внутри протонов и нейтронов. Частица – глюон (S=1)

сильное/э-магнитное/слабое ядерное/гравитационное=10 :10^-2 :10^-10:10^-38

Проблема объединения фундаментальных взаимодействий:

• До середины 19 века электромагнитные явления рассматривались отдельно. 50-ее годы 19 века теория э/м волн Максвелла: электричество и магнетизм-проявление одной силы-электромагнитной.

• Следующий этап:объединение э/м и слабых взаимодействий.

В 1967 Салам,Вейнберг, Глешоу предложили общую теорию электрослабых взаимодействий. слабые взаимодействия являются, как и электромагнитные, обменными взаимодействиями..При высоких энергиях фотон и бозон ведут себя одинаково, значит они характеризуют одну частицу.

Были предложены новые частицы - вектор бозоны

След.шаг: и вещество и силы можно описать единообразно. Смысл теорий: всё, что есть в мире - искривление пространства и времени.