logo search
КСЕ все ответы

24. Элементарные частицы, их свойства и классификация.

Частицы, входящие в состав прежде «неделимого» атома, называются элементарными. К ним относят и те частицы, которые получают в условиях эксперимента на мощных ускорителях. В настоящее время открыто более 350 микрочастиц.

Термин «элементарная частица» первоначально означал простейшие, далее ни на что неразложимые частицы, лежащие в основе любых материальных образований.

Основными характеристиками элементарных частиц являются – масса, заряд, среднее время жизни, спин и квантовые числа.

Массу покоя элементарных частиц определяют по отношению к массе покоя электрона. Существуют элементарные частицы, не имеющие массы покоя, - фотоны. Остальные частицы по этому признаку делятся на лептоны – лёгкие частицы (электроный и нейтрино),мезоны – средние частицы с массой в пределах от одной до тысячи масс электрона, барионы – тяжёлые частицы, чья масса превышает тысячу масс электрона и в состав которых входят протоны, нейтроны, гипертоны и многие резонансы.

Электрический заряд является другой важнейшей характеристикой элементарных частиц. Все известные частицы обладают положительным, отрицательным или нулевым зарядом. В 1967г. американский физик М. Телл-Манн высказал гипотезу о существовании кварков – частиц с дробным электрическим зарядом.

По времени жизни частицы делятся на стабильные и нестабильные. Стабильных частиц 5: фотон, две разновидности нейтрино, электрон и протон. Именно стабильные частицы играют важнейшую роль в структуре макротел. Элементарные частицы со средним временем жизни 10-23-10-22с называются резонансами. Они распадаются до того, как успеют покинуть атом или атомное ядро.

Помимо заряда, времени жизни и массы элементарные частицы описываются также и понятиями, не имеющими аналогов в классической физике: понятием «спина», или собственно момента количества движения микрочастицы, и понятием квантовых чисел, выражающих состояние элементарных частиц.

Согласно современным представлениям, все элементарные частицы делятся на 2 класса – фермионы и бозоны.

К фермионам относятся кварки и лептоны, к бозонам – кванты полей (фотоны, векторные бозоны, глюоны). Эти частицы считаются истинно элементарными, т.е. далее неразложимыми. Остальные частицы классифицируются как условно элементарные, т.е. составные частицы, образованные из кварков и соответствующих квантов полей. Фермионы составляют вещество, бозоны переносят взаимодействие.

Элементарные частицы участвуют во всех видах известных взаимодействий. Различают четыре вида фундаментальных взаимодействий в природе: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное.