Мир элементарных частиц приложение

Мир элементарных частиц

Автор: Гурова Алла Викторовна

Учитель физики

МБОУ СОШ (военвед)

г. Зернограда

Античный атомизм

Считается, что идею выдвинул древнегреческий философ Демокрит, а развивал Эпикур.

«Атом» — греч. «неделимый».

Механическая картина мира

Электродинамическая картина мира

Квантово-полевая картина мира

Современная стандартная модель мира

• Материя состоит из кварков, лептонов и частиц – переносчиков взаимодействия.
• Для всех элементарных частиц есть вероятность обнаружить античастицы.
• Корпускулярно-волновой дуализм. Принципы неопределённости и квантования.
• Сильные, электромагнитные и слабые взаимодействия описываются теориями великого объединения. Остается необъединенная гравитация.

Ядро атома состоит из адронов, которые состоят из кварков.

Адроны – частицы, участвующие в сильном взаимодействии.

Классификация адронов

Мезоны

состоят из одного кварка и одного антикварка

Барионы состоят из трёх кварков

Нуклоны

Протоны

Гипероны

Нейтроны

Кварки удерживает сильное взаимодействие, участвуют в сильных, слабых и электромагнитных.

Для всех кварков существуют антикварки.

Не могут наблюдаться в свободном виде.

Ква́рки — фундаментальные частицы, из которых состоят адроны. В настоящее время известно 6 разных сортов (чаще говорят — ароматов) кварков.

Кварковый состав электрона

Кварковый состав протона

Кварки

Имеют дробный электрический заряд: +2/3е – называются U-кварками (верх)

Имеют дробный электрический заряд:-1/3е – d-кварк (низ).

Обмениваются между собой глюонами, частицами с нулевой массой и нулевым зарядом.

Частицы, не входящие в состав ядра, – лептоны.

Лептоны – фундаментальные частицы, не участвующие в сильном взаимодействии.

На сегодня известно 6 лептонов и 6 их античастиц.

У всех частиц имеются античастицы

Лептоны и их античастицы

Электрон и позитрон

Мюон и антимюон

Таон и антитаон

Мюонное нейтрино и антинейтрино

Таонное нейтрино и антинейтрино

Электронное нейтрино и антинейтрино

Взаимодействие Хиггса

Слабое взаимодействие

Гравитационные взаимодействия

Сильное Взаимодействие

Электромагнитное взаимодействие

Все взаимодействия в природе являются проявлениями четырех видов фундаментальных взаимодействий между фундаментальными частицами – лептонами и кварками

Согласно предположениям, поле Хиггса (серый фон) заполняет все пространство жидкость, ограничивая дальность слабых взаимодействий. Также бозон Хиггса взаимодействует с кварками и лептонами, обеспечивая существование их массы.

Слабому взаимодействию подвержены кварки и лептоны. Самый известный эффект слабого взаимодействия – превращение нижнего кварка в верхний, что в свою очередь заставляет нейтрон распасться на протон, электрон и антинейтрино.

Является наиболее слабым из известных. В нем участвуют все без исключения частицы и переносчики всех видов взаимодействия. Осуществляется благодаря обмену гравитонами – единственными, еще не открытыми на опыте частицами. Гравитационное взаимодействие всегда является притяжением.

Электромагнитному взаимодействию подвержены заряженные частицы. При этом под воздействием электромагнитных сил сами частицы не изменяются, а лишь приобретают свойство отталкиваться в случае одноименных зарядов.

Сильному взаимодействию подвержены кварки, а глюоны являются его переносчиками. Оно связывает их вместе, образуя протоны, нейтроны и другие частицы. Косвенно оно влияет на связь протонов в атомных ядрах.

Многие физики надеются на то, что подобно тому, как удалось объединить электромагнитное и слабое взаимодействия в электрослабое, со временем удастся построить теорию, объединяющую все известные виды взаимодействий, название которой «Великое объединение».