Элементарные частицы

1. Элементарные частицы

2.

• Демокрит - существование мельчайших
невидимых частиц (атомов), из которых
состоят все предметы (400 лет до н.э.).
• Начало XIX века - наука начала
использовать представление об атомах.
• 30-е годы XIX века - понятие иона,
измерение элементарного заряда.
• А.Беккерель,1896 г.- открытие
радиоактивности.
• Дж. Томсон, 1897 г. - открытие
электронов.
• Э. Резерфорд, 1899 г.- открытие α-частиц .

3.

• А. Эйнштейн, 1905 г. - представление о
квантах электромагнитного поля – фотонах.
• Э. Резерфорд, 1911 г. - атомное ядро.
• Э.Резерфорд 1919 г. - обнаружил протоны.
• Дж. Чедвик, 1932 году - открыл нейтрон.
• К. Андерсон, 1932 г.- в космических лучах
открыл позитрон (предсказано П. Дираком в
1928 г.).
• 1937 г.- в космических лучах обнаружены
мюоны (μ-мезонами) – 207 me.
• 1947–1950 г.- открыты пионы (π-мезоны),
которые, по совр. представлениям,
осуществляют взаимодействие между
нуклонами в ядре.

4.

• Известно около 400 частиц, которые
принято называть элементарными.
• Подавляющее большинство этих частиц
являются нестабильными.
• Стабильные: фотон, электрон, протон
и нейтрино.

5.

• Наиболее важное свойство всех
элементарных частиц - способность к
взаимным превращениям.
• В настоящее время у всех частиц
найдены античастицы.
• При встрече любой частицы со своей
античастицей происходит их
аннигиляция, т. е. обе частицы
исчезают, превращаясь в кванты
излучения или другие частицы.

6.

Группа
Название
частицы
Символ
1. Фотоны
Фотон
γ
2. Лептоны
Нейтрино
электрон νe
ное
Нейтрино
νμ
мюонное
Электрон
e–
Мю-мезон μ–

7.

Пи-мезоны
Мезоны
3.
Адроны
К-мезоны
π0
π+πK+KK0
Эта-нуль-мезон
η0
Протон
p
Нейтрон
n
Лямбда-гиперон
Λ0
Σ+
Барионы
Сигма-гипероны
Σ0
Σ–
Кси-гипероны
Омега-минусгиперон
Ξ0
Ξ–
Ω–

8.

• В 1964 г. М. Гелл-Маном выдвинута гипотеза:
все адроны построены из более
фундаментальных частиц, названных
кварками.
• Теория Гелл-Мана предполагала
существование трех кварков и трех
антикварков.
• В настоящее время известно 6 разных
«сортов» (чаще говорят — «ароматов»)
кварков.
• Кварки обладают и дополнительной
внутренней характеристикой - «цвет» “красный”, “синий” и “зеленый”.

9.

Символ
кварка
Название
рус.
англ.
d
нижний
down
u
верхний
up
s
странный
strange
c
очарованный charm
b
прелестный
beauty (bottom)
t
истинный
truth (top)

10.

11.

12. Фундаментальные взаимодействия.

• Сильное - только адроны (мезоны и
барионы)
• Электромагнитное - любые
электрически заряженные частицы и
фотоны
• Слабое - любые элементарные
частицы, кроме фотонов
• Гравитационное - всем частицам

13.

• В 30-е годы XX в И. Е. Тамм и
Д. Д. Иваненко предположили, что
фундаментальные взаимодействия
возникают в результате обмена
частицами (переносчики
фундаментальных взаимодействий):
• Сильное – мезоны
• Электромагнитное - фотоны
• Слабое - векторные бозоны (1983)
• Гравитационное - гравитон