Классификация элементарных частиц

Элементарные частицы
-микрообъект, который невозможно расщепить на составные части

Элементарные частицы
начиная с 1932г. открыто более 400 частиц
Классификация:
масса покоя
величина электрического заряда
спин
время жизни
участие в различных взаимодействиях

Спин- собственный момент количества движения.
фермионы
частицы с полуцелым спином
бозоны
частицы с целым спином ħ/2; 3ħ/2; 5ħ/2
0; ħ; 2ħ; 3ħ
электрон, протон, нейтрон
фотон, π+- мезон

Принцип Паули (для фермионов)
В одном и том же энергетическом состоянии могут находится не более двух фермионов с противоположными спинами.

Античастицы
Принцип зарядового сопряжения : для каждой элементарной частицы должна существовать античастица.
Античастица- элементарная частица, имеющая равную массу покоя, одинаковый спин, время жизни и противоположный заря по отношению к частице.
Позитрон 1932год- Карл Андерсон

Антивещество
1947- обнаружен антипион π-
1955- обнаружен антипротон
1956- антинейтрон
Получены атомы антидейтерия, антитрития и антигелия (отрицательно заряженные ядра и оболочка из позитронов)
Истинно нейтральной частицей является фотон, совпадает со своей античастицей.

Аннигиляция
При столкновении частицы со «своей» античастицей происходит аннигиляция, т.е. превращение в излучение.
Так, при аннигиляции электрона и позитрона может происходить рождение двух фотонов:
e- + e+ 2y.
При аннигиляции протона и антипротона выделяется энергия, примерно в 2000 раз большая , чем при аннигиляции вещества

Виды взаимодействий
Гравитационное
Электромагнитное
Сильное
Слабое
фундаментальные взаимодействия различаются интенсивностями, радиусами действия, характерными временами, а так же свойственными им законами сохранения;

По отношению к сильному взаимодействию
Являются фермионами

лептоны
Лептоны – частицы, не участвующие в сильных взаимодействиях (электроны, мюоны, нейтрино).
В реакциях слабого взаимодействия соответствующее нейтрино всегда возникает со «своим» лептоном.
Электрон-электронное нейтрино
Позитрон-электронное антинейтрино
Таон-таонное нейтрино
дуплеты

Классификация адронов
Адроны состоят из кварков.

Кварки
Фундаментальные частицы, электрически заряженные частицы (дробный), с полуцелым спином (фермионы)
Гипотеза о существовании принадлежит Мюррею Геллману и Джорджу Цвейгу (1963)
Обнаружены при рассеянии частиц высоких энергий
Кварковая структура нуклонов подтверждена 1969году (Стенфорд)
Ароматы- различные типы кварков (6+6)
Каждый кварк может иметь три цветовых заряда- красный, зеленый, синий- характеристика взаимодействия кварков. Антикварки имеют антицвет.

Фундаментальные частицы
6 кварков
6 антикварков
Каждый может иметь 3 цвета
12 лептонов и антилептонов
Окружающая Вселенная состоит из 48 частиц.
36
48