Физика элементарных частиц (субъядерная физика)

Главная > Естественные науки > Физика > Микрофизика > Микрофизика

Кварки - фундаментальные частицы материи или квази-частицы?

Кварки - псевдочастицы или реальность?

Физика элементарных частиц изучает структуру и свойства элементарных частиц и их взаимодействия.

Разделом физики элементарных частиц (или ее синонимом) является физика высоких энергий. Другой раздел - физика гиперядер.

Разделы страницы о субъядерной физике и физике протона:

Смотрите также альтернативные гипотезы о строении материи.


Кварковая теория строения материи

Характеристики гипотетических кварков

Свойства кварков

Кварково-адронные симметрии

Тетраэдральная симметрия барионов с u (up), d (down), s (strange) и b (bottom) кварками и наивысшим спином J=1½):

Кварковая симметрия барионов

Кварковые декуплет и октет барионов:

Кварковый декуплет барионов   Кварковый октет барионов

Кварковая модель очарованных барионов и мезонов:

Кварковая модель очарованных барионов
Кварковая модель очарованных мезонов

Кварковая модель вещества

Источники:

Свойства элементарных частиц

Обзорная таблица элементарных частиц и резонансов

Здесь показаны основные элементарные частицы, их характеристики и виды распада.

Таблица элементарных частицы
Таблица элементарных частицы (продолжение)

Мюон (уст. мю-мезон)

Распад мюона через промежуточный бозон

Мюо́н (μ) — неустойчивая элементарная частица с отрицательным электрическим зарядом и спином 1⁄2. Масса мюона примерно в 207 раз больше массы электрона. По историческим причинам, мюон иногда называют мю-мезоном. Вместе с электроном, тау-лептоном и нейтрино в стандартной модели физики элементарных частиц классифицируется как часть лептонного семейства фермионов. Как и все фундаментальные фермионы, мюон имеет античастицу с квантовыми числами (включая заряд) противоположного знака, но с равной массой и спином: а̀нтимюо́н+).

На Земле мюоны регистрируются в космических лучах, они возникают в результате распада заряженных пионов. Пионы создаются в верхних слоях атмосферы первичными космическими лучами и имеют очень короткое время распада — несколько наносекунд. Время жизни мюонов достаточно мало — 2,2 микросекунды, тем не менее, эта элементарная частица рекордсмен по времени жизни и дольше её не распадается только свободный нейтрон. Но мюоны космических лучей имеют скорости, близкие к скорости света, так что из-за эффекта замедления времени специальной теории относительности их легко обнаружить у поверхности Земли. На 1 квадратный метр падает около 10 тысяч мюонов в минуту.

Как и в случае других заряженных лептонов, существует мюонное нейтрино νμ (и антинейтрино ν~μ), которое имеет тот же аромат, что и мюон (антимюон). Мюоны почти всегда распадаются в электрон, электронное антинейтрино и мюонное нейтрино Существуют также более редкие типы распада, когда возникает дополнительный фотон или электрон-позитронная пара. Также есть неподтверждённые гипотезы существования других экзотических каналов распада мюона, таких как распад на электрон и майорон или на электрон и бозон.

Мюоны были открыты Карлом Андерсоном и Сетом Нeддермайером в 1937 году, во время исследования космического излучения. Они обнаружили частицы, которые при прохождении через магнитное поле отклонялись в меньшей степени, чем электроны, но сильнее, чем протоны. Было сделано предположение, что их электрический заряд равен заряду электрона, и для объяснения различия в отклонении было необходимо, чтобы эти частицы имели промежуточную массу, которая лежала бы между массой электрона и массой протона. По этой причине Андерсон первоначально назвал новую частицу «мезотроны», то есть «промежуточными». (Источник - Википедия)

Тау-лептон (уст. тау-мезон)

Распад тау-лептона через промежуточный бозон

Тау-лептон был открыт в 1975 году на электрон-позитронном коллайдере SPEAR в Национальной ускорительной лаборатории SLAC (Стэнфорд, США) М. Перлом и сотрудниками. Тау-лептоны образовывались в результате столкновений быстрых электронов и позитронов:
e+ + e- → τ+ + τ-
За открытие этой частицы Мартин Перл получил Нобелевскую премию по физике за 1995 год.

Масса тау-лептона 1776,86 МэВ (что в 3477,17 раз больше массы электрона). Время жизни 2,9⋅10−13 с.

Другие реакции распада тау-мезона (и справа - состав распада по моей электрино-бинейтринной гипотезе):

Реакции распада тау-мезона на лептоны
  • ε- + ντ = {ε ν}
  • ε- + βμ + ντ = {ε β ν}
Реакции распада тау-мезона на мезоны
  • - + βμ) + (ε- + βμ + ε+ + βμ) + ντ = {3ε 3β ν}
  • - + βμ) + ντ = {ε β ν}
  • 2(ε- + βμ) + (ε+ + βμ) + ντ = {3ε 3β ν}
  • - + βμ) + 2(ε- + βμ + ε+ + βμ) + ντ = {4ε 4β ν}
  • 2(ε- + βμ) + (ε+ + βμ) + (ε- + βμ + ε+ + βμ) + ντ = {5ε 5β ν}
  • - + βμ) + 3(ε- + βμ + ε+ + βμ) + ντ = {4ε 4β ν}

Сетевые обзоры элементарных частиц

Новости об элементах и структурах микромира

Открытия новых частиц, их структуры и новых свойств. Исследования структуры "безструктурных" частиц. Обнаружение источников элементарных и неэлементарных частиц...

Стандартная (кварковая) модель элементарных частиц

Новости о лептонах

Новости о нейтрино

Нейтрино — одна из самых загадочных элементарных частиц. Даже их массу ученые до сих пор не знают, настолько она маленькая. Нейтрино свободно проникают сквозь любые предметы, в т.ч. нашу планету. [Интересно, проникают ли они сквозь молекулы и атомы?]

Физики научились обнаруживать нейтрино высоких энергий, приходящие из космоса, в их взаимодействиях с мишенями нейтринных детекторов, но где они рождаются, до последнего времени было неизвестно. Источники космических нейтрино искали преимущественно в гамма-лучах, поскольку считалось, что эти частицы должны рождаться вместе с гамма-излучением. Нейтрино высоких энергий могут рождаться только с помощью протонов, разогнавшихся почти до скорости света. Такое возможно около массивных чёрных дыр, которые, согласно современным представлениям, находятся в ядрах галактик. Во время падения вещества на черную дыру часть потока частиц выбрасывается обратно, ускоряется и рождает нейтрино, которые затем со скоростью света летят через всю Вселенную.

Проведя анализ происхождения нейтрино сверхвысоких энергий (более 200 триллионов электрон-вольт) российские ученые из ФИАНа, МФТИ и ИЯИ РАН по данным нейтринной обсерватории IceCube на Антарктиде установили, что направления, откуда на Землю приходят нейтрино сверхвысоких энергий, указывают на яркие квазары (активные ядра сверхдалёких галактик).

Новости об электроне

Считается, что электрон не состоит из частиц. Но в пределах одномерных цепочек атомов он может вести себя так, будто состоит из трёх квазичастиц: холона, спинона и орбитона. Из-за взаимодействия между электронами в подобных квазиодномерных структурах электроны, имеющие спин 1/2 и подчиняющиеся статистике Ферми — Дирака, начинают вести себя как квазичастицы со спином 0 и 1 — холоны и спиноны, подчиняющиеся статистике Бозе — Эйнштейна. Холон переносит только заряд и не переносит спин, в то время как спинон переносит только спин и не переносит заряд. Орбитон же, теоретически предсказанный около двадцати лет назад, является элементарным квантом орбитальной волны.

Новости о мезонах

Новости о барионах

Ускоритель HERA, расположенный в Гамбурге, уникален тем, что сталкивает, в отличие от, например, Большого адронного коллайдера (БАКа), протоны не друг с другом, а с бесструктурными частицами, лептонами — электронами, а также их античастицами — позитронами. Поэтому HERA состоит из двух различных ускорительных колец — сверхпроводящего кольца, в котором разгоняются протоны, и расположенного под ним кольца, где разгоняются лептоны. С помощью ускорителя HERA можно исследовать структуру самого протона - самого стабильного из барионов.

Новости об экзотических частицах и квазичастицах


Главная
Микромир: Фундаментальные константы | Элементарные частицы | Альтернативная микрофизика
Близкие по теме страницы: Гранты | Эвристика и авторство
На правах рекламы (см. условия): [an error occurred while processing this directive]    


© «Сайт Игоря Гаршина», 2002, 2005. Автор и владелец - Игорь Константинович Гаршин (см. резюме). Пишите письма (Письмо И.Гаршину).
Страница обновлена 22.03.2024
Яндекс.Метрика