Механіка мікрочастинок

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

ЗМІСТ:
Введение________________________________________________________ 3
1. ФОРМУВАННЯ квантової механіки і квантової ФІЗИКИ. СПЕЦИФІКА ЇЇ ЗАКОНІВ І ПРІНЦІПОВ.______________ 5
2. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ «елементарними», «ПРОСТЕ-СКЛАДНЕ», «ПОДІЛ ».________________________________________ 10
3. РІЗНОМАНІТТЯ І ЄДНІСТЬ елементарних частинок. ПРОБЛЕМА ЇХ КЛАССИФИКАЦИИ.______________________________ 11
Заключение______________________________________________________ 13
Литература______________________________________________________ 14

ВСТУП:
Сучасна наука - феномен дуже складний і неоднозначний. Її вже неможливо охарактеризувати одним словом, як це було з попередніми етапами розвитку науки (антична наука - натурфілософські, середньовічна - схоластична, класична - метафізична).
Сучасна наука - це широка асоціація математичних, природничо-наукових, гуманітарних і технічних галузей, дисциплінарних та міждисциплінарних досліджень, фундаментальних і прикладних, інших знань.
Стимулюючий вплив на природознавство нових потреб техніки призвело до того, що на початку ХХ ст. почалася новітня революція у природознавстві, перш за все, у фізиці, де був зроблений цілий ряд приголомшливих відкриттів, що зруйнували всю ньютонівську космологію. Сюди відносяться відкриття радіоактивного розпаду Е. Резерфордом, світлового тиску П.М. Лебедєвим, створення теорії відносності А. Ейнштейном, винахід радіо А.С. Поповим, введення ідеї кванта М. Планком.
Фізика як провідна галузь всього природознавства грає роль стимулятора по відношенню до інших галузей природознавства. Наприклад: винахід електронного мікроскопа і введення методу мічених атомів викликало переворот у всій біології, фізіології, біохімії.
У середині століття поряд з фізикою лідирують науки, суміжні з природознавством, - космонавтика, кібернетика, а також - хімія. Головним завданням хімії стає отримання речовин з заданими властивостями (матеріали для електроніки), синтез полімерів (каучук, пластмаси, штучне волокно), отримання синтетичного палива, легких сплавів і замінників металу для авіації і космонавтики.
Квантова механіка - це теорія, що встановлює спосіб опису та закони руху на мікрорівні.
Її створення і розвиток охоплює період з 1900 р . (Формування Планком квантової гіпотези) і до 20-х р. ХХ ст.
Основна ідея квантової механіки полягає в тому, що в мікросвіті визначальним є уявлення про імовірність подій. Всі закони квантової механіки - Статистичні. Статистичні закони можна застосувати тільки до великих совокупностям, а не до окремих індивідуумів. На базі квантової механіки неможливо описати точна поведінка окремої частки, можна лише передбачити середнє поводження великої кількості частинок. Окремі події можна характеризувати лише імовірностями їх настання.
В. Гейзенберг робить наступний висновок: «В експериментах з атомними процесами ми маємо справу з речами і фактами, які настільки ж реальні, наскільки реальні будь-які явища повсякденного життя. Але атоми або елементарні частинки реальні не в такій мірі. Вони утворюють швидше світ тенденцій чи можливостей, ніж світ речей і фактів ».
Основне рівняння квантової механіки - хвильове рівняння Шредінгера (1926). Воно не виводиться, а постулюється. У квантовій механіці воно грає таку ж фундаментальну роль, як і рівняння Ньютона в класичній механіці. Його справедливість підтверджують висновки, які випливають з нього, які узгоджуються з досвідом (експериментом). Це рівняння дозволяє визначити можливі стани системи, а також зміна стану в часі.
Стан мікрочастинки характеризується хвильової функцією   (Пси - функція).
Рівняння Шредінгера має вигляд
d 2  / d x 2 + P 2  / h 2 = 0,
де x - координата, р - імпульс;
h - постійна Планка.
не має фізичного сенсу, це лише математична функція.
Фізичний сенс має квадрат модуля хвильової функції: | | 2 - це ймовірність знаходження частинки в даний момент часу в певному обмеженому обсязі:
,
де V - об'єм; W - імовірність знаходження частинки.
Оскільки при русі електрона в атомі істотні хвильові властивості електрона, то квантова механіка взагалі відмовляється від класичного уявлення про електронні орбітах. Кожному енергетичного стану відповідає своя хвильова функція, квадрат модуля якої визначає ймовірність виявлення електронів в одиниці об'єму.

1. ФОРМУВАННЯ квантової механіки і квантової ФІЗИКИ.
СПЕЦИФІКА її законів і принципів.
Квантова механіка і квантова фізика в основному сформувалися в перші два десятиліття XX ст. зусиллями М. Планка, А. Ейнштейна, Н. Бора, Л. де Бройля, В, Гейзенберга, Е. Шредінгера та інших вчених. Динамічне, однозначне, із зазначенням точної траєкторії опис руху класичною механікою заперечується тут ймовірнісно-статистичної картиною взаємодій. Безперервність обміну енергією в макросвіті замінюється суворої порціонностио випромінювань у світі елементарних частинок. У квантовій фізиці якісно змінилися уявлення про структуру, простоті та складності мікрочастинок, про роль приладів у їх пізнанні і т.д.
До кінця XIX ст. щонайменшої структурною одиницею матерії вважалися атоми хімічних елементів. Відкриття Д.І. Менделєєвим в 1869 р . періодичного закону підштовхнуло учених до висновку про існування більш дрібних частинок, властивості яких обумовлюють властивості атомів, в тому числі і періодичний закон їх взаємозв'язку. У 1897 р . англійський фізик Дж. Томсон відкрив електрон - першу елементарну частинку. У 1932 р . після відкриття нейтрона картина будови речовини здавалася в загальних рисах остаточно з'ясованою. Відомих на той час часток (протона, нейтрона і електрона) цілком вистачало для того, щоб пояснити будову і властивості всіх речовин. Протони і нейтрони, взаємодіючи один з одним за допомогою особливих ядерних сил (радіус дії 10 " 13 см ), Утворюють атомні ядра, зовнішню оболонку атомів складають електрони, що притягають до ядра дальнодіючих кулоновскими силами (один із проявів електромагнітної взаємодії).
Відкриття нового структурного рівня будови матерії і квантових законів руху електронів заклало основи фізики твердого тіла. Були зрозумілі будова металів, діелектриків, напівпровідників, їх термодинамічні, електричні та магнітні властивості. Відкрилися шляхи цілеспрямованого пошуку нових матеріалів з необхідними властивостями, шляхи створення нових виробництв, нових технологій. Великі успіхи були досягнуті в результаті застосування квантової механіки до ядерних явищам. Квантова механіка та ядерна фізика пояснили, що джерелом колосальної енергії зірок є ядерні реакції синтезу, що протікають при зоряних температурах в десятки і сотні мільйонів градусів.
Плідним виявилося застосування квантової механіки до фізичних полів. Була побудована квантова теорія електромагнітного поля - квантова електродинаміка, пояснити багато нових явищ. Своє місце в ряду елементарних частинок зайняв фотон - частинка електромагнітного поля, що не має маси спокою. Синтез квантової механіки та спеціальної теорії відносності привів до передбачення античастинок. Виявилося, що у кожної частки повинен бути як би свій «двійник» - інша частинка з тією ж масою, але з протилежним електричним або яким-небудь іншим зарядом. Англійський фізик П.А. Дірак, засновник релятивістської квантової теорії поля, передбачив існування позитрона і можливість перетворення фотона в пару електрон-позитрон і назад. Позитрон - античастинка електрона - експериментально був відкритий в 1934 р .
Чудовим підтвердженням непорушності закону збереження енергії і предсказательной сили теоретичної думки стало відкриття нейтрино. Експериментально було встановлено, що при радіоактивному р-розпаді з атомного ядра випускаються електрони (або позитрони), що володіють різною енергією. Щоб узгодити цей факт з законом збереження енергії, швейцарський фізик-теоретик В. Паулі припустив, що одночасно з електроном (або позитроном) ядро ​​випускає ще якусь електрично нейтральну частинку, яка і забирає відсутню частину енергії. Вона і була названа «нейтрино». Ця частка вилітає з ядра разом з позитроном, а в разі випускання електрона з ядра вилітає «антинейтрино. У разі випускання електрона (<?) І антинейтрино (v,) при р-розпаді відбувається перетворення нейтрона (п) в протон (р): п-* р + е + v,. У разі випускання позитрона +) і нейтрино (v) протон перетворюється в нейтрон: р - »п + е + + v t.
У класичній фізиці аж до другої половини XIX ст. під матерією зазвичай розумілося речовина. Електродинамікою Максвелла покладені основи фізичного вченню про поле як особливій формі матерії. Але речовина і поле розглядалися відокремленими один від одного. Квантова механіка вперше дозволила встановити зв'язок речовини і поля. Експериментальне відкриття в 1927 р . диффракции електронів довело, що мікрочастинки речовини і поля мають двоєдину природу - одночасно і корпускулярну, дискретну, і хвильову, безперервну.
У квантовій механіці корпускулярні і хвильові поняття втрачають свою «класичну» незалежність. Рух мікрооб'єктів лише приблизно може трактуватися в одних випадках як рух «класичних» частинок, а в інших випадках як поширення «класичних» хвиль. Тому при описі явищ атомного масштабу не можна відволікатися від тих фізичних умов, в яких вони спостерігаються.
Квантовим величинам властивий характер відносності до засобів спостереження, що і робить їх відмінними від класичних величин, які безвідносно до засобів спостереження. Поняття і термін «відносність до засобів спостереження» ввів вперше наш співвітчизник академік В.А. Фок.
З основних положень квантової механіки випливає «співвідношення невизначеностей», встановлене В. Гейзенбергом.
Для пояснення співвідношення невизначеностей Н. Бор висунув «принцип додатковості», протиставивши його принципу причинності. При використанні приладу, що дозволяє точно виміряти координати частинок, імпульс може бути будь-яким і, отже, причинний зв'язок відсутній. Застосовуючи прилади іншого класу, можна точно виміряти імпульс, а координати стають довільними. У цьому випадку процес, за Н. Бору, відбувається нібито поза простором і часом, тобто слід говорити або про причинності, або про простір і час, але не про те й інше разом.
В. Гейзенберг висунув принцип «неконтрольованого взаємодії» частинки з приладом. Невизначеність у значенні імпульсу та координати, нібито, обумовлена ​​тим, що взаємодія частки і приладу може бути пізнане лише до певної межі, за яким принципово неможливо пізнати об'єктивні процеси мікросвіту.
Боротьбу проти індетермінізму в квантовій фізиці, проти заперечення об'єктивних причинних, закономірних зв'язків у мікросвіті вели П. Ланжевен, М. Лауе, Л. де Бройль, М. Планк, А. Ейнштейн, радянські фізики С.І. Вавілов, В.А. Фок, Д.І. Блохінцев та інші. Вони показують, що співвідношення невизначеностей свідчить лише про обмежену можливість застосування понять класичної механіки при описі «розплилися», одночасно дискретних і хвильових об'єктів, якими є електрони та інші мікрочастинки.
Слід розрізняти власні положення квантової фізики і природознавства взагалі (в даному випадку співвідношення невизначеностей) та їх філософсько-світоглядні трактування, які можуть сильно відрізнятися один від одного. І тільки в результаті ретельного аналізу можна встановити, яка з цих трактувань в найбільшій мірі відповідає самому природознавства, найоб'єктивнішою природі.
Класичний опис, заснований на законах Ньютона і електродинаміки Максвелла, наближено відбиває закономірності реальних явищ, застосовується при певних обмеженнях і являє окремі випадки більш загальних законів Природи.
Сучасний підхід до побудови єдиної теорії грунтується на двох фундаментальних засадах:
• теорії відносності
• квантової механіки.
Внутрішня колірна симетрія, що виявляється в законах збереження, лежить в основі динамічної теорії взаємодії кварків, відкритих в 1979 р .: Польова форма матерії виникає тільки при високих енергіях взаємодіючих частинок (теорія колірних сил).
Але і ці фундаментальні теорії не дають універсальних законів. Тому в даний час формулюються тільки принципи підходу до встановлення загальних законів Природи.
Аналізуючи роль принципів інваріантності, Ю. Вігнер використовував теорію груп і виділив ряд етапів у пізнанні Природи:
- У хаосі помічається ряд фактичних емпіричних закономірностей;
- При виділенні властивостей природних явищ та їх аналізу виводяться математичні формулювання законів Природи;
- Синтез законів вибудовує ряд принципів, що дозволяють перейти до нових твердженнями, що пророчить інші фізичні явища і процеси;
- Аналізуються самі принципи і межі (умови) їх виконання.
Для опису поведінки мікрочастинок у 20-і роки нашого століття почалася розробка квантової теорії. Вперше на таку необхідність вказав В. Гейзенберг у 1927 р ., Коли сформулював принцип, обмежив можливості класичного опису поведінки мікрочастинок.

Принцип невизначеностей (Гейзенберг)
У класичній механіці можна визначити положення і імпульс рухається точки на її траєкторії в будь-який послідовний момент часу, якщо відомі сили, що діють на неї.
Мікрочастинка, володіючи і хвильовими властивостями, є як би протяжним об'єктом і не може одночасно мати певну координату і імпульс, тобто не можна стверджувати, що мікрочастинка займає певне становище, і володіє певним імпульсом. Це особливість поведінки мікрочастинки. Іншими словами, неможливо передбачити поведінку кожного атома (як складається з цих частинок), а можна обчислити лише середнє значення експериментально спостережуваних величин.
Цей принцип є фундаментальним, визначає межі застосовності класичних уявлень при описі властивостей мікросвіту.
Принцип додатковості (Бор)
Характеризує подвійність властивостей Природи, суперечливість яких тільки уявна, а невизначеність обмежена лише можливостями вимірювальних приладів або методів підходу (див. принцип Гейзенберга) фактично ці параметри лише доповнюють один одного. Як-то: дуалізм і невизначена параметрів елементарних частинок у фізиці; цілісність і подільність живої природи в біології; наступність навіть відкинутих концепцій у науці і т. д.
На сьогоднішній день формування квантової та інших універсальних теорій не завершено, тому вкажемо лише основні, відправні її принципи.
Принцип еквівалентності (Ейнштейна)
Поле сил інерції надає на всі фізичні процеси такий же вплив, як і поле тяжіння подібної структури. Таким чином визначається рівність прискорення всіх тіл в одному і тому ж гравітаційному полі, тобто ефекти тяжіння та інерції до певної міри еквівалентності.
Принцип відносності (Ейнштейна)
Цей принцип справедливий і в оптиці, і електродинаміки, та інших розділах фізики і звучить так: будь-який процес протікає однаково в ізольованій матеріальній системі, рівномірно прямолінійно рухається, або закони фізики мають однакову форму у всіх інерційних системах відліку. Всі системи відліку були визнані рівнозначними, і принцип відносності став універсальним.
Принцип заборони (Паулі)
У даному квантовому стані, може, знаходиться тільки один електрон. Це логічно випливає з моделі атома, запропонованої Бором: навколо ядра електрони перебувають на кільцевих орбітах, а положення орбіти залежить від енергетичного стану електрона. На одному кільці може бути не більше двох електронів з протидії спинами, тобто з таким зарядовим числом вони взаємодіють з навколишнім магнітним полем.
Цей принцип дозволив не тільки обгрунтувати періодичну систему елементів, а й пояснити насичуваність електронних оболонок, властивості пара-і діамагнетиків, квантову хімію та ін; побудувати сучасну теорію елементарних частинок і квантову теорію поля. А на базі квантової механіки потім створили цілий ряд сучасних технологій.
Принцип відповідності
Електрони в атомах рухаються за законами, відмінними від законів класичної механіки та електродинаміки, але в граничному випадку вони ідентичні.
Варіаційний принцип
Встановлює зв'язок між властивостями простору-часу і законами збереження.
Принцип інваріантності
Зсув у часі і в просторі не впливає на протікання фізичних процесів. Тут мова про перенесення початку координат і початку відліку часу.
Принцип суперпозиції
Цей принцип фіксує незалежність полів взаємодії при їх накладання. Так, якщо в дану точку приходять дві хвилі однакової частоти, то результуюче поле дорівнює їх геометричній сумі.
Принцип позитивного зворотного зв'язку
Нерівномірність і нестійкість, яка виникає у відкритій системі, внаслідок взаємодії системи з середовищем з часом не ліквідується, а навпаки, посилюється. Це призводить, у кінцевому рахунку, до руйнування колишніх симетрії і, як наслідок, до виникнення нової структури.
Принцип кореляцій (Кюв'є)
Жодна частина організму (системи) не може змінюватися без відповідної зміни інших частин.
Підтвердження основних принципів є головним завданням експериментальних і теоретичних досліджень в області елементарних частинок. Порядок у їх різноманітті став наводитися після відкриття нових даних і нових типів симетрії, а також математичного аналізу на основі теорії груп.
Елементарні частинки - основа світобудови, але шлях від приватних теорій до загальної ще досить протяжен.
З класичних теорій найбільш близькі до фундаментальних описують закони збереження Ньютона, Майера, Джоуля, Гельмгольца, Фарадея, Пастера.
Однак закони збереження, наприклад електричного заряду, носять зовсім іншу природу, ніж закони збереження енергії, імпульсу або моменту імпульсу. Так, закон збереження енергії є прямий наслідок "однорідності" часу (закони Природи не змінюються з часом). З однорідності простору (незалежність законів Природи щодо перенесення початку координат) випливає закон збереження імпульсу. Нарешті, з однорідності простору (повороти системи відліку) випливає закон збереження моменту імпульсу.
При узагальненні експериментальних даних було встановлено, що, крім закону збереження електричного заряду, можна ввести закони збереження для нових квантових чисел. В першу чергу вони повинні виявитися в реакціях взаємодіючих частинок.
Загальні закони Природи повинні описуватися рівняннями, справедливими у всіх системах координат - принцип загальної коваріантності, тобто ці рівняння не змінюють своєї форми зі зміною системи координат (якщо навіть одна рухається з прискоренням по відношенню до іншої).
Найбільш фундаментальної областю досліджень є область, пов'язана зі структурою матерії і з'ясування законів взаємодії складових її частинок.

2. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ «елементарними», «ПРОСТЕ-СКЛАДНЕ», «ПОДІЛ».
Твердження «система складається з елементів» завжди означало, що ця система являє собою об'єкт, що складається з частин, менших за величиною або за масою, але зберігають всередині цієї системи певну індивідуальність, самостійність (звичайно, обмежену взаємодією цих частин у рамках включає їх більшої системи ). До суб'ядерних частинок таке розуміння не застосовується. Тут варто говорити не про те, що одні частинки складаються з інших, а про те, що вони здатні перетворюватися один в одного, породжувати один одного в різних процесах взаємодії. Протон, наприклад, можна отримати в результаті зіткнення нейтрона і я (пі)-мезона або X (лямбда)-гіперонів і К-мезона, але це не означає, що до структури всіх цих частинок входить протон, що вони «складаються з» протонів .
Навіть у тих випадках, коли відбувається розпад частки, не можна говорити, що кінцеві частки більш елементарні, ніж розпалася, що кінцеві частки входили до складу вихідної. Це було б вірно, якби енергія зв'язку (так званий дефект маси) була значно меншою мас беруть участь у реакції частинок, а частинки-компоненти не втрачали б своєї індивідуальності всередині утвореного ними цілого. У разі суб'ядерних частинок дефект маси завжди виявляється більше маси однієї або навіть декількох частинок-компонент, а при квантових (так званих віртуальних) розпадах значно перевершує масу вихідної, «материнської» частинки. Так, маса віртуальних частинок, що утворюються при дисоціації п-мезона на пару протон + нейтрон, більш ніж на порядок перевищує масу самого п-мезона. У цьому відношенні п-мезон радикально відрізняється, наприклад, від дейтрона (ядра атома важкого водню), дефект мас якого складає всього лише близько 0,001 його маси; тому дейтрона дійсно можна вважати складається з протона і нейтрона, тому що вони залишаються такими ж, як і у вільному стані. А ось частинки-компоненти всередині п-мезона майже «розчиняються» в енергії їх взаємодії.
Оскільки суб'ядерних мікрочастинки не діляться на найпростіші у звичайному геометричному сенсі, вони повинні вважатися дійсно елементарними частинками. Але разом з тим вони володіють просторовою протяжністю і своєрідною внутрішньою структурою. Тому не можна абсолютизувати, перебільшувати елементарність мікрочастинок. Образ просторово-структурної і в той же час елементарної за своїми властивостями частинки став фактично загальноприйнятим після експериментального виявлення в середині 50-х років XX ст. американським фізиком-експериментатором Р. Гофштадтером просторової «размазкі» електричного заряду й магнітного моменту протона.
Вільна, невзаємодіючі мікрочастинка - це лише математична абстракція. Реальні фізичні частинки завжди взаємодіють з вакуумними полями, випускаючи і поглинаючи віртуальні частинки. Внаслідок цього навколо кожної частки утворюється «хмара» віртуальних частинок. І чим менше маса що випускаються частинок, тим більше розміри утвореного ними «хмари *. Тривалість окремих актів віртуальної дисоціації частки (її «миготінь») дуже мала: при випущенні п-мезонів вона близько 5 • 10 ˉ 24 з, а для інших частинок - ще менше.
Але завдяки багаторазовим їх повторенням виникає постійна, усереднена структура - «размазка» електричного заряду, магнітного моменту, маси, яка стає все більш щільною до центру частки. У цьому сенсі говорять, що елементарна частинка складається з щільного центрального ядра - керна і рихлою периферичної оболонки. Але на відміну від атома, де просторові розміри окремих частин - ядра та електронної оболонки - різняться на 5 порядків (10 ˉ 13 і 10 ˉ 8 см), в нуклонах відсутні різко відокремлені деталі, просторові частини структури тут майже безперервно переходять один в ін

3. РІЗНОМАНІТТЯ І ЄДНІСТЬ елементарних частинок. ПРОБЛЕМА ЇХ КЛАСИФІКАЦІЇ.
Зараз відомо приблизно 400 елементарних частинок. Деякі з них «живуть» дуже короткий час, швидко перетворюючись на інші частинки, встигаючи за час свого існування пролітати відстані, рівні радіусу атомного ядра (10 ˉ 12 - 10 ˉ 13 см). Мінімальний час, доступне експериментальному виміру, характеризується величиною приблизно 10 ˉ 26 с. Деякі елементарні частки виявилися несподівано важкими - навіть важче окремих атомів.
Сучасні фізики приділяють багато уваги систематизації елементарних частинок, розкриття внутрішньої єдності як між ними, так і між відповідними їм фундаментальними видами взаємодії - сильним, слабким, електромагнітним і гравітаційним.
Інтенсивність слабкої взаємодії на 10-11 порядків (в 10 10 -10 ¹ ¹ разів) менше інтенсивності ядерних сил. Тому його і назвали слабким, радіус його дії менше 10 ˉ 15 см. Електромагнітне ж взаємодія на відстанях, порівнянних з радіусом дії ядерних сил, слабше їх лише в 10 2 -10 3 разів. Самим же слабким на цих відстанях виявляється гравітаційна взаємодія, інтенсивність якого на багато порядків нижче слабкої взаємодії.
Навіть слабка взаємодія на порядок перевищує гравітаційна взаємодія. А сила кулонівського, електричного відштовхування двох електронів в 10 42 раз більше величини їх гравітаційного тяжіння. Якщо уявити, що електромагнітні сили, «притягають» електрони до атомного ядра, то ослабнуть до рівня гравітаційних, то атом водню став би більше видимої нами частини Всесвіту. Гравітаційні сили при зменшенні відстаней зростають дуже повільно. Переважаючими вони стають лише у фантастично малих інтервалах менше 10 ˉ 32 см, які залишаються поки що недоступними для експериментального дослідження. З допомогою експерименту зараз вдається «переглядати» відстані, близькі до 10 ˉ 16 см.
Зазначені чотири види фундаментальних (що лежать в самому фундаменті матерії) взаємодій здійснюються шляхом обміну відповідними частинками, службовцями своєрідними переносниками цих взаємодій. Від маси частинок залежить радіус дії сил. Електромагнітна взаємодія переносять фотони (маса спокою дорівнює нулю), гравітаційне - Гравітон (поки гіпотетичні, експериментально не встановлені частинки, маса яких теж повинна бути нульовою). Ці два взаємодії, що переносяться безмасові частинками, мають великий, можливо нескінченний радіус дії. Причому тільки гравітаційна взаємодія породжує тяжіння між однаковими частинками, інші три види взаємодій обумовлюють відштовхування однойменних часток. Переносниками сильної взаємодії, який зв'язує протони і нейтрони в атомних ядрах, є глюони. Ця взаємодія властиво важким частинкам, що отримав назву адронів. Слабка взаємодія переносять векторні бозони. Ця взаємодія властиво легким частинкам - лептонам (електрони, позитрони і т.п.).

Таблиця 1. Основні властивості елементарних частинок


ВИСНОВОК:
Різноманіття мікросвіту передбачає його єдність через взаімопревращаемость частинок і полів.
Особливо важливо перетворення «пари» - частинки і античастинки - в частинки іншого «сорти». Першим було відкрито перетворення електрона і позитрона в кванти електромагнітного поля - фотони і зворотний процес «породження» пар з фотонів, які мають досить великою енергією.
В даний час розробка проблеми систематизації елементарних часток пов'язана з ідеєю існування кварків - частинок з дробовим електричним зарядом. Зараз їх вважають «найелементарнішими» в тому сенсі, що з них можуть бути «побудовані» все сильно взаємодіючі частинки-адрони. З позиції теорії кварків рівень елементарних часток - це область об'єктів, що складаються з кварків і антикварков. При цьому, хоча останні і вважаються на даному рівні пізнання найпростішими, самими елементарними з відомих частинок, самі вони володіють складними властивостями - зарядом, «чарівністю» («шармом»), «кольором» і іншими незвичайними квантово-фізичними властивостями. Як в хімії не обійтися без понять «атом» і «молекула», так і фізика елементарних часток не може обійтися без поняття «кварк».
Таким чином, список адронів - важких частинок, що характеризуються сильною взаємодією - складається з трьох часток: кварка, антикварка і пов `язує їх глюонів. Поряд з ними існують близько десяти легких частинок - лептонів (електрони, позитрони, нейтрино і т.п.), - яким відповідає слабка взаємодія. Відомий також фотон - носій електромагнітної взаємодії. І як і раніше гіпотетичним, лише теоретично пророкувати, залишається гравітон, з яким пов'язується гравітаційна взаємодія. Про внутрішню структуру лептонів, фотона і Гравітон поки нічого не відомо. Зараз вже існує більш-менш конкретна ідея синтезу, взаємозв'язку слабкого, сильного і електромагнітного видів взаємодії. Виявляється можливість пояснення їх взаємозв'язку і з гравітаційною взаємодією.
Все це свідчить про поступову реалізації в дійсність принципово нічим не обмеженої можливості теоретичного мислення в пізнанні єдності світу, що залишається в рамках єдності нескінченно різноманітним у своїх проявах.

ЛІТЕРАТУРА:
1. Горєлов А.А. Концепції сучасного природознавства. - М.: Центр, 1997.
2. Жигалов Ю.І. Концепції сучасного природознавства: Підручник для вузів .- 2-е вид. - М., 2002
3. Ідеї ​​та наш світ: Великі концепції минулого і сьогодення / За ред. Р. Стюарта. - М.: ББМ АТ, ТЕРРА - книжковий клуб, 1998.
4. Карпенків С.Х. Концепції сучасного природознавства: Підручник для вузів. - М.: Культура і спорт, ЮНИТИ, 1997.
5. Мостепаненко А. М. Методологічні та філософські совеменной проблеми фізики. - ЛДУ, 1997.
6. Солопов Є.Ф. Концепції сучасного природознавства: Учеб. посібник для вузів. - М.: Гуманит. вид. центр ВЛАДОС, 1998.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Біологія | Реферат
62.7кб. | скачати


Схожі роботи:
Неоптолемеевская механіка як механіка ери космосу
Двоїста природа мікрочастинок моделі атома Бора
Класифікація мікрочастинок ферміони і бозони лептони кварки адрони нуклони
Механіка
Будівельна механіка
Механіка електроприводу
Механіка суцільного середовища
Механіка підземних споруд
Механіка раннього середньовіччя
© Усі права захищені
написати до нас