Элементарные частицы. Часть II

011714 1645 4 Элементарные частицы. Часть II

Частицы в таблице (предыдущая часть статьи) размещены соответственно энергии покоя, которой они обладают. Чем больше энергия покоя частицы, тем более высокое место в таблице она занимает. Рассмотрим правую часть таблицы (левой мы займемся в следующей главе). Протон и нейтрон сравнительно тяжелые частицы, и поэтому они приводятся в верхней части таблицы. Электрон, напротив, частица легкая, и в таблице вы найдете его внизу. Массу покоя электрона обозначим mе; она равна примерно 10-27 грамма (точнее, 9,1*10-28 грамма или 9,1*10-31 кг). Если массу электрона mе умножить на квадрат скорости света, то получится энергия покоя электрона: mес2 = 0,51 MeV, как и приведено в таблице. Электрон среди частиц, имеющих массу покоя, самый легкий. Из таблицы следует, что самая тяжелая частица, называемая омегой, более чем в 3000 раз тяжелее электрона. Но даже биллион (1012) частиц омега не способен привести в движение самые точные весы в мире. Квадриллион (1024) протонов весит приблизительно 1 грамм.

 

Вращение элементарных частиц. Многие тела во Вселенной движутся вокруг собственной оси. Такое движение мы называем вращением. Вращаются планеты, звезды, спутники, галактики, а также молекулы, атомы и элементарные частицы. Вращение элементарных частиц получило название спин. В некотором смысле спин хотя и похож на вращение больших тел, но всё же существенно и отличается от него. Частицу со спином можно представить себе в виде маленького волчка. В отличие от больших тел вращение элементарных частиц нельзя ни замедлить, ни ускорить. Спин является неизменным свойством всех элементарных частиц.

011714 1645 5 Элементарные частицы. Часть II

По величине спина все элементарные частицы делятся на две группы. Частицы, которые не вращаются вообще или вращаются очень быстро (т.е. имеют нулевой или целочисленный спин), названы в честь индийского физика Бозе — бозонами. А частицы, которые вращаются со средней скоростью (т.е. имеют полуцелый спин), называются фермионами, по имени итальянского физика Ферми. Оба вида частиц значительно отличаются друг от друга. (Деление частиц на бозоны и фермионы показывает рис. ниже).

 

011714 1645 6 Элементарные частицы. Часть II

Взаимоотношения фермионов и бозонов мы можем представить себе как взаимоотношения пассажиров в поезде

 

Для наглядности воспользуемся сравнением с поездом. В первом вагоне, проводника которого зовут Ферми, действует правило, согласно которому в купе не должно находиться более двух пассажиров; один из них сидит в направлении движения поезда, другой — против движения. Совсем по-другому ведут себя пассажиры во втором вагоне, проводником которого является господин Бозе. Количество пассажиров в купе не ограничено. Общительные путешественники ведут себя здесь как частицы с нулевым или целочисленным спином. В небольшом пространстве может поместиться значительное количество бозонов, например, фотонов.

 

011714 1645 7 Элементарные частицы. Часть II

Ускоритель частиц (Батавия, Иллинойс, США), сфотографированный с самолета. Частицы (протоны) ускоряются в кольцевом подземном туннеле (самый большой круг). В левой части снимка, внизу — главное здание, от которого влево вверх отходят три канала для экспериментальных исследований. Протоны, попадающие из туннеля в канал, обладают энергией порядка 400 Гэв (4*1011 эв).

 

Электрический заряд элементарных частиц. Движение электрически заряженных частиц называется электрическим током. Через нить лампы накаливания проходит примерно десять триллионов электронов (1019 электронов) за секунду. Заряд в 1019 электронов называется кулон. Ток одного кулона за секунду равен одному амперу. Таким образом, заряд электрона равен 10-19 кулона. Это наименьший и неделимый электрический заряд. Количество электричества, которым обладает электрон, имеют все частицы с отрицательным зарядом. Заряд протона и всех прочих положительно заряженных частиц имеет такую же величину, как и заряд электрона. Разница здесь только в знаке.


Найти на unnatural: Элементарные частицы Часть
Автор: admin | 17 Январь 2014 | 476 просмотров

Новые статьи:

Оставить комментарий:

Все размещенные на сайте материалы без указания первоисточника являются авторскими. Любая перепечатка информации с данного сайта должна сопровождаться ссылкой, ведущей на www.unnatural.ru.
Rambler's Top100