Презентация на тему: "Элементарные частицы и кварки"

Элементарные
частицы 11 класс

Элементарная частица – микрообъект, который невозможно расщепить на составные части.

Фундаментальные частицы – это бесструктурные элементарные частицы, которые до настоящего времени не удалось описать как составные.

Развитие физики частиц
Первоначальный этап завершается примерно к середине 1930-ых
И список элементарных частиц был невелик:
электрон, протон, нейтрон, которые в свою очередь входят в состав всех атомов
Фотон, который участвует о взаимодействии заряженных частиц и процессах излучения и поглощения света
В последующем развитие физики частиц развивается таким образом, что в 1995 году произошло открытие последнего шестого кварка

Виды элементарных частиц
Античастица (элементарной частицы а) – это элементарная частица, имеющая (по отношению к а) равную массу, одинаковый спин, время жизни и противоположный заряд.

Первая античастица обнаружена в 1932 году К.Андерсоном в космическом излучении

При столкновении частиц, они не «расталкиваются» на более простые частицы, а вместо этого рождаются новые.
Аннигиляция – процесс взаимодействия элементарной частицы с ее античастицей, в результате которого они превращаются в y- кванты (фотоны) электромагнитного поля или другие частицы.

Лептоны – фундаментальные частицы, не участвующие в сильном взаимодействии.
Адроны – это элементарные частицы, участвующие в сильном взаимодействии.
Мезоны - бозоны со спином, равным 0, h, участвующие в сильном взаимодействии.
Барионы – фермионы со спином, равным h/2, 3h/2, участвующие в сильном взаимодействии.
Фотон — фундаментальная частица, квант электромагнитного излучения в виде поперечных электромагнитных волн и переносчик электромагнитного взаимодействия.
Фермионы – частицы с полу целым спином: h/2, 3h/2,… . К ним относятся электрон e, протон p, нейтрон n
Бозоны – частицы с целым спином: 0,h , h2 … . К ним относятся фотон, П. – мезон

Для распределения фермионов по возможным энергетическим состояниям справедлив принцип Паули:
Принцип Паули

В одном и том же
энергетическом состоянии
может находиться не более
двух фермионов с
противоположными спинами

Кварки
В 1964 году Гелл-Манн предложил теорию объясняющую строение адронов(барионов и мезонов), согласно которой адроны состоят из неких фундаментальных объектов, названных кварками

Свойства кварков
Согласно стандартной модели строения вещества кварки обладают:
Массой
Цветом
Электрическим зарядом
Спином
Странностью
Очарованием
Красотой
истинностью
Кроме того каждый из шести кварков может существовать в трех видах или лицах, каждый задается цветом (красный, синий и зеленый)

Кварки не существуют в свободном виде, они всегда «связаны» друг с другом в частицах,которые они образуют
При образовании адронов из кварков должно выполняться условие, комбинация кварков должна быть бесцветной
Для 3 кварков Для 2 кварков
Красный + синий + зеленый кварк + антикварк

Кварки
Имеют дробный электрический заряд
U - кварк +2/3 е d- кварк - 1/3 e
Протон состоит из uud, нейтрон из udd

Кварковый состав нейтрона

Кварковый состав протона

При увеличении расстояния между ними сила притяжения неограниченно возрастает, при разрыве связи рождаются новые кварки антикварки, которые могут объединиться в новые адроны

 голюоны — векторные калибровочные бозоны, непосредственно отвечающие за сильное цветовое взаимодействие между кварками в квантовой хромодинамике.