Uwasilishaji juu ya mada "Chembe za msingi. Antiparticles"

Hatua ya kwanza . Kutoka kwa elektroni hadi positron

1897-1932 gg.

Wakati mwanafalsafa wa Uigiriki Democritus aliita chembe rahisi zaidi, zisizoweza kugawanyika (neno atomu, tunakumbuka, linamaanisha kutogawanyika), basi, kimsingi, kila kitu labda kilionekana sio ngumu sana kwake. Vitu mbalimbali, mimea, wanyama hujengwa kutoka kwa chembe zisizogawanyika, zisizobadilika. Mabadiliko yanayozingatiwa ulimwenguni ni mpangilio rahisi wa atomi. Kila kitu ulimwenguni kinapita, kila kitu kinabadilika, isipokuwa atomi zenyewe, ambazo hazijabadilika.

DEMOKRITE

(c. 470 au 460 - 360s KK)

Lakini mwishoni mwa karne ya 19. muundo tata wa atomi uligunduliwa na ulitengwa elektroni kama sehemu muhimu ya atomi.

Tayari katika karne ya ishirini, walifunguliwa protoni Na neutroni- chembe zinazounda kiini cha atomiki.

Mwanzoni, chembe hizi zote zilitazamwa kama vile Democritus alivyotazama atomi: zilizingatiwa kuwa kiini cha msingi kisichoweza kugawanywa na kisichobadilika, msingi wa ujenzi wa ulimwengu.

HATUA TATU ZA MAENDELEO YA FIAZIA YA KIFUNGU CHA FUNGU

Hatua ya pili . Kutoka positron hadi quarks

1932 - 1970 gg.

Hali ya uwazi wa kuvutia haikuchukua muda mrefu. Kila kitu kiligeuka kuwa ngumu zaidi: kama ilivyotokea, hakuna chembe zisizobadilika hata kidogo.

Katika neno lenyewe msingi kuna maana mbili.

Kwa upande mmoja, msingi umepewa, rahisi zaidi. Kwa upande mwingine, kwa msingi tunamaanisha kitu msingi , vitu vya msingi (ni kwa maana hii kwamba chembe ndogo ndogo (chembe ambazo atomi hutengenezwa) sasa zinaitwa msingi).

Chembe nne tu - photon, elektroni, protoni na neutrino- inaweza kudumisha kutobadilika kwao ikiwa kila mmoja wao angekuwa peke yake katika ulimwengu wote.

Hakuna hata chembe isiyoweza kufa. Chembe nyingi zinazoitwa sasa za msingi haziwezi kuishi kwa zaidi ya milioni mbili za sekunde, hata bila ushawishi wowote wa nje.

Lakini elektroni Na protoni kuna ndugu hatari zaidi positroni Na antiprotoni, kwa mgongano ambao chembe hizi huharibiwa pande zote na mpya huundwa.

Pichani, iliyotolewa na taa ya meza, haiishi zaidi ya 10 -8 s.

Pekee neutrino karibu kutokufa kutokana na ukweli kwamba inaingiliana kwa unyonge sana na chembe nyingine. Walakini, neutrinos pia hufa zinapogongana na chembe zingine, ingawa migongano kama hiyo ni nadra sana.

Huu ndio wakati inachukua kufikia ukurasa wa kitabu na kumezwa na karatasi.

Kwa hivyo, katika hamu ya milele ya kupata isiyobadilika katika ulimwengu wetu unaobadilika, wanasayansi walijikuta sio kwenye "msingi wa granite", lakini kwenye "mchanga unaohama."

Chembe zote za msingi hubadilika kuwa kila mmoja, na mabadiliko haya ya pande zote ndio ukweli kuu wa uwepo wao.

Wazo la kutoweza kubadilika kwa chembe za msingi liligeuka kuwa lisilowezekana. Lakini wazo la kutokamilika kwao lilibaki.

Wakati chembe za nishati ya juu sana zinapogongana, chembe hizo hazipondwa kuwa kitu ambacho kinaweza kuitwa sehemu zao kuu. Hapana, huzaa chembe mpya kutoka kwa zile ambazo tayari zinaonekana kwenye orodha ya chembe za msingi. Nishati kubwa ya chembe zinazogongana, idadi kubwa zaidi, na, zaidi ya hayo, nzito, chembe huzaliwa. Hii inawezekana kutokana na ukweli kwamba kasi inavyoongezeka, wingi wa chembe huongezeka. Kutoka kwa jozi moja tu ya chembe zilizo na wingi ulioongezeka, inawezekana, kwa kanuni, kupata chembe zote zinazojulikana kwa sasa.

Athari kama hizo katika mgongano wa viini vya relativistic zinazozalishwa kwenye kiongeza kasi zilifanywa kwa mara ya kwanza ulimwenguni mnamo 1976 katika Maabara ya Nishati ya Juu ya Umoja.

 Utafiti wa nyuklia wa Tuta huko Dubna chini ya mwongozo wa msomi

A. M. Baldina.

Matokeo ya mgongano wa kiini cha kaboni, ambacho kilikuwa na nishati ya eV bilioni 60 (mstari wa juu wa nene), na kiini cha fedha cha emulsion ya picha. Msingi hugawanyika katika vipande vinavyoruka kwa njia tofauti. Wakati huo huo, chembe nyingi mpya za msingi - pions - huzaliwa.

Bila shaka, katika migongano ya chembe na nishati ambayo bado haipatikani, chembe mpya zisizojulikana pia zitazaliwa. Lakini hii haitabadilisha kiini cha jambo hilo. Chembe mpya zinazozaliwa wakati wa migongano haziwezi kuzingatiwa kwa njia yoyote kuwa sehemu za chembe za "mzazi"; Baada ya yote, chembe za "binti", ikiwa zimeharakishwa, zinaweza, bila kubadilisha asili yao, lakini tu kwa kuongeza wingi wao, kwa upande wake, wakati wa migongano, huzaa chembe kadhaa sawa na "wazazi" wao, na hata chembe nyingine nyingi. .

Kulingana na mawazo ya kisasa chembe za msingi ni za msingi, haziwezi kuharibika kisha chembe chembe ambazo maada yote hujengwa.

Hata hivyo kutogawanyika chembe za msingi haimaanishi kuwa hazipo muundo wa ndani .

HATUA TATU ZA MAENDELEO YA FIAZIA YA KIFUNGU CHA FUNGU

Hatua ya tatu . Kutoka kwa nadharia ya quark hadi siku ya leo.

1964 gg. -...

Katika miaka ya 60 mashaka yakaibuka kwamba chembe zote zinazoitwa sasa za msingi zinahalalisha jina lao kikamilifu. Baadhi yao, labda hata wengi wao, hubeba jina hili bila kustahili. Sababu ya shaka ni rahisi: kuna mengi ya chembe hizi.

Ugunduzi wa chembe mpya ya msingi daima imekuwa na bado ni ushindi bora wa sayansi. Lakini muda mrefu uliopita, sehemu ya wasiwasi ilianza kuchanganywa na kila ushindi mfululizo. Ushindi ulianza kufuata moja baada ya nyingine.

Kundi la wanaoitwa " ajabu»chembe:

K-masoni Na hyperons na wingi unaozidi wingi wa nukleoni.

Mnamo 1964, M. Gell-Mann na J. Zweig walipendekeza kielelezo ambacho chembe zote zinazoshiriki katika mwingiliano wenye nguvu (nyuklia) hujengwa kutoka kwa chembe za msingi zaidi (au msingi) - quarks .

Katika miaka ya 70 kundi kubwa liliongezwa kwao" kurogwa»chembe zenye wingi zaidi.

Chembe za muda mfupi sana na maisha ya utaratibu wa 10 -22 -10 -23 s ziligunduliwa.

Chembe hizi ziliitwa resonances, na idadi yao ilizidi mia mbili.

Hivi sasa ndani ukweli wa quarks karibu hakuna anayeitilia shaka, ingawa hawajapatikana katika hali huru.

UGUNDUZI WA POSITRON. ANTI-CHEMFU

Kuwepo kwa pacha wa elektroni - positron- ilitabiriwa kinadharia na mwanafizikia wa Kiingereza P. Dirac mnamo 1931.

Wakati huo huo, Dirac alitabiri kwamba wakati positron inapokutana na elektroni, chembe zote mbili zinapaswa kutoweka (kuangamiza), na kuzalisha fotoni zenye nguvu nyingi. Mchakato wa nyuma unaweza pia kutokea - kuzaliwa kwa jozi ya elektroni-positron - kwa mfano, wakati fotoni ya nishati ya kutosha inapogongana (uzito wake lazima uwe mkubwa kuliko jumla ya misa iliyobaki ya chembe zinazozaliwa) na kiini.

Paul Adrien Maurice Dirac- Mwanafizikia wa Kiingereza, mmoja wa waundaji wa mechanics ya quantum, mwanachama wa kigeni wa Chuo cha Sayansi cha USSR (1931). Takwimu za quantum zilizotengenezwa (takwimu za Fermi-Dirac); nadharia ya relativitiki ya mwendo wa elektroni (Dirac equation, 1928), ambayo ilitabiri positron, pamoja na maangamizi na uzalishaji wa jozi. Iliweka misingi ya electrodynamics ya quantum na nadharia ya quantum ya mvuto.

Tuzo la Nobel (1933, pamoja na Erwin Schrödinger).

Paul Dirac

1932 d. Positroni iligunduliwa kwa kutumia chemba ya wingu iliyowekwa kwenye uwanja wa sumaku.

Mwelekeo wa curvature ya wimbo wa chembe ulionyeshwa na ishara ya malipo yake, na uwiano wa malipo yake kwa wingi uliamua kutoka kwa radius ya curvature na nishati ya chembe. Ilibadilika kuwa sawa katika moduli na ile ya elektroni.

Chembe ilihamia kutoka chini hadi juu na, baada ya kupitisha sahani ya kuongoza, ilipoteza sehemu ya nishati yake. Kwa sababu ya hili, curvature ya trajectory iliongezeka.

Picha ya kwanza kuthibitisha kuwepo kwa positron.

Ukweli kwamba kutoweka (kuangamizwa) kwa chembe zingine na kuonekana kwa zingine wakati wa athari kati ya chembe za msingi ni sawa. mabadiliko, na sio tu kuibuka kwa mchanganyiko mpya wa vipengele vya chembe za zamani, hufunuliwa wazi kwa usahihi wakati wa kuangamiza jozi ya elektroni-positron.

Chembe hizi zote mbili zina misa fulani wakati wa kupumzika na malipo ya umeme. Picha ambazo zimezaliwa katika kesi hii hazina mashtaka na hazina misa ya kupumzika, kwani haziwezi kuwepo katika hali ya kupumzika.

Mchakato wa kuundwa kwa jozi ya elektroni-positron kwa ɣ-quantum katika sahani ya risasi.

Katika chumba cha wingu kilicho kwenye uwanja wa sumaku, wanandoa huacha alama ya tabia kwa namna ya uma wenye pembe mbili.

Wakati mmoja, ugunduzi wa kuzaliwa na kuangamizwa kwa jozi za elektroni-positron ulisababisha ukweli halisi. hisia katika sayansi .

Hadi wakati huo, hakuna mtu aliyekuwa amefikiria kwamba elektroni, chembe kongwe zaidi, nyenzo muhimu zaidi ya ujenzi ya atomi, inaweza isiwe ya milele.

Imegunduliwa hivi karibuni antiprotoni Na antineutroni .

Malipo ya umeme ya antiproton ni hasi.

Baadaye, mapacha (antiparticles) walipatikana katika chembe zote. Antiparticles ni kinyume na chembe kwa sababu wakati chembe yoyote inapokutana na antiparticle inayolingana, maangamizi, yaani, chembe zote mbili hupotea, na kugeuka kuwa quanta ya mionzi au chembe nyingine.

Atomu ambazo nuclei zake zimeundwa antinucleons, na shell inafanywa kwa positrons, fomu antimatter .

Antihidrojeni ilipatikana kwa majaribio.

Wanafizikia wa CERN kutoka kwa ushirikiano wa ALPHA waliweza kuzuia chembe za antimatter kutoka kuangamizwa kwa sekunde 1000,

KATIKA 1995 Kwa mara ya kwanza, iliwezekana kupata atomi za antihidrojeni, zinazojumuisha antiprotoni na positron, lakini ziliangamiza haraka, ambayo haikuwezekana kusoma mali zao.

Sasa, wanasayansi wa nyuklia wameweza kukusanya usanidi ambao unaunda uwanja tata wa sumaku, ambao hufanya iwezekane kuhifadhi atomi ambazo hazikuweza kueleweka hapo awali. Na ingawa wakati ambao antihydrogen ilirekodiwa ilikuwa sehemu ya kumi tu ya sekunde, kulingana na wanasayansi, hii inatosha kuchukua spectra na kufanya uchunguzi wa kina wa chembe.

Antihidrojeni ambayo wanasayansi walifanya kazi nayo ilipatikana kutoka kwa makumi kadhaa ya mamilioni ya antiprotoni na positroni, chanzo ambacho kilikuwa isotopu ya sodiamu 22 Na. Hii ilifuatiwa na kusafisha kwa hatua nyingi. Baada ya hayo, atomi elfu kadhaa za antimatter zilianguka kwenye mtego wa sumaku.

Wakati wa maangamizi ya antimatter na mata, nishati iliyobaki inabadilishwa kuwa nishati ya kinetic ya quanta ya gamma inayotokana.

Pumzika nishati- kubwa zaidi na kujilimbikizia tank ya kuhifadhi nishati katika ulimwengu .

Na lini tu maangamizi hutolewa kabisa, na kugeuka kuwa aina nyingine za nishati. Kwa hivyo, antimatter ndio chanzo kamili zaidi cha nishati,"mafuta" yenye kalori nyingi zaidi.

Ni vigumu kusema sasa kama ubinadamu utaweza kutumia "mafuta" haya.

UOZO WA NEUTRON. UGUNDUZI WA NEUTRINO

Hali ya β-kuoza

Wakati wa kuoza kwa beta, elektroni hutolewa kutoka kwa kiini. Lakini hakuna elektroni kwenye kiini. Inatoka wapi?

Baada ya elektroni kuondoka kwenye kiini, malipo ya kiini, na kwa hiyo idadi ya protoni, huongezeka kwa moja. Idadi ya wingi wa kiini haibadilika. Hii ina maana kwamba idadi ya neutroni hupungua kwa moja.

Kwa hiyo, ndani ya viini vya β-radioactive neutroni inaweza kuoza na kuwa protoni na elektroni. Protoni inabaki kwenye kiini, na elektroni huruka nje.

Ni katika viini dhabiti pekee ambapo neutroni ni thabiti.

Lakini hapa ni nini cha ajabu.

Kabisa punje zinazofanana toa elektroni nishati mbalimbali. Viini vipya vilivyoundwa, hata hivyo, ni kabisa ni sawa haijalishi nishati ya elektroni iliyotolewa ni nini.

Hii inapingana na sheria ya uhifadhi wa nishati - sheria ya kimsingi ya mwili!

Nishati ya nucleus ya awali inageuka kuwa isiyo sawa na jumla ya nishati ya kiini cha mwisho na elektroni !!!

Nadharia ya Pauli

Mwanafizikia wa Uswisi W. Pauli alipendekeza kuwa, pamoja na protoni na elektroni, wakati wa kuoza kwa neutroni, aina fulani ya chembe "isiyoonekana" huzaliwa, ambayo hubeba nishati inayokosekana.

Chembe hii haigunduliwi na vyombo kwa sababu haina chaji ya umeme na haina misa ya kupumzika. Hii ina maana kwamba haina uwezo wa atomi ya ionizing au nuclei ya kugawanyika, yaani, haiwezi kusababisha madhara ambayo mtu anaweza kuhukumu kuonekana kwa chembe.

Pauli alipendekeza kuwa chembe dhahania ilikuwa rahisi huingiliana kwa unyonge sana na dutu hii na kwa hiyo inaweza kupita katika unene mkubwa wa maada bila kujitambua.

Fermi aliita chembe hii neutrino, ambayo ina maana ya "neutroni".

Misa iliyobaki ya neutrino, kama ilivyotabiriwa na Pauli, iligeuka kuwa sawa na sufuri. Nyuma ya maneno haya kuna maana rahisi: Hakuna neutrino wakati wa kupumzika.

Kwa kuwa hakuwa na wakati wa kuzaliwa, neutrino mara moja huenda kwa kasi ya 300,000 km / s.

Tulihesabu jinsi neutrino huingiliana na mada katika safu ya unene fulani. Matokeo yaligeuka kuwa mbali na ya kutia moyo katika suala la uwezekano wa kugundua chembe hii kwa majaribio. Neutrino inaweza kusafiri umbali katika risasi sawa na umbali unaosafirishwa na mwanga katika ombwe katika miaka kadhaa.

UOZO WA NEUTRON BURE

Jukumu la neutrinos halikomei tu katika kueleza kuoza kwa β kwa viini. Chembe nyingi za msingi katika hali huria huoza moja kwa moja na utoaji wa neutrinos.

Neutrino (ishara ν ) ina antiparticle inayoitwa antineutrino (ishara ν na mstari).

Neutroni inapooza na kuwa protoni na elektroni, ni antineutrino ambayo hutolewa:

Hivi ndivyo hasa neutron inavyofanya. Ni katika viini pekee ambapo neutroni hupata uthabiti kutokana na mwingiliano na viini vingine.

Nishati ya nyutroni daima ni kubwa kuliko jumla ya nguvu za protoni na elektroni. Nishati ya ziada hutolewa kutoka kwa antineutrino.

Neutroni ya bure huishi kwa wastani wa dakika 16. Hii ilithibitishwa kwa majaribio tu baada ya vinu vya nyuklia kujengwa ambavyo vilitoa mihimili yenye nguvu ya neutroni.

Ugunduzi wa majaribio wa neutrinos

Licha ya kutoeleweka kwake, neutrinos (kwa usahihi zaidi, antineutrinos), baada ya karibu miaka 26 ya "uwepo wao wa roho" katika majarida ya kisayansi, ziligunduliwa kwa majaribio.

Nadharia hiyo ilitabiri kwamba antineutrino inapogonga protoni, positroni na neutroni zitatolewa:

Uwezekano wa mchakato kama huo ni mdogo kwa sababu ya uwezo mkubwa wa kupenya wa antineutrinos. Lakini ikiwa kuna antineutrino nyingi, basi tunaweza kutumaini kuzigundua.

Katika korongo la Baksan huko Caucasus, handaki ya kilomita mbili ilitengenezwa kwenye mwamba wa monolithic na maabara ya kisayansi ilijengwa, iliyolindwa kutokana na miale ya cosmic na mwamba wa kilomita kadhaa nene. Maabara huhifadhi vifaa vya kurekodi neutrino za jua na neutrino kutoka angani.

Kituo cha Neutrino cha Baksan

VIFUNGO VYA KATI - WABEBAJI WA MWINGILIANO DHAIFU

Kuoza kwa neutroni ndani ya protoni, elektroni na antineutrino haiwezi kusababishwa na nguvu za nyuklia, kwani elektroni haipati mwingiliano mkali na kwa hiyo haiwezi kuundwa kwa sababu yao. Kuzaliwa kwa elektroni kunawezekana chini ya ushawishi wa nguvu za umeme.

Lakini pia kuna antineutrino, ambayo haina malipo ya umeme na haishiriki katika mwingiliano wa umeme.

Hali hiyo hiyo hutokea wakati wa kuoza π -mesons na chembe nyingine na utoaji wa neutrinos au antineutrinos.

Kwa hivyo, lazima kuwe na mwingiliano mwingine unaohusika na kuoza kwa neutroni (na chembe zingine nyingi). Hii ni kweli.

Kuna aina ya nne ya nguvu katika asili - mwingiliano dhaifu. Ni nguvu hizi ambazo ni wahusika wakuu katika mkasa wa kifo cha chembe.

Dhaifu maingiliano haya yanaitwa kwa sababu ni dhaifu kweli: kuhusu 10 14 mara dhaifu kuliko zile za nyuklia!

Wanaweza daima kupuuza ambapo mwingiliano wenye nguvu au sumakuumeme hutokea.

Lakini kuna taratibu nyingi ambazo zinaweza kuitwa tu mwingiliano dhaifu .

Kutokana na thamani yake ndogo, mwingiliano dhaifu hauathiri sana harakati za chembe. Haziziharakishe au kuzipunguza.

Mwingiliano hafifu hauwezi kushikilia chembe zozote karibu na nyingine ili kuunda hali fungamani.

Walakini, hizi ni nguvu kwa maana sawa na zile za sumaku-umeme na za nyuklia.

Jambo kuu katika mwingiliano wowote ni kuzaliwa na uharibifu wa chembe. Yaani, kazi hizi (hasa mwisho) mwingiliano dhaifu Wanafanya polepole, lakini kidini kabisa.

Mwingiliano dhaifu sio kawaida kabisa.

Badala yake, wao ni wa kupindukia UNIVERSAL. Chembe zote hushiriki ndani yao. Chembe zote zina malipo, au kwa usahihi, mara kwa mara ya mwingiliano dhaifu.

Lakini tu kwa chembe zinazoshiriki katika mwingiliano mwingine, uwezo wa mwingiliano dhaifu sio muhimu.

Pekee neutrino bila mwingiliano, isipokuwa wanyonge, hawana uwezo (isipokuwa wale walio dhaifu zaidi - wenye mvuto).

Jukumu la mwingiliano dhaifu katika mageuzi ya Ulimwengu sio ndogo hata kidogo. Ikiwa mwingiliano dhaifu ulizimwa, Jua na nyota zingine zingetoka.

"Haraka" na "polepole" ni bora kuliko "nguvu" na "dhaifu"

Mwingiliano dhaifu ni dhaifu hata kidogo kwa maana kwamba hawawezi kufanya chochote bora katika ulimwengu mdogo. Wanaweza kupiga simu kamba chembe yoyote iliyo na misa ya kupumzika, ikiwa tu hii inaruhusiwa na sheria za uhifadhi.

Hata hivyo, lini nishati ya juu chembe zinazogongana kwa mpangilio wa volti bilioni mia moja za mwingiliano dhaifu acha kuwa dhaifu ikilinganishwa na zile za sumakuumeme.

Kuzingatia hali ya mwisho ni muhimu sana. La sivyo, neutroni kwenye viini zingekuwa dhabiti na kusingekuwa na chochote asilia isipokuwa hidrojeni.

Wakati wa tabia dhaifu mwingiliano

10 -10 na dhidi ya 10 -21 C kwa sumakuumeme .

Vitendo mwingiliano dhaifu kuonekana mara chache sana. Kwa maana hii, wana uwezekano mkubwa zaidi polepole, kuliko dhaifu, na hufanana na mtu anayeinua uzito ambaye anaweza kuinua barbell kubwa, lakini tu sana, polepole sana.

Mwingiliano wenye nguvu (nyuklia).- haya ni mwingiliano wa haraka zaidi, na mabadiliko ya chembe za msingi zinazosababishwa nao hutokea mara nyingi sana.

Mwingiliano wa sumakuumeme kazi polepole kuliko nguvu, lakini bado kwa kasi isiyopimika kuliko dhaifu.

Jinsi mwingiliano dhaifu hufanya kazi

Kwa muda mrefu iliaminika kuwa mwingiliano dhaifu hutokea kati chembe nne kwa hatua moja.

Katika kesi ya kuoza kwa nyutroni, hizi ni neutroni yenyewe, protoni, elektroni na antineutrino.

Nadharia inayolingana ya quantum ya mwingiliano dhaifu ilijengwa na E. Fermi, R. Feynman na wanasayansi wengine.

Ukweli, kwa kuzingatia mazingatio ya jumla juu ya umoja wa nguvu za asili, ilipendekezwa kuwa mwingiliano dhaifu, kama wengine wote, unapaswa kufanywa kupitia aina fulani ya uwanja "dhaifu". Ipasavyo, lazima kuwe na quanta ya uwanja huu - chembe - wabebaji wa mwingiliano.

Lakini hapakuwa na ushahidi wa majaribio wa hili .

Hatua mpya na muhimu katika maendeleo ya nadharia ya mwingiliano dhaifu ilifanywa katika miaka ya 60. Wanafizikia wa Marekani S. Weinberg, S. Glashow na mwanasayansi wa Pakistani A. Salam, aliyefanya kazi Trieste.

Wanaweka mbele ujasiri nadharia juu ya umoja wa mwingiliano dhaifu na wa sumakuumeme .

Dhana ya Weinberg, Glashow na Salam ilitokana na dhana iliyofanywa hapo awali kwamba mwingiliano dhaifu unafanywa na kubadilishana chembe zinazoitwa kati au vekta vifuani, aina tatu: W + ,W – na Z 0 .

Chembe mbili za kwanza hubeba malipo sawa na ya msingi, na ya tatu haina upande wowote.

Kiini cha nadharia mpya ni kama ifuatavyo: asili ya mwingiliano dhaifu na wa sumakuumeme ni sawa kwa maana kwamba katika kiwango cha ndani kabisa nguvu zao za kweli ni sawa na mifupa ya kati huingiliana na chembe zote kwa umbali mfupi kwa njia sawa na. fotoni zenye chembe chaji.

Ipasavyo, kwa umbali mfupi sana, mwingiliano dhaifu unapaswa kujidhihirisha kwa nguvu sawa na zile za sumakuumeme.

Kwa nini basi maingiliano haya bado yanaendana na jina lao?

Radi ya mwingiliano dhaifu ni ndogo sana kuliko ile ya mwingiliano wa sumakuumeme. Kwa sababu ya hii, zinaonekana dhaifu kuliko zile za sumakuumeme.

Kwa nini michakato wanayosababisha inaendelea polepole zaidi kuliko michakato ya sumakuumeme?

Slaidi 1

Chembe za msingi

Taasisi ya elimu isiyo ya kawaida ya bajeti ya manispaa "Gymnasium No. 1 iliyopewa jina la G. Kh. Tasirov wa jiji la Belovo"

Uwasilishaji wa somo la fizikia katika daraja la 11 (kiwango cha wasifu)

Ilikamilishwa na: Popova I.A., mwalimu wa fizikia

Belovo, 2012

Slaidi 2

Utangulizi wa fizikia ya chembe za msingi na utaratibu wa maarifa juu ya mada. Ukuzaji wa fikra dhahania, kiikolojia na kisayansi ya wanafunzi kulingana na maoni juu ya chembe za msingi na mwingiliano wao

Slaidi ya 3

Je, ni vipengele vingapi kwenye jedwali la upimaji?

92 tu. Jinsi gani? Je, kuna zaidi? Kweli, lakini wengine wote hupatikana kwa bandia; Kwa hivyo - atomi 92. Masi inaweza pia kufanywa kutoka kwao, i.e. vitu! Lakini ukweli kwamba vitu vyote vinajumuisha atomi ilisemwa na Democritus (400 BC). Alikuwa msafiri mkubwa, na msemo wake alioupenda zaidi ulikuwa:

"Hakuna kitu isipokuwa atomi na nafasi safi, kila kitu kingine ni mtazamo"

Slaidi ya 4

Antiparticle - chembe ambayo ina misa sawa na inazunguka, lakini maadili tofauti ya malipo ya aina zote;

Muda wa fizikia ya chembe

Kila chembe ya msingi ina antiparticle yake

Slaidi ya 5

Chembe hizi zote hazikuwa imara, i.e. kuoza na kuwa chembe chembe na wingi wa chini, hatimaye kuwa protoni imara, elektroni, fotoni na neutrinos (na antiparticles zao).

Wanafizikia wa kinadharia walikabili kazi ngumu zaidi ya kuagiza "zoo" nzima ya chembe iliyogunduliwa na kujaribu kupunguza idadi ya chembe za kimsingi, ikithibitisha kwamba chembe zingine zinajumuisha chembe za kimsingi.

Slaidi 6

Slaidi 7

Jinsi ya kugundua chembe ya msingi?

Kawaida, athari (trajectories au tracks) zilizoachwa na chembe husomwa na kuchambuliwa kwa kutumia picha.

Slaidi ya 8

Uainishaji wa chembe za msingi

Chembe zote zimegawanywa katika madarasa mawili: Fermions, ambayo hufanya juu ya jambo; Bosons ambayo mwingiliano hutokea.

Slaidi 9

Fermions imegawanywa katika leptoni na quarks.

Quarks hushiriki katika mwingiliano mkali, na vile vile dhaifu na sumakuumeme.

Slaidi ya 10

Gell-Mann na Georg Zweig walipendekeza kielelezo cha quark mwaka wa 1964. Kanuni ya Pauli: katika mfumo mmoja wa chembe zilizounganishwa hakuna kamwe kuwepo angalau chembe mbili zenye vigezo vinavyofanana ikiwa chembe hizi zina msokoto wa nusu-jumla.

M. Gell-Mann katika mkutano wa 2007

Slaidi ya 11

spin ni nini?

Spin inaonyesha kwamba kuna nafasi ya hali ambayo haina uhusiano wowote na harakati ya chembe katika nafasi ya kawaida; Spin (kutoka Kiingereza hadi spin - to spin) mara nyingi hulinganishwa na kasi ya angular ya "top inayozunguka kwa kasi" - hii si kweli! Spin ni tabia ya quantum ya ndani ya chembe ambayo haina analog katika mechanics ya classical;

Spin (kutoka kwa Kiingereza spin - twirl, rotation) ni kasi ya asili ya angular ya chembe za msingi, ambayo ina asili ya quantum na haihusiani na harakati ya chembe kwa ujumla.

Slaidi ya 12

Slaidi ya 13

Slaidi ya 14

Aina nne za mwingiliano wa kimwili

mvuto, sumakuumeme, dhaifu, nguvu.

Mwingiliano dhaifu - hubadilisha asili ya ndani ya chembe. Uingiliano wenye nguvu huamua athari mbalimbali za nyuklia, pamoja na kuibuka kwa nguvu zinazofunga neutroni na protoni katika nuclei.

Utaratibu wa mwingiliano ni sawa: kutokana na kubadilishana kwa chembe nyingine - flygbolag za mwingiliano.

Slaidi ya 15

Mwingiliano wa sumakuumeme: carrier - photon. Mwingiliano wa mvuto: flygbolag - mvuto shamba quanta - gravitons. Mwingiliano dhaifu: flygbolag - bosons vector. Wabebaji wa mwingiliano mkali: gluons (kutoka kwa neno la Kiingereza gundi), na misa ya kupumzika sawa na sifuri.

Picha zote mbili na gravitons hazina misa (misa ya kupumzika) na daima husonga kwa kasi ya mwanga.

Tofauti kubwa kati ya wabebaji dhaifu wa mwingiliano na fotoni na gravitons ni ukubwa wao.

Slaidi ya 16

Tabia za quarks

Quark supermultiplets (triad na antitriad )

Slaidi ya 17

Quarks wana mali inayoitwa color charge. Kuna aina tatu za malipo ya rangi, kawaida huteuliwa kama bluu, kijani na nyekundu. Kila rangi ina nyongeza kwa namna ya rangi yake ya kupambana na rangi - kupambana na bluu, kupambana na kijani na kupambana na nyekundu. Tofauti na quarks, antiquarks hazina rangi, lakini anticolor, yaani, malipo ya rangi kinyume.

Mali ya quarks: rangi

Slaidi ya 18

Quarks wana aina mbili kuu za misa ambayo haiwiani kwa ukubwa: misa ya sasa ya quark, inayokadiriwa katika michakato yenye uhamishaji mkubwa wa kasi ya 4, na misa ya muundo (block, molekuli ya eneo); pia inajumuisha wingi wa uwanja wa gluon karibu na quark na inakadiriwa kutoka kwa wingi wa hadrons na muundo wao wa quark.

Mali ya quarks: molekuli

Slaidi ya 19

Kila ladha (aina) ya quark ina sifa ya nambari za quantum kama isospin Iz, ajabu S, charm C, charm (chini, uzuri) B′, ukweli (topness) T.

Mali ya quarks: ladha

Slaidi ya 20

Slaidi ya 23

Slaidi ya 24

Slaidi ya 25

Slaidi ya 26

Slaidi ya 27

Ni michakato gani ya nyuklia huzalisha neutrinos?

A. Wakati wa α - kuoza. B. Wakati wa β - kuoza. B. Wakati γ - quanta hutolewa. D. Wakati wa mabadiliko yoyote ya nyuklia

Slaidi ya 28

Slaidi ya 29

Protoni inaundwa na ...

A.. . .neutroni, positroni na neutrino. B. . . .masoni. KATIKA. . .quarks. D. Protoni haina sehemu kuu.

Slaidi ya 30

Neutron inaundwa na...

A.. . .protoni, elektroni na neutrino. B. . . .masoni. KATIKA. . . quarks. D. Neutroni haina sehemu kuu.

2. Kutoka kwa mtazamo wa mwingiliano, chembe zote zimegawanywa katika aina tatu: A. Mesons, photons na leptoni. B. Fotoni, leptoni na barioni. B. Fotoni, leptoni na hadroni.

3. Ni nini sababu kuu ya kuwepo kwa chembe za msingi? A. Mabadiliko ya pande zote. B. Utulivu. B. Mwingiliano wa chembe zenyewe.

4. Ni mwingiliano gani huamua uimara wa viini katika atomi? A. Mvuto. B. Usumakuumeme. B. Nyuklia. D. Dhaifu.

Slaidi ya 34

6. Ukweli wa mabadiliko ya mata kuwa uga wa sumakuumeme: A. Imethibitishwa na tajriba ya maangamizi ya elektroni na positroni. B. Imethibitishwa na jaribio la maangamizi ya elektroni na protoni.

7. Mwitikio wa mabadiliko ya jambo katika uwanja: A. e + 2γ→e+ B. e + 2γ→e- C. e+ +e- =2γ.

8. Ni mwingiliano gani unaowajibika kwa ubadilishaji wa chembe za msingi kuwa kila mmoja? A. Mwingiliano wenye nguvu. B. Mvuto. B. Mwingiliano dhaifu D. Nguvu, dhaifu, sumakuumeme.

Majibu: B; KATIKA; A; KATIKA; B; A; KATIKA; G.

5. Je, kuna chembe zisizobadilika katika asili? A. Kuna. B. Hazipo.

Slaidi ya 35

Fasihi

Mfumo wa mara kwa mara wa chembe za msingi / http://www.organizmica.ru/archive/508/pic-011.gif; Ishkhanov B.S. , Kabin E.I. Fizikia ya viini na chembe, karne ya XX / http://nuclphys.sinp.msu.ru/introduction/index.html jedwali la chembe za msingi / http://lib.kemtipp.ru/lib/27/48.htm Chembe na antiparticles / http://www.pppa.ru/additional/02phy/07/phy23.php Chembe za msingi. kitabu cha kumbukumbu > encyclopedia ya kemikali / http://www.chemport.ru/chemical_encyclopedia_article_4519.html Fizikia ya chembe za msingi / http://www.leforio.narod.ru/particles_physics.htm Quark / http://www.wikiznanie.ru /ru -wz/index.php/%D0%9A%D0%B2%D0%B0%D1%80%D0%BA Fizikia ya kiini na chembe za msingi. Maarifa ni nguvu. / http://znaniya-sila.narod.ru/physics/physics_atom_04.htm Quark. Nyenzo kutoka Wikipedia - ensaiklopidia ya bure / http://ru.wikipedia.org/wiki/%CA%E2%E0%F0%EA 2. Kuhusu quarks. / http://www.milogiya.narod.ru/kvarki1.htm Maelewano ya upinde wa mvua / http://www.milogiya2008.ru/uzakon5.htm

Slaidi 1

Chembe za msingi

Slaidi 2

Utangulizi
Chembe za msingi katika maana sahihi ya neno hili ni chembe za msingi, zisizoweza kuharibika, ambazo, kwa kudhaniwa, vitu vyote vinajumuisha. Wazo la "Chembe za Msingi" katika fizikia ya kisasa linaonyesha wazo la vyombo vya kwanza ambavyo huamua mali yote inayojulikana ya ulimwengu wa nyenzo, wazo ambalo liliibuka katika hatua za mwanzo za malezi ya sayansi asilia na limekuwa na jukumu muhimu kila wakati. maendeleo yake.
Kuwepo kwa chembe za msingi ni aina ya postulate, na kupima uhalali wake ni moja ya kazi muhimu zaidi ya fizikia.

Slaidi ya 3

Maelezo mafupi ya kihistoria
Ugunduzi wa chembe za msingi ulikuwa matokeo ya asili ya mafanikio ya jumla katika utafiti wa muundo wa jambo uliopatikana na fizikia mwishoni mwa karne ya 19. Iliandaliwa na tafiti za kina za mwonekano wa macho wa atomi, uchunguzi wa matukio ya umeme katika vimiminika na gesi, ugunduzi wa umeme wa picha, mionzi ya X, na mionzi ya asili, ambayo ilionyesha kuwepo kwa muundo tata wa jambo.
Ugunduzi: Electron ndiye mbebaji wa chaji hasi ya msingi ya umeme katika atomi, 1897. Thomson. Protoni ni chembe chembe zenye chaji chanya na uzito, 1919. Rutherford Neutron - misa karibu na wingi wa protoni, lakini haina malipo, 1932. Chadwick Photon - 1900 Ilianza nadharia ya Planck Neutrino - chembe ambayo karibu haiingiliani na maada, 1930 Pauli

Slaidi ya 4

Kuanzia miaka ya 30 hadi 50 ya mapema. Utafiti wa chembe za elektroni ulihusiana kwa karibu na utafiti wa miale ya cosmic. Mnamo 1932, K. Anderson aligundua positron (e +) katika mionzi ya cosmic - chembe yenye wingi wa elektroni, lakini kwa malipo mazuri ya umeme. Positron ilikuwa antiparticle ya kwanza iliyogunduliwa. Mnamo mwaka wa 1936, wanafizikia wa Marekani K. Anderson na S. Neddermeyer waligundua, wakati wa kusoma mionzi ya cosmic, muons (ishara zote mbili za malipo ya umeme) - chembe na wingi wa takriban 200 molekuli elektroni, lakini vinginevyo kushangaza karibu katika mali kwa e-, e +. Marehemu 40s - mapema 50s. ziliwekwa alama na ugunduzi wa kundi kubwa la chembe na mali isiyo ya kawaida, inayoitwa "ajabu".

Slaidi ya 5

Tabia za msingi za chembe za msingi. Madarasa ya mwingiliano
Chembe zote za elektroni ni vitu vya wingi na saizi ndogo sana. Wengi wao wana wingi kwa utaratibu wa molekuli ya protoni, sawa na 1.6 × 10-24 g (tu ya elektroni ni ndogo sana: 9 × 10-28 g). Ukubwa ulioamuliwa kwa majaribio wa protoni, neutroni, na p-meson ni sawa kwa mpangilio wa ukubwa hadi sm 10-13 Ukubwa wa elektroni na muon haukuweza kujulikana tu kuwa ni chini ya 10-15 Sem Urefu wa urefu wa tabia ambao unapaswa kuhusishwa na chembe za elektroni katika nadharia ya quantum ni ya mpangilio wa ukubwa karibu na vipimo vya kawaida ambavyo mwingiliano wao hutokea (kwa mfano, kwa p meson 1.4 × 10-13 cm). Hii inaongoza kwa ukweli kwamba sheria za quantum ni maamuzi kwa chembe za elektroni.

Slaidi 6

Mali muhimu zaidi ya quantum ya chembe zote za elektroni ni uwezo wao wa kuundwa na kuharibiwa (kutolewa na kufyonzwa) wakati wa kuingiliana na chembe nyingine. Katika suala hili, zinafanana kabisa na fotoni
Wao huamua muunganisho wa protoni na neutroni kwenye viini vya atomi na kutoa nguvu ya kipekee ya maumbo haya, ambayo huweka uthabiti wa jambo chini ya hali ya dunia.
Mwingiliano wa sumakuumeme, haswa, huwajibika kwa uunganisho wa elektroni za atomiki na viini na uunganisho wa atomi kwenye molekuli.
Mwingiliano dhaifu husababisha michakato inayotokea polepole sana na elektroni na pia husababisha kuoza polepole.

Slaidi 7

inayojulikana hasa na ukweli kwamba wana mwingiliano mkali, pamoja na sumakuumeme na dhaifu
kushiriki tu katika mwingiliano wa sumakuumeme na dhaifu

Slaidi ya 8

Slaidi 9

Slaidi ya 10

Baadhi ya Matatizo ya Jumla ya Nadharia ya Chembe
Haijulikani idadi ya jumla ya leptoni, quark na chembe mbalimbali za vekta ni nini na ikiwa kuna kanuni za kimwili zinazoamua nambari hii. Sababu za mgawanyiko wa chembe na spin 1/2 katika vikundi 2 tofauti haijulikani: leptoni na quarks Asili ya nambari za ndani za leptoni na quarks (L, B, 1, Y, Ch) na sifa kama hizo za quarks. na gluons kama "rangi" hazieleweki uhuru unahusiana na nambari za ndani za quantum. Ni nini sababu ya uwepo wa aina tofauti za mwingiliano na sifa tofauti za ulinganifu katika E. ch.

Slaidi ya 11

Hitimisho
Kwa hivyo, mwelekeo unaojitokeza kuelekea kuzingatia kwa wakati mmoja wa madarasa mbalimbali ya mwingiliano wa chembe za elektroni unapaswa uwezekano mkubwa kukamilishwa kimantiki kwa kujumuisha mwingiliano wa mvuto katika mpango wa jumla. Ni kwa misingi ya kuzingatia wakati huo huo wa aina zote za mwingiliano kwamba kuna uwezekano mkubwa wa kutarajia kuundwa kwa nadharia ya baadaye ya chembe za elektroni.

Ufafanuzi: Chembe za msingi
piga kundi kubwa
chembe ndogo zaidi za maada, sivyo
kuwa atomi au atomiki
msingi.
Chembe za msingi:
elektroni
protoni
neutrino
neutroni
muons
mesons
chembe za ajabu
resonances
"mrembo"
chembe
fotoni
chembe "iliyorogwa".

Uteuzi, wingi, malipo

Chembe
Elektroni
Alama
0 e
-1
Uzito, kilo
Malipo, Cl
9*10-31
-1,6*10-19
Protoni
1 uk
1
1,673*10-27
+1,6*10-19
Neutroni
1n
0
1,675*10-27
0
Pichani
γ
0
0

Idadi kubwa ya msingi
chembe haipatikani katika asili, kwa sababu
haziko imara, zinapokelewa ndani
maabara. Njia kuu ya
kupata mgongano haraka
chembe chembe thabiti zinaendelea
ambayo ni sehemu gani ya nishati ya kinetic
chembe zinazohamia hugeuka
nishati ya chembe zinazosababisha
Michakato yote ya ubadilishaji wa chembe
kutii sheria za uhifadhi (nishati,
msukumo, malipo na idadi ya viwango vingine,
maalum kwa chembe za msingi).

Ugeuzaji
chembe za msingi - moja ya
mali muhimu zaidi.
Fizikia ya kisasa
chembe za msingi
pia inaitwa
FIZIA YA JUU
NISHATI.

Wanafizikia wa Marekani M. Gell-Mann na
G. Zweig alipendekeza hypothesis, kulingana na
ambayo protoni inajumuisha tatu
malipo: -e/3, +2e/3, +2e/3. Chembe na
malipo ya sehemu yaliitwa quarks.
Neutroni, kulingana na nadharia hii,
pia lina quarks tatu,
kuwa na malipo: -e/3, -e/3, +2e/3. Kwa hiyo,
chembe za msingi sio
miundo isiyo na muundo.
Kulingana na mawazo ya kisasa
wanafizikia, protoni, neutroni na wengine
Chembe hizo huundwa kutoka kwa quarks, ambazo ni
kuwa na sehemu ya umeme
mashtaka.

Antiparticles

Chembe zilizo na misa sawa na wingi wa elektroni, lakini
kuwa na chaji chanya. Aliitwa jina
positron (0e1).
Utafiti umeonyesha kuwa positron inaweza
kuonekana kama matokeo ya mwingiliano wa γ-quantum na
kiini kizito, na kila wakati pamoja na elektroni:
γ + X → X + 0е-1 + 0е1
Kwa hivyo, kuzaliwa kwa elektroni-positron
jozi inawakilisha mabadiliko ya moja
chembe - photon (γ-quantum) katika chembe nyingine mbili -
elektroni na positron.

Jozi ya elektroni-positron inaweza kuzalishwa
tu photon ambayo nishati sio chini
jumla ya nguvu za kupumzika za elektroni na positron:
hν ≥ 2mc2
Kwa kuwa nishati iliyobaki ya elektroni ni
takriban 0.5 MeV, basi nishati ya chini
photon ni 1 MeV, na urefu wake wa juu wa wimbi ni:
λmax = hс/2moc2=10-12 m=10-3 nm.
Katika utupu, positron, kama elektroni, ni thabiti,
chembe imara. Lakini wakati wa kukutana na kila mmoja
rafiki, elektroni na positron ANNIHILATE,
inazalisha fotoni za nishati nyingi: 0е-1+0е1→2γ
Wakati wa maangamizi ya jambo na antimatter
nishati kubwa hutolewa -
pumzika nishati.

Baadaye walifungua
ANTI-PARTICLES ya chembe nyingine za msingi.
Kawaida antiparticle inaonyeshwa na herufi moja,
kama chembe, lakini yenye mawimbi imewekwa juu yake
sifa. Kwa mfano, protoni inaashiria
barua p, na antiprotoni - uk.

Maingiliano ya Msingi
Nguvu
mwingiliano
Usumakuumeme
mwingiliano
Mvuto
mwingiliano
Dhaifu
mwingiliano

Kuingiliana kwa nguvu ni tabia ya nzito
chembe chembe. Ni hii ambayo huamua uunganisho wa protoni, na
neutroni katika viini vya atomi.
Katika mwingiliano wa sumakuumeme
chembe za umeme na fotoni zinahusika.
Kutokana na mwingiliano wa sumakuumeme kuna
uhusiano wa elektroni na nuclei katika atomi na uhusiano wa atomi ndani
molekuli. Mwingiliano wa sumakuumeme
huamua mali nyingi za macroscopic
vitu.
Mwingiliano dhaifu ni wa kawaida kwa kila mtu
chembe nyingine zaidi ya fotoni. Wake maarufu zaidi
udhihirisho - kuoza kwa beta ya nyutroni na viini vya atomiki.
Mwingiliano wa mvuto ni wa asili katika kila kitu
miili ya Ulimwengu; inajidhihirisha kwa namna ya nguvu za ulimwengu wote
mvuto. Nguvu hizi zinahakikisha uwepo wa nyota,
mifumo ya sayari, nk. Katika mvuto wa microcosm
mwingiliano ni dhaifu sana kutokana na ukweli kwamba
wingi wa chembe za msingi ni ndogo mno.

Aina
mwingiliano
Nguvu
Radius
vitendo, m
Nguvu,
Vekta
vitengo vya jamaa mwingiliano
10-15
1
Gluons
∞
10-2
Picha
10-18
10-10
Kati
mpya
vifuani
∞
10-38
Gravitons
Usumakuumeme
Dhaifu
Mvuto

Chembe za msingi
Leptoni
Hadroni
Hadroni (kutoka kwa Kigiriki - adros kubwa,
nguvu.) - protoni, neutroni na
chembe nyingine hushiriki katika yote
mwingiliano nne.
Leptons (kutoka Kigiriki - leptos -
nyepesi, ndogo zaidi) - elektroni,
muons na chembe nyingine katika aina tatu
mwingiliano, isipokuwa
nguvu.

?
Wapo kweli
chembe za msingi - msingi,
chembe zaidi zisizoweza kuharibika, kutoka
ambazo zinatakiwa kujumuisha
jambo?
Kweli
msingi
chembe
Leptoni
Vekta
mwingiliano
Quarks

Historia ya ugunduzi wa chembe za msingi

Chembe ya kwanza ya msingi -
elektroni - iligunduliwa na Kiingereza
mwanafizikia J. Thomson mwaka 1897
Mwanafizikia wa Kiingereza E. Rutherford mwaka wa 1919
Imepatikana kati ya chembe zilizotolewa
viini vya atomiki, protoni. Chembe nyingine
sehemu ya kiini, neutroni -
ilifunguliwa mnamo 1932 na Kiingereza
mwanafizikia J. Chadwick.

Mwanafizikia wa Uswizi W. Pauli mwaka 1930 Kwa mara ya kwanza
alipendekeza kuwa kuna msingi maalum
chembe - neutrino (Kupungua kwa neutroni),
bila malipo na (ikiwezekana) wingi.
Kipengele tofauti cha neutrinos ni kubwa sana
uwezo wa kupenya, ambayo inafanya kuwa ngumu
kugundua. Mnamo 1934, E. Fermi, kulingana na
neutrino hypothesis, kujengwa nadharia ya β - kuoza.
Neutrinos ziligunduliwa kwa majaribio mnamo 1953.
Wanafizikia wa Marekani F. Reines na K. Cowan.
Positroni, antiparticle ya kwanza, iligunduliwa
K. Andersen mwaka wa 1932
Katika 1936, K. Anderson na S. Neddermayer (USA) chini ya
Utafiti wa miale ya cosmic uligunduliwa
muons kuwa na chaji ya umeme (zote mbili
ishara) - chembe zilizo na misa sawa na takriban 200
misa ya elektroni, lakini vinginevyo - funga ndani
mali ya elektroni (na positron).

Mnamo 1947, kikundi cha wanafizikia wa Kiingereza chini ya
Uongozi wa S. Powell katika mionzi ya cosmic
mesoni iligunduliwa (Kutoka kwa Kigiriki Meson - wastani,
kati.).
Katika miaka ya 1960 idadi kubwa ya chembe ziligunduliwa
isiyo imara sana, yenye kidogo sana
maisha (kuhusu 10-24 - 10-23s). Chembe hizi
inayoitwa resonances, make up
chembe nyingi za msingi.
Mnamo 1976-1977 katika majaribio ya maangamizi ya elektroni
na positron, chembe "zilizovutia" ziligunduliwa.
Uwepo wao ulitabiriwa na quark
hypothesis ya muundo wa chembe za msingi.
Mnamo 1983, wapatanishi waligunduliwa kwanza
bosons ni kundi la chembe nzito ambazo ni
wabebaji wa mwingiliano dhaifu. Ufunguzi
chembe mpya za msingi zinaendelea
siku ya sasa.

HITIMISHO:

"Na ni muujiza kwamba licha ya
utata wa ajabu
dunia tunaweza kugundua
katika mwonekano wake kuna baadhi
muundo."
E. Schrödinger

Wasilisho
imekamilika:
Gladchenko Maria na
Gladchenko Maxim.

Slaidi 2


Jaribio la 1. Ni mifumo gani ya kimwili inayoundwa kutoka kwa chembe za msingi kama matokeo ya mwingiliano wa sumakuumeme? A. Elektroni, protoni. B. Viini vya atomiki. B. Atomi, molekuli za maada na antiparticles. 2. Kutoka kwa mtazamo wa mwingiliano, chembe zote zimegawanywa katika aina tatu: A. Mesons, photons na leptoni. B. Fotoni, leptoni na barioni. B. Fotoni, leptoni na hadroni. 3. Ni nini sababu kuu ya kuwepo kwa chembe za msingi? A. Mabadiliko ya pande zote. B. Utulivu. B. Mwingiliano wa chembe zenyewe. 4. Ni mwingiliano gani huamua uimara wa viini katika atomi? A. Mvuto. B. Usumakuumeme. B. Nyuklia. D. Dhaifu.

Slaidi ya 3


6. Ukweli wa mabadiliko ya mata kuwa uga wa sumakuumeme: A. Imethibitishwa na tajriba ya maangamizi ya elektroni na positroni. B. Imethibitishwa na jaribio la kuangamiza elektroni na protoni. 7. Mwitikio wa mabadiliko ya mata kuwa uwanja: A. e + 2γ→e+B. e + 2γ→e- B.e+ +e- =2γ. 8. Ni mwingiliano gani unaowajibika kwa ubadilishaji wa chembe za msingi kuwa kila mmoja? A. Mwingiliano wenye nguvu. B. Mvuto. B. Mwingiliano dhaifu D. Nguvu, dhaifu, sumakuumeme. Majibu: B; KATIKA; A; KATIKA; B; A; KATIKA; D. 5. Je, kuna chembe zisizobadilika katika asili? A. Kuna. B. Hazipo.

Slaidi ya 4


1964 Gell-Mann na Zweig - hypothesis juu ya kuwepo kwa quarks. Quarks lilikuwa jina lililopewa "chembe halisi za kimsingi" zinazounda mesoni zote, baryons na resonances. Ili kuunda chembe kama hizo, quarks ilibidi ziwe na malipo +2\3 na -1\3. Hatukujua chembe kama hizo!! n +2\3 -1\3 -1\3 u d P +2\3 +2\3 -1\3 u d u Quarks:u, d, s ,c, b, t. Idadi sawa ya antiquarks Kulingana na kanuni ya Pauli: katika mfumo mmoja wa chembe zilizounganishwa hakuna kamwe kuwepo angalau chembe mbili na vigezo vinavyofanana ikiwa chembe hizi zina mzunguko wa nusu-jumla.

Slaidi ya 5


Omega - minus - hyperon ina quarks tatu zinazofanana. Ukiukaji wa kanuni?? quarks zinafanana?? Haziwezi kufanana, kwa hiyo zinatofautiana katika baadhi ya mali zisizojulikana. Sifa hizi mpya ni gharama za rangi. Kuna aina tatu (rangi) za malipo kwenye quarks. Nyekundu, bluu, njano. Antiquarks zina: anti-nyekundu, anti-bluu, malipo ya kupambana na njano. Quark zilizo na chaji sawa za umeme zina malipo ya rangi tofauti na kuna nguvu ya kuvutia kati yao kwa sababu ya mwingiliano wa rangi. Nadharia inayoelezea mwingiliano wa rangi ni chromodynamics.

Slaidi 6


Hakuna QUARKS za bure katika asili! Nguvu za mwingiliano wa rangi huongezeka kwa umbali unaoongezeka kutoka kwa quark. Wakati dhamana kati ya quarks imevunjwa, jozi ya "quark-antiquark" huzaliwa na GLUONS Mchanganyiko wa rangi tatu na anticolors tatu hutoa gluons nane tofauti. Inaaminika leo kuwa katika maumbile kuna quark 36, gluons 8, leptoni 12 na fotoni, jumla ya chembe 57 za "msingi" zaidi.

Slaidi 7


Utafutaji wa kanuni rahisi zaidi ya msingi wa jambo tena ulisababisha ugunduzi wa hatua mpya ya ubora katika ujuzi wa asili. "Elektroni haiwezi kuisha kama atomi, asili haina mwisho ..." V.I. Lenin D/Z § 87

Tazama slaidi zote