Ең маңызды квантовое қасиеті барлық элементар бөлшектер. – олардың қабілеті рождаться және жойылуы (испускаться және жұтып) өзара іс-қимыл кезінде басқа да бөлшектер.

Сипаттамалары элементар бөлшектер.

Әрбір элементар қатар ерекшелігіне оған тән іс-қимылдар жиынтығымен сипатталады дискретті мәндердің белгілі бір физикалық шамалардың немесе өздерінің сипаттамалары бар егжей-Тегжейлі ақпарат қызыл уылдырық кеты в спб, біздің сайтта.

Ортақ сипаттамалары бар барлық элементар бөлшектер болып табылады, салмағы (m), өмір сүру уақыты (t), спин (J) және электр заряды (Q). Жоқ жеткілікті түсіну үшін, мүгедектігі бойынша бөлінген масса элементар бөлшектер бар ма, олар үшін қандай да бір өлшем бірлігі.

Массасы, негізгі физикалық сипаттамалары материяның айқындайтын, оның инертті және гравитациялық қасиеттері.

Барлық элементар объектілері болып табылады және тек шағын массасы мен мөлшерін. Көпшілігінде олардың массасын бар тәртібі шамасын массасы протонның тең 1,6×10-24 г (едәуір аз ғана салмағы электрона: 9×10-28 г). Белгілі бір тәжірибесі мөлшері протонның, нейтронның, p-экзотикалық рет бойынша шамасын тең 10-13 см электрона және мюона анықтау мүмкін болмады, белгілісі-олар аз 10-15 см.

Уақытқа қарай өмір элементар бөлінеді тұрақты, квазистабильные және тұрақсыз (резонансы).

Тұрақты дәлдігі шегінде, қазіргі заманғы өлшеу болып табылады электрон (t > 5×1021), протон (t > 2×1030), фотон және нейтрино.

– Квазистабильным жатқызады бөлшектер, ыдыраған есебінен электромагниттік және әлсіз өзара. Олардың заманында өмір > 10-20 сек (еркін нейтронның тіпті ~ 1000 сек). Резонансами деп аталады элементар бөлшектер, ыдыраған есебінен күшті өзара. Олардың тән заманда өмір 10-23-10-24 сек. Кейбір жағдайларда ыдырауы ауыр резонансов (салмағы 3 3 Гэв) есебінен күшті өзара көрсетіледі подавленным және өмір сүру уақыты ұлғаяды мәндерге дейін – ~10-20 сек.

Спин (ағыл. spin, әріптер. — айналдыру), өзіндік кезде қозғалыс санының микробөлшектер бар квантовую, табиғатқа қозғалысымен байланысты бөлшектер ретінде бүтін; бірліктермен өлшенеді Планк тұрақты белгісі пайда болуы мүмкін аралық (0, 1, 2, .) немесе полуцелым (1/2, 3/2, .).

Спин p – және К-мезонов тең 0, протонның, нейтронның және электрона J= 1/2, фотон J = 1

Барионный заряд (барионное саны) (B), бір ішкі сипаттамаларын барионов. Барлық барионов B = +1, ал олардың античастиц B = -1 (қалған элементар бөлшектер, B = 0). Алгебралық сомасы барионных заряд жүйесіне кіретін бөлшектер, сақталады барлық өзара іс-қимылдар.

Изотопический спин (изоспин, I), ішкі сипаттамасы адрондардың және атом ядроларының, айқындайтын, саны ( n) бөлшектер бір изотопическом мультиплете: n = 2 I+1. Бұл процестер күшті өзара іс-қимыл изотопический спин сақталады.

Жұптық – квантовое число сипаттайтын анықтама симметрию толқындық функцияның физикалық жүйенің немесе элементар бөлшектер кейбір дискретті түрлендіру: егер мұндай өзгерту емес, белгісін өзгертеді, онда жұптық оң болса, өзгертеді, онда жұптық теріс. Үшін мүлдем бейтарап бөлшектер (немесе жүйелер) тепе-тең өз античастицам, сонымен четности кеңістіктік енгізуге болады ұғымдар зарядовой четности аралас четности (қалған бөлшектердің ауыстыру олардың античастицами өзгертеді өзін волновую функциясын).

Маңызды сипаттамасы адрондардың болып табылады, сондай-ақ ішкі жұптық Р байланысты операция кеңістіктер, инверсия: Р қабылдайды маңызы бар қаланың =1.

, изотопический спин, гиперзаряд, жұптық, аралас жұптық, ал, таңғажайып, т. б.).

Ал (S), бүтін (нөлдік, оң немесе теріс) квантовое число сипаттайтын анықтама адроны. Ал бөлшектер мен античастиц противоположны таңба бойынша қойылады. Адроны с S0 деп аталады странными. Ал сақталады қуатты және электромагнитном өзара іс-қимылдар, бірақ бұзылады (1) әлсіз өзара іс-қимыл.

“Сұлулық” (“ғажайып”), квантовое число сипаттайтын анықтама адроны; сақталуда қуатты және электромагнитном өзара іс-қимылдар және сақталмайды әлсіз. Тасушы “сұлулық” болып табылады b-кварк. Адроны с ненулевым мәні “сұлулық” деп аталады “әдемі” (“прелестными”), табылған тәжірибесі.

“Очарование” (чарм, шарм), квантовое число сипаттайтын анықтама адроны (немесе кварки); сақталуда қуатты және электромагнитном өзара іс-қимылдар, бірақ бұзылады әлсіз өзара іс-әрекеті. Бөлшектер с ненулевым мәні “очарование” деп аталады “очарованными” бөлшектер.

Түсі, квантовое число сипаттайтын анықтама кварки және глюоны. Әрбір типі үшін кварка бірін қабылдайды үш ықтимал мәндер. Кванттық хромодинамике “түсіне” байланысты арнайы “түс-қуатын айқындайтын” өзара іс-қимыл “түрлі-түсті” бөлшектер.С алгебраическими дробями орындауға болады нақ сол іс-әрекеттер, – деп с числовыми дробями — қосу, азайту, көбейту, бөлу немесе возведение в степень.

Кезде бұл іс-әрекеттің орындалғаны және жеңілдету нәтижесін қолдануға тура келеді

Ортасында және екінші жартысында ХХ ғасырдың, сол бөлімдерінде физика, зерттеумен айналысады іргелі материяның құрылымын алынды шын мәнінде ғажайып нәтижелері. Ең алдымен, бұл көрінді ашу бүтін көптеген жаңа субатомных бөлшектер. Олардың, әдетте, деп аталады қарапайым бөлшектермен, бірақ емес, олардың барлығы шын мәнінде қарапайым. Элементар дәл мағынасы бұл терминнің бастапқы (бұдан әрі неразложимые бөлшектер, олардың болжамы бойынша, тұрады барлық материя, бірақ олардың көпшілігі, өз кезегінде, тұрады, одан қарапайым тамақтың бөлшектерінің.

Әлем субатомных бөлшектердің шын мәнінде алуан. Қазір 350-ден астам элементар бөлшектер. Оларға мыналар жатады протоны және нейтрондар құрайтын атом ядросының, сондай-ақ айналыста болатын ядролардың айналасында электрондар. Бірақ мұндай бөлшектер, олар бізді қоршаған зат, іс жүзінде кездеспейді. Егер орташа өмір сүру уақыты нейтронның, тыс атомдық ядро, 15 минутты құрайды, онда өмір сүру уақыты, осындай қысқа мерзімдік бөлшектер өте аз, ол өте ұсақ секунд. Осы өте қысқа уақыт олар металеместер жай бөлшектер. Мұндай тұрақсыз қысқа мерзімдік бөлшектердің қандай керемет көп: олардың белгілі бірнеше жүз. Бірақ деп санауға болмайды, тұрақсыз элементар бөлшектер “тұрады” тұрақты болса, бір және сол бәрі мүмкін распадаться бірнеше жолмен әр түрлі элементар бөлшектер.

Әрбір элементарлық бәрі (қоспағанда мүлдем бейтарап бөлшектердің) өз античастицу.

Болуы элементар бөлшектер физикасы тауып, зерттегенде ядролық процестер, сондықтан ортасына дейін XX ғасырдың физика элементар бөлшектер атты бөлімде ядролық физика. Қазіргі уақытта элементар бөлшектер физикасы және ядролық физика болып табылады жақын, бірақ дербес бөлімдер физика, біріккен ортақтығымен көптеген қаралатын мәселелерді және қолданылатын әдістермен зерттеу. Басты міндет физика элементар бөлшектер — бұл зерттеу табиғат, қасиеттері мен өзара айналу элементар бөлшектер.

60-70-ші жылдары физика мүлдем сбиты абзал многочисленностью, түрлілігімен және ерекшелігімен өзгешеленді жаңадан ашылған субатомных бөлшектер. Көрінген, соңы жоқ. Мүлдем түсініксіз, не үшін сонша бөлшектер. Осы элементар хаотическими және кездейсоқ сынықтарымен материяның? Немесе, мүмкін, олар таят өзіне-өзі танудың кілті құрылымын Ғаламның? Дамыту, физика кейінгі онжылдықта көрсетті, бар мұндай құрылымның ешқандай күмән. Ғасырдың аяғында физика бастайды түсіну, қандай мәні әрбір элементар бөлшектер.

Әлемге субатомных бөлшектердің тән терең және тиімді тәртібі. Негізінде бұл — іргелі физикалық өзара іс-қимыл.

1.Іргелі физикалық өзара іс-қимыл.

Өзінің күнделікті өмір адам бетпе-бет көптеген күш әрекет ететін дененің. Мұнда желдің күші немесе набегающего ағын су, ауа қысымы, қуатты шығарынды взрывающихся химиялық заттарды, мускульная сила адамға, салмағы ауыр объектілерді қысым кванттардың жарық, тартылыс және отталкивание электр зарядтарының, сейсмикалық толқындар туғызатын кейде апатты қирау және ыстық), приводившие өліміне өркениет, және т. б. Бір күштер жұмыс істейді тікелей қосылғанда, денесімен, басқа да, мысалы, гравитация, жұмыс істейді қашықтықта арқылы кеңістік. Бірақ, белгілі болғандай дамыту нәтижесінде теориялық жаратылыстану, осыншалықты үлкен түрлілігі, барлық қолданыстағы табиғаттағы күштер жинақтауға болады тек төрт іргелі өзара әрекеттесулер: гравитациялық, электромагниттік, әлсіз және күшті. Бұл өзара іс-қимыл, сайып келгенде, үшін жауап береді, барлық өзгерістер әлемдегі, олар көзі болып табылады барлық өзгерістерді тел мен процестер. Элементар бойынша мынадай топтарға бөлінеді қабілеттеріне қарай әр түрлі іргелі өзара. Қасиеттерін зерттеу іргелі өзара құрайды басты міндет қазіргі заманғы физика.

1.1. Гравитация.

Тарих физика гравитация (тяготение болды төрт іргелі өзара нысанасы болып ғылыми-зерттеу. Кейін пайда ХVII ғ. ньютоновской теориясы гравитация – заңы бүкіл әлемдік тартылыс – арқасында алғаш рет түсіну, шынайы рөлі гравитация ретінде күш-табиғат. Гравитация бірқатар ерекшеліктерге ие отличающих оның басқа да іргелі өзара.

Ең ғажайып ерекшелігі-гравитация болып табылады оның кіші қарқындылығы. Шамасы, гравитациялық өзара іс-қимыл компоненттері арасындағы сутегі атомы құрайды 10n, мұндағы n = -39, күшін, электр зарядтарының өзара әсерлесу. Көрінуі мүмкін қызығы, біз тіпті сезініп гравитацию, коль көп ұзамай ол да әлсіз. Ол қалай болуы мүмкін құрбан болып кете күшпен ғаламдағы?

Барлық істі екінші ғажайып шегінде гравитация — оның жан-жақтылық. Ештеңе ғаламдағы емес избавлено жылғы гравитация. Әрбір бәрі де бастан кешкен қолданысқа гравитация және өзі көзі болып табылады гравитация. Себебі әрбір бәрі де заттар тудырады гравитациялық тартылыс, гравитация өседі қарай білім берудің барлық үлкен шоғыр заттар. Сезінеміз гравитацию күнделікті өмірде, өйткені барлық атомдар Жерді бірлесіп тартады. Дегенмен қолданысқа гравитациялық тартылыс бір атомның пренебрежимо аз, бірақ қорытқы тартылыс күші тарапынан барлық атомдар болуы мүмкін айтарлықтай.

Гравитация — дальнодействующая күш табиғат. Бұл білдіреді, дегенмен қарқындылығы гравитациялық өзара іс-қимыл убывает қашықтықпен, ол қолданылады кеңістікте және мүмкін етпей өте алыс көзінен денелеріндегі. “Астрономическом ауқымда гравитациялық өзара іс-қимыл, әдетте, басты рөл атқарады. Арқасында дальнодействию гравитация мүмкіндік бермейді Ғаламның развалиться бөлігінде: ол ұстап қалады планетаның арналған орбитах, жұлдыз галактиках, галактика в скоплениях, жиналуының Метагалактике.

Күші гравитация әрекет ететін бөлшектер арасындағы, әрқашан білдіреді тартылыс күші: ол ұмтылады жақындастыруға бөлшектер. Гравитациялық отталкивание бұрын-соңды байқалмаған (яғни салт-дәстүрлері квазинаучной мифологиясы бар бүтін бір облысы деп аталады, ол левитация — іздеу “фактілерін” антигравитации). Өйткені энергия, запасенная кез келген частице, әрқашан позитивті болып табылады және заңда оның оң массасы, бөлшектер гравитация әсерінен үнемі жақындасуға ұмтылады.

Ол болып табылады гравитация, неким өрісі немесе көрінісі қисаю кеңістік-уақыт, — бұл сұрақ әлі науқты жауап жоқ. Әр түрлі пікірлер мен тұжырымдамалар физиктердің дейін.

1.2. Электромагниттік өзара іс-қимыл.

Көлемі бойынша электр күштері әлдеқайда өнімдірек гравитациялық. Қарағанда әлсіз гравитациялық өзара іс-қимыл, электр күштер арасындағы тұрғыдан зерттеледі әдеттегі мөлшерін оңай байқауға болады. Бөлім белгілі адамдар ерте заманнан бері (полярлық жарқыл, тұтану найзағай және т. б.).

Ұзақ уақыт бойы электр және магниттік процестер зерттелді, бір-біріне тәуелсіз. Шешуші қадам тануда электромагнетизма жасады XIX ғасырдың ортасында Дж. К. Максвелл біріктірген электр және магнетизм бірыңғай теориясы электромагнетизма — бірінші бірыңғай өріс теориясы.

Болуы электрона болды қатты орнатылды 90-e жылдары өткен ғасырдың. Қазір белгілі болғандай, электр заряды кез келген материялық заттар әрқашан кратен іргелі бірлікте заряд — өзіндік “атому” заряд. Неге бұл — өте қызықты сұрақ. Алайда, барлық материалдық бөлшектер болып табылады көздері электрлік заряд. Мысалы, фотон және нейтрино, электрлік бейтарап гнжзпйгұн. Бұл ретте электр ерекшеленеді гравитация. Барлық материалдық бөлшектер жасайды гравитациялық өріс, ал с-электромагниттік өрістен ғана байланысты болады зарядталған бөлшектерге әсері. Тарататын электромагниттік өзара іс-қимыл арасындағы заряженными бөлшектері болып табылады электромагниттік өріс немесе өріс кванты — фотоны.

Ретінде және электрлік зарядтар, аттас магниттік полюс итеріледі, ал разноименные — тартылады. Алайда, айырмашылығы электр зарядтары магнит полюсі кездеспейді, жеке-жеке, жұптасып — солтүстік полюс пен оңтүстік полюс. Сонау көне заманнан белгілі әрекет алуға бөлу арқылы магнит бір ғана оқшауланған магниттік полюс — монополь. Бірақ барлық олар заканчивались неудачей. Мүмкін, болуы оқшауланған магниттік полюстерінің табиғатта алынып тасталды? Белгілі бір мәселені әзірге жоқ. Кейбір теориялық тұжырымдамалар жіберіледі мүмкіндігі болуының монополя.

Ретінде электр және гравитациялық өзара іс-қимыл, өзара іс-қимыл магниттік полюстерінің бағынады заңға кері квадраттар. Демек, электрлік және магниттік күштер “дальнодействующие”, және олардың әсері айтарлықтай үлкен қашықтықтарда көзінен. Осылайша, магнит өрісі Жердің тұзды алыс ғарыш кеңістігіне. Қуатты магнит өрісі Күннің толтырады бүкіл Күн жүйесі. Бар және галактические магнит өрісі.

Электромагниттік өзара іс-қимыл құрылымын анықтайды атомдар мен үшін жауап басым көпшілігі физикалық және химиялық құбылыстар мен процестер. Электромагниттік өзара іс-қимыл әкеледі, сондай-ақ сәуле электромагниттік толқындар.

1.3. Әлсіз өзара іс-қимыл.

Анықтау жұмыс істеуін әлсіз өзара іс-қимыл физика продвигалась баяу. Әлсіз өзара іс-қимыл үшін жауапты распады бөлшектер, сондықтан оның көрінісі тап ондагая және зерттеумен бета-ыдырау.

У бета-ыдырау обнаружилась жоғары дәрежеде оғаш ерекшелігі. Зерттеу келтірді деген қорытындыға, бұл ыдырауына бұзылады бірі іргелі заңдарын физика — энергияның сақталу заңы. Бір қарағанда, бұл ыдыраған бөлігі энергия қайда-онда исчезала. Үшін “сақтау” энергияның сақталу заңы, В. Паули бұл ұсынды, сонымен бірге электронды түрде тапсыру кезінде бета ыдырауына ұшады тағы бір бәрі. Ол — бейтарап және бар ерекше жоғары проникающей қабілеті, соның салдарынан оның сәті байқауға болады. Э. Ферми атады бөлшекті құрылысын “нейтрино”.

Нейтрино (итал. neutrino, кішірейткіш жылғы neutrone — нейтрон), тұрақты незаряженная элементарлық бәрі-бабына спином 1/2 және, мүмкін, нөлдік массасы. Нейтрино жатады лептонам. Олар қатысады тек әлсіз және гравитациялық өзара іс-әрекеттері, сондықтан да өте әлсіз өзара іс-қимыл зат. Ажыратады электрондық нейтрино, әрқашан ретінде білінетін жұпта электрондық немесе позитроном, мюонное нейтрино ретінде білінетін жұпта мюоном, және тау-нейтрино байланысты ауыр лептоном. Әрбір түрі және нейтрино бар античастицу нысаннан өзгешеленетін нейтрино белгісімен тиісті лептонного заряд және спиральностью: нейтрино бар сол спиральность (спин қарсы бағытталған қозғалыс бөлшектер), ал антинейтрино — оң (спин — қозғалыс бағыты бойынша).

Бірақ болжау және табуды және нейтрино — бұл тек басы ғана проблемалары, оны қою. Керек еді түсіндіруге табиғатын зерттеу жұмыстарын жүргізеді, бірақ бұл жерде қалған көптеген жұмбақ жайттар. Себебі, мен электрондар және нейтрино испускались тұрақсыз ядролармен. Ол неопровержимо дәлелденсе ішінде ядролардың мұндай бөлшектер жоқ. Қалай олар пайда болған? Айтылды болжам, бұл электрондар және нейтрино жоқ ядросында “дайын күйінде” болмайды, ал қалай құрылады бірі энергия радиоактивті ядро. Кейінгі зерттеулер көрсеткендей, құрамына кіретін ядроның нейтрондар берілген, өзіне-өзі, бірнеше минут металеместер ” протон, электрон және нейтрино, т. е. оның орнына бір-бөлшектер пайда болады жаңа. Талдау приводил деген тұжырымға белгілі күштер тудыруы мүмкін емес мұндай ыдырауы. Ол, шамасы, порождался қандай да бір өзге де, белгісіз күшке айналды. Зерттеулер көрсеткендей, осы күшке сәйкес келеді біраз әлсіз өзара іс-қимыл.

Ол әлдеқайда әлсіз, электромагниттік, бірақ күшті гравитациялық. Ол таралады өте аз қашықтықтарда. Радиусы әлсіз өзара іс-қимыл өте аз және шамамен 2*10^(-16)см. Әлсіз өзара іс-қимыл тоқтатылады ең төменгі қашықтықта көзі мен себебі әсер ете алмайды, жылжымалы бөліктер бетіндегі макроскопиялық объектілер, ал шектеледі жекелеген субатомными бөлшектер. Әлсіз өзара іс-қимыл қатысатын барлық элементар бөлшектер, басқа фотон. Ол негіздейді көпшілігі ыдырауларының элементар бөлшектер өзара іс-қимыл және нейтрино зат және т. б. Үшін әлсіз өзара іс-қимыл тән бұзу четности, странности, “баураған”. Бір теориясы әлсіз және электромагниттік өзара іс-қимыл соңында құрылды б0-шы жылдардың С. Вайнбергом, Ш. Глэшоу және А. Саламом. Ол сипаттайды өзара іс-қимыл кварков және лептонов арқылы жүзеге асырылатын алмасу төрт бөлшектер: безмассовыми фотонами (электромагниттік өзара іс-қимыл) және ауыр аралық векторными бозонами — бөлшектер W+, W – және Z° болып табылатын және энтомологиялық әлсіз өзара іс-қимыл (эксперименталды ашылып, 1983 жылы). Бұл біртұтас өзара іс-қимыл атала электрослабым. Сәттен бастап құру Максвеллом электромагниттік өріс теориясын құру, осы теория болып табылады ең ірі қадам бірлікке физика.

1.4. Күшті өзара іс-қимыл.

Соңғы бірқатар іргелі өзара — күшті өзара іс-қимыл, ол көзі болып табылады, үлкен энергия. Ең тән мысал энергиясын высвобождаемой күшті өзара іс-қимылымен, — бұл біздің Күн. Жер Күннің және жұлдыздардың бастап, белгілі бір уақыт, үздіксіз ағады термоядролық реакциялардың салдарынан пайда күшті өзара іс-қимылымен. Бірақ адам үйренді высвобождать күшті өзара іс-қимыл: құрылған сутегі бомбасы, құрастырылуы және технологиясы жетілдірілуде басқарылатын термоядролық реакция.

Ұсынымға бар қатты өзара іс-қимыл физика жүрді зерделеу барысында құрылымын атомдық ядро. Қандай да бір күш ұстап тұруға тиіс протоны ядросында бермеулері, оларға разлетаться әсерінен электростатикалық отталкивания. Гравитация үшін бұл тым әлсіз; әлбетте, қажет болса, жаңа өзара іс-қимыл, әрі, астам қатты қарағанда, электромагниттік. Кейіннен ол табылған. Белгілі болғандай, дегенмен өз шамасына күшті өзара іс-қимыл айтарлықтай асып қалған барлық іргелі өзара іс-қимыл, бірақ тыс ядро ол сезіледі. Ауқым жаңа күш өте шағын. Күшті өзара іс-қимыл күрт төмендейді қашықтықта протонның немесе нейтронның асатын шамамен 10^(-15) м.

Бұдан басқа, белгілі болғандай, күшті өзара іс-қимыл бастан емес, барлық бөлшектер. Оның бастан протоны және нейтрондар, бірақ электрондар, нейтрино және фотоны емес подвластны оған. Бұл дегеніміз, қуатты өзара іс-қимыл ғана қатысады адроны.

Күшті өзара іс-қимыл асып электромагниттік шамамен 100 есе. Теориялық түсініктеме табиғат күшті өзара іс-қимыл дамыды қиын. Серпіліс байқалды басында 60-шы жылдардың, қашан ұсынылды кварктік моделі. Бұл теория нейтрондар және протоны қарастырылады ретінде элементар бөлшектер, құрамдас жүйесін, салынған кварков тұрады. Қазіргі заманғы теориясымен күшті өзара іс-қимыл болып табылады кванттық хромодинамика.

Осылайша, іргелі физикалық өзара іс-қимылдар анық байқалады айырмашылық күштері дальнодействующих және близкодействующих. Бір жағынан, бар өзара іс-қимыл шексіз әрекет ету радиусы (гравитация, электромагнетизм), ал екінші жағынан — өзара іс-қимыл шағын радиусы әрекеті (күшті және әлсіз). Әлем жеке элементтерін жалпы қолға алынбақшы бірлікте осы екі полярностей болып табылады мойындады, бірлігі шекті шағын және шекті үлкен — близкодействия ” микромире және дальнодействия бүкіл Ғаламның.

1.5. Проблема бірлігі физика.

Таным бар, жалпылау, шындық, сондықтан ғылымның мақсаты – іздеу бірлігі табиғатта, байлау бөлек фрагменттерін білімдерін бірыңғай көрінісін. Үшін бірыңғай жүйесін құру, ашу керек байланыстырушы звено әр түрлі салалары бойынша білім, біраз іргелі қарым-қатынасы. Іздеу мұндай байланыстар мен қатынастардың басты міндеттердің бірі ғылыми зерттеулер. Әрқашан мүмкін емес болып белгіленсін мұндай жаңа, біршама тереңдейді түсіну қоршаған әлемнің қалыптасады, жаңа тәсілдері, таным, олар көрсетеді жолы емес, бұрын белгілі құбылыстарға.

Белгілеу терең байланыстар әр түрлі облыстарымен табиғат – бұл бір мезгілде және синтез білім, әдіс, бағыттаушы ғылыми зерттеулер бойынша, непроторенным жолдары. Анықтау Ньютон арасындағы байланыс притяжением денелердің жер жағдайларында және планеталардың қозғалысымен ознаменовало өзімен бірге классикалық механика және оның негізінде құрылған технологиялық базасы, қазіргі заманғы өркениет. Байланыс орнату термодинамикалық қасиеттерін газ хаотическим молекулалардың қозғалысын мыс ” негізін атом-молекулалық теория заттар. Ортасында өткен ғасырдың Максвелл жасады бірыңғай электромагниттік теориясын, охватившую ретінде электрлік және магниттік құбылыстар. Содан кейін 20-шы жылдары ХХ ғасырдың Эйнштейн, шақырта әрекеттерін біріктіруге бірыңғай теориясы электромагнетизм және гравитацию.

Табу на рубеже ХІХ-ХХ веков дәріске тасушылардың қасиеттері — заттың молекулалар мен атомдар — және табылу фактісін анықтау молекулалар салынды бірі-атомдар, алғаш рет мүмкіндік берді сипаттау барлық белгілі заттар қалай қиыстыру, түпкілікті, дегенмен және үлкен санының, құрылымдық құрамдастары — атомдар. Анықтау одан әрі болуын құрамдас слагающих атомдар — электрондар мен ядролар белгілеу, күрделі табиғат ядролардың табылған салынған барлығы екі түрі бар бөлшектердің (протондар мен нейтрондар), айтарлықтай азайтты саны дискретті элементтерін қалыптастыратын қасиеттері заттар. Болмайды деп сеніммен айтуға бөлшектер, қарапайым мағынасында келтірілген анықтамалар бар. Протоны және нейтрондар, мысалы, ұзақ уақыт считавшиеся қарапайым, белгілі болғандай, бар күрделі құрылым. Мүмкіндігі бұл дәйектілігі құрылымдық құрайтын материя мүлдем шексіз. Болуы мүмкін сондай-ақ, бұл бекіту тұрады…” қандай да бір сатысы зерттеу материяның шықса айырылған. Осы жоғарыда анықтау “элементарности” бұл жағдайда бас тартуға тура келеді. Болуы қарапайым (субатомных) бөлшектер — бұл өзінше жорамал, тексеру және оның әділдік маңызды міндеттерінің бірі — физика.

Сипаттамалары субатомных бөлшектер болып табылады, масса, электр заряды, спин (меншікті кезінде қозғалыс мөлшерінің), өмір сүру уақыты бөлшектері, магнитті сәт, кеңістіктік жұптық, зарядовая жұптық, лептонный заряд, барионный заряд, ал, “очарование” және т. б.

Кезде туралы айтады массасы бөлшектер, бар екенін массасы тыныштық, өйткені бұл массасы байланысты емес жай-күйін қозғалыс. Бәрі де бар нөлдік массасы тыныштық, жылдамдықпен қозғалады жарық (фотон). Жоқ екі бөлшектер бірдей республикада ақпан. Электрон — ең жеңіл бәрі бірге ненулевой массасы тыныштық. Протон және нейтрон ауыр электрона шамамен 2000 рет. Ал ең ауыр белгілі элементар бөлшектер (Z – бәрі де) бар массасы 200 000 есе артық массасын электрона.

Электр заряды өзгереді, өте тар диапазонында және әрқашан кратен іргелі бірлікте заряд — заряду электрона (-1). Кейбір бөлшектер сияқты фотон және нейтрино, тіпті жоқ заряд.

Маңызды сипаттамасы бөлшектер — спин. Ол жоқ классикалық аналогы және, сөзсіз, көрсетеді “ішкі күрделілігі” микрообъекта. Рас, кейде ұғымымен арқа тырысады салыстыруға модель объектінің, өз осінің айналасында айналмалы (сөзінің өзі “спин” деп аударылады “веретено”). Мұндай модель наглядна, бірақ неверна. Қалай болғанда да, оны қабылдауға болмайды сөзбе-сөз. Кездесетін әдебиетте “термині айналмалы микрообъект білдіреді қоймады айналуы микрообъекта, тек болуы оған ерекше ішкі кезден импульс. Үшін ” бұл кезде “айналды” классикалық импульс моменті (және сол нысан шын мәнінде бастаған еді айналатын), талап етуі қажет орындау шарттары s >>1 (көп бірлік). Алайда мұндай шарт ешқашан орындалады. Спин сондай-ақ, әрқашан кратен кейбір іргелі бірлігі, ол таңдалған тең Ѕ. Спин барлық бөлшектер бір түрі де әртүрлі. Әдетте арқа бөлшектер өлшейді бірлігінде тұрақты Планк белгісі пайда болады. Ол мүмкін аралық (0, 1, 2,…) немесе полуцелым (1/2, 3/2,…). Осылайша, протон, нейтрон және электрон бар спин Ѕ, ал спин фотон 1-ге тең. Белгілі бөлшектер-бабына спином 0, 3/2, 2. Бәрі-бабына спином 0 кез келген бұру бұрышында көрінеді бірдей. Бөлшектер-бабына спином 1 қабылдайды сол түрі толық айналымы 360°. Бәрі-бабына спином 1/2 иеленеді бұрынғы түрі кейін айналым 720° және т. б. Бәрі-бабына спином 2 қабылдайды, бұрынғы ереже арқылы пол-оборота (180°). Бөлшектер-бабына спином 2 табылған жоқ, және мүмкін, олардың мүлдем жоқ. Білу арқа микрообъекта туралы пікір айтуға мүмкіндік береді сипаты оның мінез-құлқы ұжымда өзіне ұқсас (басқаша айтқанда, туралы пікір айтуға мүмкіндік береді статистикалық қасиеттері микрообъекта). Көрсетіледі, бұл өз статистикалық қасиеттері барлық микрообъекты табиғатта бөлінеді екі топ: топ микрообъектов с целочисленным спином тобы микрообъектов с полуцелым спином.

Микрообъекты бірінші топтағы қабілетті “заселять” бір жағдайы, шектелмеген, соның ішінде, оның соғұрлым күштірек бұл жай-күйі “қоныстандырылды”. Мұндай микрообъектах айтады бағынады статистика Бозе — Эйнштейн. Қысқалық үшін, оларды атайды, жай ғана бозонами. Микрообъекты екінші топтағы алады “заселять” жай ғана поодиночке. Егер қарастырылатын жай-күйі, жұмыс істейді, онда ешқандай микрообъект осы үлгідегі мүмкін емес оған. Мұндай микрообъектах ” деп бағынады статистика Ферми — Дирак, қысқалық үшін, оларды атайды фермионами. Келген элементар бөлшектер – бозонам жатады фотоны және мезоны, ал фермионам — лептоны (атап айтқанда, электрондар), нуклоны, гипероны.

Бөлшектер сипатталады және уақыт. Осы белгісі бөлшектер бөлінеді тұрақты және тұрақсыз. Тұрақты бөлшектер — электрон, протон, фотон және нейтрино. Нейтрон тұрақты болғанда орналасқан ядрода атомның, бірақ еркін нейтрон ыдырайды шамамен 15 минут. Қалған барлық белгілі бөлшектер – нестабильны, олардың өмір ауытқиды бірнеше интерферометрлер дейін 10n сек (n = -23 ). Бұл білдіреді, олар бұл уақытта аяқталады, лифті өздігінен қозғалып кетуі, ешқандай сыртқы әсерлерден металеместер, превращаясь басқа бөлшектер. Мысалы, нейтрон лифті өздігінен қозғалып кетуі ыдырайды ” протон, электрон және электрондық антинейтрино. Болжау мүмкін емес кезде, дәл жүреді көрсетілген ыдырауы және сол немесе өзге де нақты нейтронның, өйткені әрбір нақты акт ыдырау кездейсоқ. Әрбір тұрақсыз элементар бәрі де сипатталады өз уақытымен. Аз уақыт өмірінің көп ықтималдығын ыдырау бөлшектер. Тұрақсыздық тән ғана емес, қарапайым частицам, бірақ және басқа да микрообъектам. Құбылыс радиоактивтілік (өздігінен айналдыру изотоптарының бір химиялық элементтің изотоптары басқа, сопровождающееся испусканием бөлшектер) көрсеткендей, тұрақсыз болуы мүмкін атом ядросының. Атомдар мен молекулалар ” қозғалған жағдайларда көрсетіледі, сондай-ақ тұрақсыз: олар лифті өздігінен қозғалып кетуі ауысады негізгі немесе кем қозған күйі.

Айқындалатын вероятностными заңдарында тұрақсыздық бар болуымен қатар арқа, екіншісі-мөте ерекше қасиеті, присущее микрообъектам. Оның сондай-ақ ретінде қарастыруға болады нұсқау жеңіл алғандығы “ішкі күрделілігі” микрообъекта.

Алайда, тұрақсыздық — бұл ерекше, бірақ қоймады міндетті қасиеті микрообъекта. Сонымен қатар, тұрақсыз, көптеген тұрақты микрообъектов: фотон, электрон, протон, нейтрино, тұрақты атом ядросының, сондай-ақ атомдар мен молекулалар негізінен жай-күйі.

Лептонный заряд (лептонное саны) — ішкі сипаттамасы лептонов. Ол әрпімен белгіленеді L. Үшін лептонов ол мынаған тең: +1, ал антилептонов -1. Ажыратады: электрондық лептонный заряды, олар ие тек электрондар, позитроны, электронды нейтрино және антинейтрино; мюонный лептонный заряды, олар ие тек мюоны және мюонные нейтрино және антинейтрино; лептонный заряды ауыр лептонов және оларды зерттеу жұмыстарын жүргізеді. Алгебралық сомасы лептонного заряд әрбір түрі өте жоғары дәлдікпен сақталады барлық өзара іс-қимылдар.

Барионный заряд (барионное саны) — ішкі сипаттамаларын барионов. Әрпімен белгіленеді B. барлық барионов B = +1, ал олардың античастиц B = -1 (қалған элементар бөлшектер, B = 0). Алгебралық сомасы барионных заряд жүйесіне кіретін бөлшектер, сақталады барлық өзара іс-қимылдар.

Ал — бүтін (нөлдік, оң немесе теріс) квантовое число сипаттайтын анықтама адроны. Ал бөлшектер мен античастиц противоположны таңба бойынша қойылады. Адроны отырып, Ѕ, 0-ге тең деп аталады странными. Ал сақталады қуатты және электромагнитном өзара іс-қимылдар, бірақ бұзылады әлсіз өзара іс-қимыл.

“Очарование” (шарм) — квантовое число сипаттайтын анықтама адроны (немесе кварки). Ол сақталады қуатты және электромагнитном өзара іс-қимылдар, бірақ бұзылады әлсіз өзара іс-әрекеті. Бөлшектер с ненулевым мәні “очарование” деп аталады “очарованными” бөлшектер.

Магнетон — өлшем бірлігі магнит сәттен физика және атом физикасы, атом ядросы және элементар бөлшектер. Магниттік момент келісілген орбитальным қозғалысын электрондардың атоме және олардың спином өлшенеді магнетонах Бор. Магнитті сәт нуклонов және ядролардың өлшенеді ядролық магнетонах.

Жұптық — тағы бір сипаттамасы субатомных бөлшектер. Жұптық — бұл квантовое число сипаттайтын анықтама симметрию толқындық функцияның физикалық жүйенің немесе элементар бөлшектер кейбір дискретті түрлендіру: егер мұндай өзгерту функциясы өзгертпейді белгісін, онда жұптық оң болса, өзгертеді, онда жұптық теріс. Үшін мүлдем бейтарап бөлшектер (немесе жүйелер) тепе-тең өз античастицам, сонымен четности кеңістіктік енгізуге болады ұғымдар зарядовой четности аралас четности (қалған бөлшектердің ауыстыру олардың античастицами өзгертеді өзін волновую функциясын).

Кеңістіктік жұптық — квантовомеханическая сипаттамасы, көрсететін қасиеттерін симметрия элементар бөлшектер немесе олардың жүйелердің зеркальном көрсеткен (кеңістіктік инверсия). Бұл жұптық әрпімен белгіленеді Р сақталады барлық өзара іс-қимылдар басқа, әлсіз.

Зарядовая жұптық — жұптық абсолютті бейтарап элементар бөлшектер жүйесін немесе тиісті операциялар зарядового жанасу. Зарядовая жұптық, сондай-ақ сақталады барлық өзара іс-қимылдар басқа, әлсіз.

Аралас жұптық — жұптық мүлдем бейтарап бөлшектер (немесе жүйелер) қатысты аралас инверсия. Аралас жұптық сақталады барлық өзара іс-қимылдар қоспағанда, ыдырауларының долгоживущего бейтарап – экзотикалық туындаған әлсіз өзара іс-қимылымен (себебі, осы бұзушылықты аралас четности жоқ выяснена).

2.2. Ашылу тарихы элементар бөлшектер.