Автор: Пользователь скрыл имя, 28 Февраля 2012 в 13:52, реферат
Первый шаг в этом направлении был сделан немецким физиком М. Планком. Как известно, в конце XIX в. в физике возникла трудность, которая получила название «ультрафиолетовой катастрофы». В соответствии с расчетами по формуле классической электродинамики интенсивность теплового излучения абсолютно черного тела должна была неограниченно возрастать, что явно противоречило опыту. В процессе работы по исследованию теплового излучения, которую
Содержание
1. Основные вехи на пути в субъядерный мир 3
1.1. Квантово-механическая концепция описания микромира 3
1.2. Элементарные частицы и кварковая модель атома 7
2. Фундаментальные взаимодействия в природе и их характеристика 8
3. Современные представления об иерархии структурных элементов микромира 12
3.1. Характеристики субатомных частиц 12
3.2. Лептоны 15
3.3. Адроны 16
3.4. Частицы-переносчики взаимодействий 17
4. Список использованной литературы 19
Если лептонов двенадцать, то адронов сотни; и подавляющее большинство из них резонансы, т.е. крайне нестабильные частицы. Тот факт, что адронов существует сотни, наводит на мысль, что адроны — не элементарные частицы, а построены из более мелких частиц. Все адроны встречаются в двух разновидностях — электрически заряженные и нейтральные. Наиболее известны и широко распространены такие адроны, как нейтрон и протон. Остальные адроны короткоживущие и быстро распадаются. Это класс барионов (тяжелые частицы гипероны и барионные резонансы) и большое семейство мезонов (мезонные резонансы). Адроны участвуют в сильном, слабом и электромагнитном взаимодействиях.
Существование и свойства большинства известных адронов были установлены в опытах на ускорителях. Открытие множества разнообразных адронов в 50—60-х гг. крайне озадачило физиков. Но со временем частицы удалось классифицировать по массе, заряду и спину. Постепенно стала выстраиваться более или менее четкая картина. Появились конкретные идеи о том, как систематизировать хаос эмпирических данных, раскрыть тайну адронов в целостной научной теории. Решающий шаг был сделан в 1963 г., когда была предложена кварковая модель адронов.
Перечень известных частиц не исчерпывается лептонами и адронами, образующими строительный материал вещества. В этот перечень не включен, например, фотон. Есть еще один тип частиц, которые не являются строительным материалом материи, а непосредственно обеспечивают четыре фундаментальных взаимодействия, т.е. образуют своего рода «клей», не позволяющий миру распадаться на части.
Переносчиком электромагнитного взаимодействия выступает фотон. Теория электромагнитного взаимодействия представлена квантовой электродинамикой.
Переносчики сильного взаимодействия — глюоны. Глюоны — переносчики взаимодействия между кварками, связывающие их попарно или тройками.
Переносчики слабого взаимодействия три частицы — W и Z°-бозоны. Они были открыты лишь в 1983 г. Радиус слабого взаимодействия чрезвычайно мал, поэтому его переносчиками должны быть частицы с большими массами покоя. В соответствии с принципом неопределенности время жизни частиц с такой большой массой покоя должно быть чрезвычайно коротким — всего лишь около 10-26 с.
Высказывается мнение, что возможно существование и переносчика гравитационного поля — гравитона. Подобно фотонам, гравитоны движутся со скоростью света; следовательно, это частицы с нулевой массой покоя. Но этим сходство между гравитонами и фотонами исчерпывается. В то время как фотон имеет спин 1, спин гравитона равен 2. Это важное различие определяет направление силы: при электромагнитном взаимодействии одноименно заряженные частицы (электроны) отталкиваются, а при гравитационном — все частицы притягиваются друг к другу. В принципе гравитоны можно зафиксировать в эксперименте. Но поскольку гравитационное взаимодействие очень слабое и в квантовых процессах практически не проявляется, то непосредственно зафиксировать гравитоны очень сложно и пока не удалось.
Классификация частиц на лептоны, адроны и переносчики взаимодействий исчерпывает мир известных нам субатомных частиц. Каждый вид частиц играет свою роль в формировании структуры материи, Вселенной.
1. Гернек Ф. Пионеры атомного века. - М.: Прогресс, 1974.
2. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. — Новосибирск, 1997.
3. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. – М.: Высшая школа, 2003.
4. Концепции современного естествознания. / Под ред. В.Н.Лавриненко и др. – М.: Юнити, 2000.
5. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. – М.: Гардарика, 2001.
2
[1]
Концепции современного естествознания. / Под ред. В.Н.Лавриненко и др. – М.: Юнити, 2000. С.103.
[2] Гернек Ф. Пионеры атомного века. - М.: Прогресс, 1974. — С. 267.
[3] Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. — Новосибирск, 1997. — С. 260—261.
[4] Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. – М.: Высшая школа, 2003. С. 112.
[5] Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. – М.: Гардарика, 2001. С. 287.
[6] Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. – М.: Гардарика, 2001. С.290.