Элементарные частицы. Введение

[Aintelligence]

Элементарные частицы и их взаимодействия описывает — стандартная модель.
Вкратце о ней о частицах, которые вовсе и не частицы.
Очень большое количество подробностей по гиперссылкам.
Приятного чтения.

Стандартная модель физики элементарных частиц —

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

описывающая три из четырех известных фундаментальных сил:

1. Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
2. Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
   и
3. Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
4. Исключая
   Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
   во Вселенной и классифицирующая все известные элементарные частицы.

Она разрабатывалась поэтапно на протяжении второй половины 20-го века в результате работы многих ученых со всего мира, а нынешняя формулировка была завершена в середине 1970-х годов после экспериментального подтверждения существования кварков. С тех пор доказаны экспериментально

1. Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
2. Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
3. Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

Еще больше убедили Стандартную модель. Кроме того, Стандартная модель с большой точностью предсказала различные свойства слабых нейтральных токов и бозонов W и Z.

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

и продемонстрировала огромные успехи в предоставлении экспериментальных предсказаний, она оставляет некоторые явления необъяснимыми. Это не полная теория фундаментальных взаимодействий. Например, она не полностью объясняет

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

не включает полную теорию гравитации, описанную общей теорией относительности, или
не объясняет

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

которое, возможно, описывается

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

Модель не содержит жизнеспособной частицы

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

,
обладающая всеми требуемыми свойствами, выведенными из наблюдательной космологии.
Она также не включает

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

и их ненулевые массы.

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

как теоретиками, так и физиками — экспериментаторами. Стандартная модель — это парадигма квантовой теории поля для теоретиков, демонстрирующая широкий спектр явлений, включая спонтанное нарушение симметрии, аномалии. Она используется в качестве основы для построения более экзотических моделей, которые включают гипотетические частицы, дополнительные измерения и сложные симметрии (такие, как суперсимметрия) для объяснения экспериментальных результатов, противоречащих Стандартной модели, таких как существование темной материи и нейтринные осцилляции.

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

элементарная частица или фундаментальная частица —
это субатомная частица, не состоящая из других частиц.

Частицы, которые в настоящее время считаются элементарными, включают:

Фундаментальные фермионы:

Фермионы (от фамилии итальянского физика Э. Ферми) – элементарные частицы, атомные ядра, атомы, обладающие полуцелым спином (1/2, 3/2, 5/2, …). Фермионы подчиняются статистике Ферми-Дирака, согласно которой в квантовой системе в определенном квантовом состоянии (состоянии с определённым набором квантовых чисел) может находиться только один фермион данного типа.
Этот принцип носит название принципа Паули. К фермионам относится электрон и другие лептоны, кварки, барионы (в том числе протон и нейтрон), атомные ядра с нечётным числом нуклонов, атомы с нечётной суммой числа нуклонов и электронов. То, что электрон является фермионом, определяет структуру электронной оболочки атомов и обуславливает разнообразие химических элементов.

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

Бесструктурные точечные частицы со спином 1/2ћ, участвующие в сильном взаимодействии
(как и во всех остальных) и являющиеся элементарными составляющими всех адронов.
Существует шесть типов кварков (Говорят о шести “ароматах” кварков), обозначаемых буквами:
u, d, s, c, b, t (от английских слов up, down, strange, charmed, bottom, top).
Кварки имеют массы.
Самый лёгкий кварк u (его масса несколько МэВ/с2), самый тяжёлый – t (его масса 174 ГэВ/с2).

Лептоны -

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

– группа точечных частиц со спином 1/2ћ, не участвующих в сильном взаимодействии. Размер лептона <10-17 см. Лептоны считаются точечными бесструктурными частицами.
Существует три пары лептонов:

Электрон (е–) и электронное нейтрино (νe):
Электрон
Самая лёгкая отрицательно заряженная частица, составная часть атома. Электрон в атоме связан с центральным положительно заряженным ядром электростатическим притяжением. Он имеет отрицательный заряд, является фермионом. В пределах точности эксперимента электрон стабильная частица. Его время жизни τе > 4.6х10 в 26 слетепени лет.
Электрон принадлежит к классу лептонов, т.е. не участвует в сильном взаимодействии (участвует в остальных – электромагнитном, слабом и гравитационном). Описание электромагнитного взаимодействия электрона даётся квантовой электродинамикой – одним из разделов квантовой теории поля.
Античастицей электрона является позитрон е+ , отличающийся от электрона только знаками электрического заряда, лептонного числа и магнитного момента.
Электронное нейтрино (обозначаются как νe)
Элементарная частица, являющаяся одним из трёх видов нейтрино. Вместе с электроном составляет первое поколение лептонов.

Мюон (μ–) и мюонное нейтрино (νμ)
Мюон
Представляет собой элементарную частицу , похожую на электрон , с электрическим зарядом -1 е и спином 1 ⁄ 2 , но с гораздо большей массой. Классифицируется как лептон . Как и другие лептоны, считается, что мюон не состоит из каких-либо более простых частиц; то есть это фундаментальная частица
Мюонное нейтрино (обозначаются как νμ)
Элементарная частица, являющаяся одним из трёх видов нейтрино. Вместе с мюоном составляет второе поколение лептонов

Тау-лептон (τ–) и тау-нейтрино (ντ),
Тау ( τ )
Также называемый тау- лептоном , тау - частицей , тауоном или тау-электроном , представляет собой элементарную частицу , похожую на электрон, с отрицательным электрическим зарядом и спином 1/2. Подобно электрону , мюону и трем нейтрино , тау является лептоном , и, как и все элементарные частицы с полуцелым спином, тау имеет соответствующую античастицу с противоположным зарядом, но с такой же массой и спином. В случае тау это «антитау» (также называемый положительным тау ).
Тау-нейтрино (обозначаются как ντ)
Элементарная частица, являющаяся одним из трёх видов нейтрино, то есть нейтральный лептон. Вместе с тау-лептоном (таоном), тау-нейтрино составляет третье поколение лептонов. Тау-нейтрино является последним открытым лептоном, и одной из последних обнаруженных частиц, предсказанной Стандартной моделью.

Некоторые особенности их характеристик:

1. Нейтрино и электрон стабильны.
2. Мюон и тау-лептон нестабильны и распадаются на более лёгкие частицы.
3. Электрон, мюон и тау-лептон имеют одинаковый отрицательный электрический заряд, но разные массы.
4. Все нейтрино электрически нейтральны и имеют нулевые (или очень малые) массы.
5. Причина существования трёх пар лептонов (трех лептонных ароматов) не ясна.

Каждая пара характеризуется своим лептонным квантовым числом (своим лептонным ароматом) – электронным лептонным квантовым числом Lе = + 1 для электрона и электронного нейтрино, мюонным лептонным числом Lμ = + 1 для мюона и мюонного нейтрино, тау-лептонным числом Lτ = + 1 для тау-лептона и тау-нейтрино. Для антилептонов знаки лептонных чисел противоположны.
Эти лептонные квантовые числа во всех наблюдавшихся реакциях и распадах сохранялись.

Антикварки и антилептоны
обычно являются частицами материи и антиматерии
двойники обычных элементарных частиц, которые отличаются от последних знаком электрического заряда и знаками некоторых других характеристик. У частицы и античастицы совпадают массы, спины, времена жизни. Если частица характеризуется и другими внутренними квантовыми характеристиками, имеющими знак, то у античастицы величины этих характеристик те же, но знаки противоположны.
Если частица нестабильна (испытывает распад), то нестабильна и античастица, причём времена жизни у них совпадают и совпадают способы распада (с точностью до замены в схемах распада частиц на античастицы).
Обычное вещество состоит из протонов (р), нейтронов (n) и электронов (е-). Антивещество состоит из их античастиц – антипротонов (antip), антинейтронов (antin) и антиэлектронов (позитронов е+). Выбор того, какие частицы считать частицами, а какие античастицами, условен и определяется соображениями удобства. Античастицей античастицы является частица. При столкновении частица и античастица исчезают (аннигилируют), превращаясь в гамма-кванты.
фотоны большой энергии, т.е. квант гамма-излучения. Условно гамма-квантами считают фотоны с энергией больше 10 кэВ. Гамма-кванты могут испускаться (поглощаться) атомными ядрами при переходах из одного квантового состояния в другое, при превращениях элементарных частиц, торможении заряженных частиц высокой энергии, синхротронном излучении. Примером процесса с участием элементарных частиц, в котором рождаются гамма-кванты, является аннигиляция (уничтожение) электрона е- и позитрона е+ с образованием двух фотонов: е− + е+ → 2γ. Если аннигилируют практически неподвижные е- и е+, то фотоны уносят энергию, равную сумме энергий покоя е− и е+, т.е. энергию
2mс2 = 2·0.511 МэВ = 1.022 МэВ, где m – масса электрона и позитрона. Фотоны разлетаются в противоположные стороны и каждый уносит энергию 0.511 МэВ.

Фундаментальные бозоны:

Калибровочные бозоны
В Стандартной модели калибровочные бозоны определяются как носители сил, которые опосредуют сильные, слабые и электромагнитные фундаментальные взаимодействия .

Взаимодействия в физике — это то, как частицы влияют на другие частицы. На макроскопическом уровне электромагнетизм позволяет частицам взаимодействовать друг с другом через электрические и магнитные поля, а гравитация позволяет частицам с массой притягиваться друг к другу в соответствии с общей теорией относительности Эйнштейна . Стандартная модель объясняет такие силы как возникающие в результате обмена частицами материи другими частицами , обычно называемыми частицами, опосредующими силу . Когда частица, опосредующая силу, обменивается, эффект на макроскопическом уровне эквивалентен силе, влияющей на них обоих, и поэтому говорят, что частица опосредована .(т.е. был агентом) этой силы. Расчеты диаграммы Фейнмана , которые являются графическим представлением приближения теории возмущений , включают « силу, опосредующую частицы», и применительно к анализу экспериментов по рассеянию высоких энергий находятся в разумном согласии с данными. Однако теория возмущений (а вместе с ней и концепция «частицы-посредника») терпит неудачу в других ситуациях. К ним относятся низкоэнергетическая квантовая хромодинамика , связанные состояния и солитоны .

Все калибровочные бозоны Стандартной модели имеют спин (как и материальные частицы). Значение спина равно 1, что делает их бозонами . В результате они не следуют принципу запрета Паули , ограничивающему фермионы : таким образом, бозоны (например, фотоны) не имеют теоретического ограничения на их пространственную плотность (количество в объеме) .

Типы калибровочных бозонов:

Фотоны
Опосредуют электромагнитное взаимодействие между электрически заряженными частицами. Фотон не имеет массы и хорошо описывается теорией квантовой электродинамики .

W+,W−, and Z
Калибровочные бозоны опосредуют слабые взаимодействия между частицами разных ароматов (все кварки и лептоны).
Эти три калибровочных бозона вместе с фотонами сгруппированы вместе, поскольку все вместе они опосредуют электрослабое взаимодействие.

Восемь глюонов
Опосредуют сильные взаимодействия между цветными заряженными частицами (кварками).
Глюоны не имеют массы. Восьмикратная множественность глюонов обозначается комбинацией цвета и антицветного заряда (например, красно-антизеленый). Поскольку глюоны имеют эффективный цветовой заряд, они также могут взаимодействовать между собой.
Глюоны и их взаимодействия описываются теорией квантовой хромодинамики .

Бозон Хиггса

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

, возникающего в теоретических моделях со спонтанным нарушением симметрии (в том числе и в Стандартной модели) и ответственного за возникновение масс у элементарных частиц.

Стандартная модель предполагает, что существует еще одно поле, которое практически неотделимо от пустого пространства. Его принято называть полем Хиггса (по фамилии английского теоретика Питера Хиггса). Считается, что все пространство заполнено этим полем, и что частицы приобретают массу путем взаимодействия с ним. Те из них, которые сильно взаимодействуют с полем Хиггса, являются тяжелыми частицами, а слабовзаимодействующие − легкими. Этот эффект аналогичен эффекту движения тела в вязкой жидкости, когда оно за счет взаимодействия с жидкостью приобретает дополнительную эффективную массу. Еще один пример − электрон в кристалле. Из-за электромагнитного взаимодействия с атомами кристаллической решетки электрон приобретает эффективную массу, отличную от массы свободного электрона.

Существование бозонов Хиггса чрезвычайно важно для физики элементарных частиц. По современным теоретическим представлениям, хиггсовские бозоны имеют прямое отношение к концепции происхождения масс элементарных частиц – фундаментальному вопросу физики. Примечательно, что этот вопрос не поднимался до появления Стандартной модели.
В силу корпускулярно-волнового дуализма полю Хиггса должна соответствовать, по крайней мере, одна частица − квант этого поля, называемая частицей Хиггса или хиггсовским бозоном. Считается, что хиггсовский бозон имеет нулевой спин.

Хронология открытия.

1. 4 июля 2012 года, на научном семинаре ЦЕРН были изложены предварительные результаты экспериментов ATLAS и CMS по поиску бозона Хиггса. Оба детектора наблюдали новую частицу с массой около 125—126 ГэВ с уровнем статистической значимости в 5 сигм. Предполагается что данная частица — бозон, при этом она — самый тяжёлый из когда-либо обнаруженных бозонов. На семинар были приглашены физики Франсуа Энглер, Карл Хаген, Питер Хиггс и Джеральд Гуральник .
2. В марте 2013 года появились сообщения от отдельных исследователей ЦЕРНа, что найденная полугодом ранее частица действительно является бозоном Хиггса.
3. В 2013 г Франсуа Энглеру и Питеру Хиггсу была присуждена Нобелевская премия "За теоретическое открытие механизма, который вносит свой вклад в наше понимание происхождения массы субатомных частиц, и который недавно был подтвержден открытием предсказанной элементарной частицы, в экспериментах ATLAS и CMS на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе."
4. В марте 2015 года коллаборации ATLAS и CMS уточнили предыдущие данные по массе бозона: 125.09±0.24 ГэВ, что примерно на 0,2 % точнее предыдущего значения

Частица, содержащая две или более элементарных частицы, является составной частицей.

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

что в переводе с греческого означает «неподдающийся разрезанию», — хотя существование атома оставалось спорным примерно до 1905 года, когда некоторые ведущие физики считали молекулы математическими иллюзиями, а материю — состоящей в конечном счете из энергии.
Субатомные составляющие атома были впервые идентифицированы в начале 1930-х годов; электрон и протон, наряду с фотоном, частицей электромагнитного излучения.
В то время недавнее появление квантовой механики радикально изменило представление о частицах, поскольку одна частица могла, казалось бы, охватывать поле, как волна, —

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

, все еще не поддающийся удовлетворительному объяснению.

С помощью квантовой теории было обнаружено, что протоны и нейтроны содержат кварки — верхние и нижние кварки, которые теперь считаются элементарными частицами. Внутри молекулы три степени свободы электрона (заряд, спин, орбиталь) могут разделяться посредством волновой функции на три квазичастицы (холон, спинон и орбитон). Тем не менее свободный электрон – тот, который не вращается вокруг атомное ядро и, следовательно, не имеет орбитального движения — оказывается нерасщепляемым и остается рассматриваемым как элементарная частица.

Стандартная модель физики элементарных частиц, которая известна как самая успешная экспериментальная теория науки. Многие разработки и теории, выходящие за рамки Стандартной модели, включая суперсимметрию, удваивают количество элементарных частиц, предполагая, что каждая известная частица связана с «теневым» партнером, гораздо более массивным, хотя все такие {suggestion} партнеры остаются неоткрытыми. Между тем элементарный бозон, опосредующий гравитацию, — гравитон — остается гипотетическим. Также, согласно некоторым гипотезам, пространство-время квантуется, так что внутри этих гипотез, вероятно, существуют «атомы» самого пространства и времени.


Продолжение следует......

Выражаем благодарность порталу ПостНаука за предоставленное изображение.

---

Эта статья была создана с использованием нескольких редакционных инструментов, включая искусственный интеллект, как часть процесса. Редакторы-люди проверяли этот контент перед публикацией.
Нажимай на изображение ниже, там ты найдешь все информационные ресурсы A&N​

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

 

[grep512]

а я однажды так накурился что пространство свернулось в кварки и глюону. базарю, так и было

 

[Aintelligence]

а я однажды так накурился что пространство свернулось в кварки и глюону. базарю, так и было

У нас как раз проходит конкурс рисунков микромира. Присоединяйтесь.

 

[lex333]

Вспомнился фильм ЛЮСИ

 

[Aintelligence]

Вспомнился фильм ЛЮСИ

Чем то конечно хорош фильм, но много антинаучного в нём)

 

[Dresscoder]

Элементарные частицы и их взаимодействия описывает — стандартная модель.
Вкратце о ней о частицах, которые вовсе и не частицы.
Очень большое количество подробностей по гиперссылкам.
Приятного чтения.

Стандартная модель физики элементарных частиц —

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

описывающая три из четырех известных фундаментальных сил:

1. Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
2. Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
   и
3. Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
4. Исключая
   Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
   во Вселенной и классифицирующая все известные элементарные частицы.

Она разрабатывалась поэтапно на протяжении второй половины 20-го века в результате работы многих ученых со всего мира, а нынешняя формулировка была завершена в середине 1970-х годов после экспериментального подтверждения существования кварков. С тех пор доказаны экспериментально

1. Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
2. Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
3. Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

Еще больше убедили Стандартную модель. Кроме того, Стандартная модель с большой точностью предсказала различные свойства слабых нейтральных токов и бозонов W и Z.

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

и продемонстрировала огромные успехи в предоставлении экспериментальных предсказаний, она оставляет некоторые явления необъяснимыми. Это не полная теория фундаментальных взаимодействий. Например, она не полностью объясняет

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

не включает полную теорию гравитации, описанную общей теорией относительности, или
не объясняет

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

которое, возможно, описывается

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

Модель не содержит жизнеспособной частицы

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

,
обладающая всеми требуемыми свойствами, выведенными из наблюдательной космологии.
Она также не включает

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

и их ненулевые массы.

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

как теоретиками, так и физиками — экспериментаторами. Стандартная модель — это парадигма квантовой теории поля для теоретиков, демонстрирующая широкий спектр явлений, включая спонтанное нарушение симметрии, аномалии. Она используется в качестве основы для построения более экзотических моделей, которые включают гипотетические частицы, дополнительные измерения и сложные симметрии (такие, как суперсимметрия) для объяснения экспериментальных результатов, противоречащих Стандартной модели, таких как существование темной материи и нейтринные осцилляции.

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

элементарная частица или фундаментальная частица —
это субатомная частица, не состоящая из других частиц.

Частицы, которые в настоящее время считаются элементарными, включают:

Фундаментальные фермионы:

Фермионы (от фамилии итальянского физика Э. Ферми) – элементарные частицы, атомные ядра, атомы, обладающие полуцелым спином (1/2, 3/2, 5/2, …). Фермионы подчиняются статистике Ферми-Дирака, согласно которой в квантовой системе в определенном квантовом состоянии (состоянии с определённым набором квантовых чисел) может находиться только один фермион данного типа.
Этот принцип носит название принципа Паули. К фермионам относится электрон и другие лептоны, кварки, барионы (в том числе протон и нейтрон), атомные ядра с нечётным числом нуклонов, атомы с нечётной суммой числа нуклонов и электронов. То, что электрон является фермионом, определяет структуру электронной оболочки атомов и обуславливает разнообразие химических элементов.

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

Бесструктурные точечные частицы со спином 1/2ћ, участвующие в сильном взаимодействии
(как и во всех остальных) и являющиеся элементарными составляющими всех адронов.
Существует шесть типов кварков (Говорят о шести “ароматах” кварков), обозначаемых буквами:
u, d, s, c, b, t (от английских слов up, down, strange, charmed, bottom, top).
Кварки имеют массы.
Самый лёгкий кварк u (его масса несколько МэВ/с2), самый тяжёлый – t (его масса 174 ГэВ/с2).

Лептоны -

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

– группа точечных частиц со спином 1/2ћ, не участвующих в сильном взаимодействии. Размер лептона <10-17 см. Лептоны считаются точечными бесструктурными частицами.
Существует три пары лептонов:

Электрон (е–) и электронное нейтрино (νe):
Электрон
Самая лёгкая отрицательно заряженная частица, составная часть атома. Электрон в атоме связан с центральным положительно заряженным ядром электростатическим притяжением. Он имеет отрицательный заряд, является фермионом. В пределах точности эксперимента электрон стабильная частица. Его время жизни τе > 4.6х10 в 26 слетепени лет.
Электрон принадлежит к классу лептонов, т.е. не участвует в сильном взаимодействии (участвует в остальных – электромагнитном, слабом и гравитационном). Описание электромагнитного взаимодействия электрона даётся квантовой электродинамикой – одним из разделов квантовой теории поля.
Античастицей электрона является позитрон е+ , отличающийся от электрона только знаками электрического заряда, лептонного числа и магнитного момента.
Электронное нейтрино (обозначаются как νe)
Элементарная частица, являющаяся одним из трёх видов нейтрино. Вместе с электроном составляет первое поколение лептонов.

Мюон (μ–) и мюонное нейтрино (νμ)
Мюон
Представляет собой элементарную частицу , похожую на электрон , с электрическим зарядом -1 е и спином 1 ⁄ 2 , но с гораздо большей массой. Классифицируется как лептон . Как и другие лептоны, считается, что мюон не состоит из каких-либо более простых частиц; то есть это фундаментальная частица
Мюонное нейтрино (обозначаются как νμ)
Элементарная частица, являющаяся одним из трёх видов нейтрино. Вместе с мюоном составляет второе поколение лептонов

Тау-лептон (τ–) и тау-нейтрино (ντ),
Тау ( τ )
Также называемый тау- лептоном , тау - частицей , тауоном или тау-электроном , представляет собой элементарную частицу , похожую на электрон, с отрицательным электрическим зарядом и спином 1/2. Подобно электрону , мюону и трем нейтрино , тау является лептоном , и, как и все элементарные частицы с полуцелым спином, тау имеет соответствующую античастицу с противоположным зарядом, но с такой же массой и спином. В случае тау это «антитау» (также называемый положительным тау ).
Тау-нейтрино (обозначаются как ντ)
Элементарная частица, являющаяся одним из трёх видов нейтрино, то есть нейтральный лептон. Вместе с тау-лептоном (таоном), тау-нейтрино составляет третье поколение лептонов. Тау-нейтрино является последним открытым лептоном, и одной из последних обнаруженных частиц, предсказанной Стандартной моделью.

Некоторые особенности их характеристик:

1. Нейтрино и электрон стабильны.
2. Мюон и тау-лептон нестабильны и распадаются на более лёгкие частицы.
3. Электрон, мюон и тау-лептон имеют одинаковый отрицательный электрический заряд, но разные массы.
4. Все нейтрино электрически нейтральны и имеют нулевые (или очень малые) массы.
5. Причина существования трёх пар лептонов (трех лептонных ароматов) не ясна.

Каждая пара характеризуется своим лептонным квантовым числом (своим лептонным ароматом) – электронным лептонным квантовым числом Lе = + 1 для электрона и электронного нейтрино, мюонным лептонным числом Lμ = + 1 для мюона и мюонного нейтрино, тау-лептонным числом Lτ = + 1 для тау-лептона и тау-нейтрино. Для антилептонов знаки лептонных чисел противоположны.
Эти лептонные квантовые числа во всех наблюдавшихся реакциях и распадах сохранялись.

Антикварки и антилептоны
обычно являются частицами материи и антиматерии
двойники обычных элементарных частиц, которые отличаются от последних знаком электрического заряда и знаками некоторых других характеристик. У частицы и античастицы совпадают массы, спины, времена жизни. Если частица характеризуется и другими внутренними квантовыми характеристиками, имеющими знак, то у античастицы величины этих характеристик те же, но знаки противоположны.
Если частица нестабильна (испытывает распад), то нестабильна и античастица, причём времена жизни у них совпадают и совпадают способы распада (с точностью до замены в схемах распада частиц на античастицы).
Обычное вещество состоит из протонов (р), нейтронов (n) и электронов (е-). Антивещество состоит из их античастиц – антипротонов (antip), антинейтронов (antin) и антиэлектронов (позитронов е+). Выбор того, какие частицы считать частицами, а какие античастицами, условен и определяется соображениями удобства. Античастицей античастицы является частица. При столкновении частица и античастица исчезают (аннигилируют), превращаясь в гамма-кванты.
фотоны большой энергии, т.е. квант гамма-излучения. Условно гамма-квантами считают фотоны с энергией больше 10 кэВ. Гамма-кванты могут испускаться (поглощаться) атомными ядрами при переходах из одного квантового состояния в другое, при превращениях элементарных частиц, торможении заряженных частиц высокой энергии, синхротронном излучении. Примером процесса с участием элементарных частиц, в котором рождаются гамма-кванты, является аннигиляция (уничтожение) электрона е- и позитрона е+ с образованием двух фотонов: е− + е+ → 2γ. Если аннигилируют практически неподвижные е- и е+, то фотоны уносят энергию, равную сумме энергий покоя е− и е+, т.е. энергию
2mс2 = 2·0.511 МэВ = 1.022 МэВ, где m – масса электрона и позитрона. Фотоны разлетаются в противоположные стороны и каждый уносит энергию 0.511 МэВ.

Фундаментальные бозоны:

Калибровочные бозоны
В Стандартной модели калибровочные бозоны определяются как носители сил, которые опосредуют сильные, слабые и электромагнитные фундаментальные взаимодействия .

Взаимодействия в физике — это то, как частицы влияют на другие частицы. На макроскопическом уровне электромагнетизм позволяет частицам взаимодействовать друг с другом через электрические и магнитные поля, а гравитация позволяет частицам с массой притягиваться друг к другу в соответствии с общей теорией относительности Эйнштейна . Стандартная модель объясняет такие силы как возникающие в результате обмена частицами материи другими частицами , обычно называемыми частицами, опосредующими силу . Когда частица, опосредующая силу, обменивается, эффект на макроскопическом уровне эквивалентен силе, влияющей на них обоих, и поэтому говорят, что частица опосредована .(т.е. был агентом) этой силы. Расчеты диаграммы Фейнмана , которые являются графическим представлением приближения теории возмущений , включают « силу, опосредующую частицы», и применительно к анализу экспериментов по рассеянию высоких энергий находятся в разумном согласии с данными. Однако теория возмущений (а вместе с ней и концепция «частицы-посредника») терпит неудачу в других ситуациях. К ним относятся низкоэнергетическая квантовая хромодинамика , связанные состояния и солитоны .

Все калибровочные бозоны Стандартной модели имеют спин (как и материальные частицы). Значение спина равно 1, что делает их бозонами . В результате они не следуют принципу запрета Паули , ограничивающему фермионы : таким образом, бозоны (например, фотоны) не имеют теоретического ограничения на их пространственную плотность (количество в объеме) .

Типы калибровочных бозонов:

Фотоны
Опосредуют электромагнитное взаимодействие между электрически заряженными частицами. Фотон не имеет массы и хорошо описывается теорией квантовой электродинамики .

W+,W−, and Z
Калибровочные бозоны опосредуют слабые взаимодействия между частицами разных ароматов (все кварки и лептоны).
Эти три калибровочных бозона вместе с фотонами сгруппированы вместе, поскольку все вместе они опосредуют электрослабое взаимодействие.

Восемь глюонов
Опосредуют сильные взаимодействия между цветными заряженными частицами (кварками).
Глюоны не имеют массы. Восьмикратная множественность глюонов обозначается комбинацией цвета и антицветного заряда (например, красно-антизеленый). Поскольку глюоны имеют эффективный цветовой заряд, они также могут взаимодействовать между собой.
Глюоны и их взаимодействия описываются теорией квантовой хромодинамики .

Бозон Хиггса

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

, возникающего в теоретических моделях со спонтанным нарушением симметрии (в том числе и в Стандартной модели) и ответственного за возникновение масс у элементарных частиц.

Стандартная модель предполагает, что существует еще одно поле, которое практически неотделимо от пустого пространства. Его принято называть полем Хиггса (по фамилии английского теоретика Питера Хиггса). Считается, что все пространство заполнено этим полем, и что частицы приобретают массу путем взаимодействия с ним. Те из них, которые сильно взаимодействуют с полем Хиггса, являются тяжелыми частицами, а слабовзаимодействующие − легкими. Этот эффект аналогичен эффекту движения тела в вязкой жидкости, когда оно за счет взаимодействия с жидкостью приобретает дополнительную эффективную массу. Еще один пример − электрон в кристалле. Из-за электромагнитного взаимодействия с атомами кристаллической решетки электрон приобретает эффективную массу, отличную от массы свободного электрона.

Существование бозонов Хиггса чрезвычайно важно для физики элементарных частиц. По современным теоретическим представлениям, хиггсовские бозоны имеют прямое отношение к концепции происхождения масс элементарных частиц – фундаментальному вопросу физики. Примечательно, что этот вопрос не поднимался до появления Стандартной модели.
В силу корпускулярно-волнового дуализма полю Хиггса должна соответствовать, по крайней мере, одна частица − квант этого поля, называемая частицей Хиггса или хиггсовским бозоном. Считается, что хиггсовский бозон имеет нулевой спин.

Хронология открытия.

1. 4 июля 2012 года, на научном семинаре ЦЕРН были изложены предварительные результаты экспериментов ATLAS и CMS по поиску бозона Хиггса. Оба детектора наблюдали новую частицу с массой около 125—126 ГэВ с уровнем статистической значимости в 5 сигм. Предполагается что данная частица — бозон, при этом она — самый тяжёлый из когда-либо обнаруженных бозонов. На семинар были приглашены физики Франсуа Энглер, Карл Хаген, Питер Хиггс и Джеральд Гуральник .
2. В марте 2013 года появились сообщения от отдельных исследователей ЦЕРНа, что найденная полугодом ранее частица действительно является бозоном Хиггса.
3. В 2013 г Франсуа Энглеру и Питеру Хиггсу была присуждена Нобелевская премия "За теоретическое открытие механизма, который вносит свой вклад в наше понимание происхождения массы субатомных частиц, и который недавно был подтвержден открытием предсказанной элементарной частицы, в экспериментах ATLAS и CMS на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе."
4. В марте 2015 года коллаборации ATLAS и CMS уточнили предыдущие данные по массе бозона: 125.09±0.24 ГэВ, что примерно на 0,2 % точнее предыдущего значения

Частица, содержащая две или более элементарных частицы, является составной частицей.

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

что в переводе с греческого означает «неподдающийся разрезанию», — хотя существование атома оставалось спорным примерно до 1905 года, когда некоторые ведущие физики считали молекулы математическими иллюзиями, а материю — состоящей в конечном счете из энергии.
Субатомные составляющие атома были впервые идентифицированы в начале 1930-х годов; электрон и протон, наряду с фотоном, частицей электромагнитного излучения.
В то время недавнее появление квантовой механики радикально изменило представление о частицах, поскольку одна частица могла, казалось бы, охватывать поле, как волна, —

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

, все еще не поддающийся удовлетворительному объяснению.

С помощью квантовой теории было обнаружено, что протоны и нейтроны содержат кварки — верхние и нижние кварки, которые теперь считаются элементарными частицами. Внутри молекулы три степени свободы электрона (заряд, спин, орбиталь) могут разделяться посредством волновой функции на три квазичастицы (холон, спинон и орбитон). Тем не менее свободный электрон – тот, который не вращается вокруг атомное ядро и, следовательно, не имеет орбитального движения — оказывается нерасщепляемым и остается рассматриваемым как элементарная частица.

Стандартная модель физики элементарных частиц, которая известна как самая успешная экспериментальная теория науки. Многие разработки и теории, выходящие за рамки Стандартной модели, включая суперсимметрию, удваивают количество элементарных частиц, предполагая, что каждая известная частица связана с «теневым» партнером, гораздо более массивным, хотя все такие {suggestion} партнеры остаются неоткрытыми. Между тем элементарный бозон, опосредующий гравитацию, — гравитон — остается гипотетическим. Также, согласно некоторым гипотезам, пространство-время квантуется, так что внутри этих гипотез, вероятно, существуют «атомы» самого пространства и времени.


Продолжение следует......

Выражаем благодарность порталу ПостНаука за предоставленное изображение.

---

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

Добро пожаловать в

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

Спойлер: Окончание ссылки

/threads/diskussionnyj-klub-vyigraj-1000-za-mnenie-i-3000-za-nejronku.78865/unread

платим деньги за интересные беседы и
проводим любопытные конкурсы.​

---

Если вы хотите подписаться на обновления статей в разделе, то напишите об этом в комментариях или подпишитесь на Neural Network или Aintelligence в профиле. Или непосредственно на сам раздел.​

Мионы глионы, странглеты(страпельки) это тоже элементарные частицы!!

 

[Dresscoder]

Мионы глионы, странглеты(страпельки) это тоже элементарные частицы!!

Космос наше все

 

[Aintelligence]

Мионы глионы, странглеты(страпельки) это тоже элементарные частицы!!

Мюоны и глюоны - в статье описаны, а вот странглеты пока слишком гипотетические. Гравитон,так же но его все уж слишком и давно ждут.

 

[Dresscoder]

Мюоны и глюоны - в статье описаны, а вот странглеты пока слишком гипотетические. Гравитон,так же но его все уж слишком и давно ждут.

Как мы знаем пока что все что гипотетически предполагалось все доказывал ось, думаю и гравитон и странглеты на нашем веку докажут и опишут

 

[Aintelligence]

Как мы знаем пока что все что гипотетически предполагалось все доказывал ось, думаю и гравитон и странглеты на нашем веку докажут и опишут

Вполне возможно, я очень жду этого)

 

[Dresscoder]

Вполне возможно, я очень жду этого)

Куда статейки скинуть интересные

 

[RTS_PR]

Частица бога (она же бозон Хиггса) - одно из самых интересных открытий сейчас! Если вообще можно это считать открытием) Но пока считают)
Был создан большой адронный коллайдер, кто не знает вдруг) Где частицы разгоняют почти до скорости света и сталкивают друг с другом, чтобы они развалились на более мелкие частицы (если такие существуют). Вот кварки, которые были самыми мелкими частицами до 2013 года, при столкновении все-таки рассыпались. На те самые частицы бога (кирпичи мироздания). Но это блло лишь в нескольких случаях из ТЫСЯЧ экспериментов. И то на очень короткий срок. Поэтому дальше - интереснее) Чем больше об этом узнаем, тем, возможно, больше узнаем о строении мира... об бытие мироздания...

 

[Aintelligence]

Куда статейки скинуть интересные

Если про статью, то у нас проходят конкурсы на научные статьи! Так же в

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

Частица бога (она же бозон Хиггса) - одно из самых интересных открытий сейчас! Если вообще можно это считать открытием) Но пока считают)
Был создан большой адронный коллайдер, кто не знает вдруг) Где частицы разгоняют почти до скорости света и сталкивают друг с другом, чтобы они развалились на более мелкие частицы (если такие существуют). Вот кварки, которые были самыми мелкими частицами до 2013 года, при столкновении все-таки рассыпались. На те самые частицы бога (кирпичи мироздания). Но это блло лишь в нескольких случаях из ТЫСЯЧ экспериментов. И то на очень короткий срок. Поэтому дальше - интереснее) Чем больше об этом узнаем, тем, возможно, больше узнаем о строении мира... об бытие мироздания...

Вы немного не правильно понимаете этот эксперимент!
Кварки на данный момент считаются неделимыми!

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

разгоняют пучки протонов. В ускорителе они «набирают» огромную энергию (порядка десяти тераэлектронвольт), а затем сталкиваются, а ученые наблюдают за рождением новых частиц-осколков.

 

[Aintelligence]

Дыа)


Не я пас там уэф агалтелый не долюбливаю я его

Он там более не присутствует! Уж слишком много на него было жалоб! Так что добро пожаловать!

 

[RTS_PR]

Вы немного не правильно понимаете этот эксперимент!
Кварки на данный момент считаются неделимыми!

Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.

разгоняют пучки протонов. В ускорителе они «набирают» огромную энергию (порядка десяти тераэлектронвольт), а затем сталкиваются, а ученые наблюдают за рождением новых частиц-осколков.

Ну так я и написал примерно же) Когда протоны бьются друг о друга, показывая кварки, в их связях ищут следы Бозона Хиггса. И находят. С 2013 года в адронном коллайдере)

 

[Aintelligence]

Ну так я и написал примерно же) Когда протоны бьются друг о друга, показывая кварки, в их связях ищут следы Бозона Хиггса. И находят. С 2013 года в адронном коллайдере)

Ну примерно вы правы, но кварки не существуют вне протонов(или пока что не обнаружены), протоны распадаются на другие частицы, которые состоят из кварков или же сами являются фундаментальными — как бозоны.

 

[Aintelligence]

О какой частице хотите прочитать подробнее? ​

 

[Aintelligence]

Вышло продолжение серии статей:

Элементарные частицы. Фермионы: Кварки и лептоны​

/threads/elementarnyye-chastitsy-fermiony-kvarki-i-leptony.157072/