Элементар бөлшектер. Анықтамалары, сипаттамалары, сарапталынуы.

Элементар бөлшектер – атом ядросы емес субатомдық бөлшектер және протон.

Сипаттамалары: масса, спин, магнит моменті, жұптылық, өмір суру уақыты, изотоптық спин, изотоптық спиннің проекциясы, зарядтар.

Кез келген элементар бөлшекке сәйкес антибөлшек бар. Антибөлшектің зарядтарының таңбасы бөлшектігіне қарама-қарсы.

Ақиқат бейтарап бөлшектің барлық зарядтары нөлге тең.

Зарядтар: электрлік, бариондық және лептондық зарядтар, оғаштық, тәнтілік, әсемдік, шыншылдық,түс

Элементар бөлшектердің массалары мен сызықтық мөлшерлері ерекше төмен. Олардың ең ауырларының (кейбір мөлшерлегіш бозондардың) массалары жүз протон массасына (1,6×10^-25кг) жуық. Тәжірибелерден анықталған нуклондар мен пиондардың радиустары 10^-15м шамалас, ал лептондар мөлшерсіз, нүктелік болып есептеледі. Элементар бөлшектердің микроскоптық массалары мен мөлшерлері олардың кванттық қылықтарына себеп болады. Элементар бөлшектерге кванттық механикада телінетін, сипаттық толқын ұзындықтары ( - Планк тұрақтысы, m-бөлшектің массасы, с-жарық жылдамдығы), олар өзара әсерлесетін қашықтықтармен мөлшерлес (мысалы, пион үшін ). Демек, олардың қылықтарын кванттық заңдылықтар анықтайды.

Элементар бөлшектердің ең маңызды кванттық қасиеті - олардың туу және жоғалу қабылеттері. Бұл тұрғыдан элементар бөлшектер - материяның ерекше кванттары дәлірек айтқанда, сәйкес физикалық өрістердің кванттары. Элементар бөлшектермен өтетін барлық құбылыстар бірінен кейін бірі кезектесе өтетін олардың жұтылулары мен шығарылуларынан тұрады. Мысалы, екі протонның соқтығысуы кезінде пионның тууын () немесе электрон мен позитронның аннигиляциясы нәтижесінде екі гамма-кванттың түзілуін () тек осы тұрғыдан ғана түсіндіру мүмкін. Тіпті, бөлшектердің серпімді шашырауы да, мысалы, , алғашқы бөлшектердің жоғалып, жаңа бөлшектердің тууымен байланысты. Тұрақсыз элементар бөлшектердің ыдырауы кезінде, бұрын жоқ, ұрпақ бөлшектер ыдырау кезінде ғана пайда болады. Ондай ыдырауларға мысалдар: .

Элементар бөлшектер әлемінде құбылыстар әртүрлі қарқынмен өтеді. Осыған сәйкес элементар бөлшектер арасындағы әсерлесулерді бірнеше түрге бөледі; ядролық (күшті), электромагниттік және нәзік. Әрине, барлық элементар бөлшектер гравитациялық тартылысқа ұшырайды. Бірақ, қазіргі қол жеткізілген қашықтықтар (~10^-18м) мен энергиялар (10⁺¹²эВ) үшін оның қарқыны тым мардымсыз, оны елемеуге болады.

Ядролық немесе күшті әсерлесу субатомдық әлемде ең үлкен қарқынмен өтетін құбылыстарды басқаратын күш ретінде танылады. Олар элементар бөлшектер арасындағы күшті байланысты туғызады. Нақ күшті әсерлесу атом ядроларындағы нейтрондар мен протондардың беріктігін, оларды біріктіріп, осыдан жер жағдайындағы заттардың нықтығын камтамасыз етеді. Кейінгі кездегі зерттеулер бұл әсерлесудің іргелік әсерлесу еместігін, іргелі кварк-глюондық әсерлесудің байқалуының бір түрі екенін көрсетті.

Элементар бөлшектер, қатысатын іргелі әсерлесулерінің түріне сәйкес лептондар мен адрондарға бөлінеді. Адрондар іргелі әсерлесулердің барлық түріне ұшырайды. Лептондарға электромагниттік және нәзік әсерлесу тән. Электромагниттік әсерлесуге барлық электрзарядталған бөлшектер қатынасады. Осыдан, ол әсерлесу әмбебап әсерлесу болып табылады. Яғни, бұл әсерлесу бөлшектің тегін анықтай алмайды. Сол сияқты нәзік әсерлесуге де барлық элементар бөлшектер ұшырайды. Ол да әмбебап әсерлесу. Олардан ерекше, күшті әсерлесу барлық элементар бөлшектерге емес, адрондарға ғана тән. Бұл тұрғыдан лептондар адрондық күшке ұшырамайтын бөлшектер деуге болады.

Электромагниттік әсерлесу кванттары-фотон мен нәзік әсерлесудің кванттары - аралық бозондар мөлшерлегіш бозондар деп аталатын ерекше топ құрады.

Алғашында лептон (жеңіл), адрон (ауыр, ірі, шомбал) аттары элементар бөлшектердің массаларына байланысты тағылған болатын. Қазір ең ауыр тау-лептонның массасы (1784 МэВ/с²) ең жеңіл адронның массасынан 10 еседен артық үлкен.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: