Реферат: Елементарні частинки

Елементарні частинки поєднують у три групи:

— фотони;

— лептони;

— адрони

Група фотонів містить у собі тільки одну частинку — фотон, який є носієм електромагнітної взаємодії.

Лептони. Мюони

До групи лептонів належать електрон, мюон, електронне і мюонне нейтрино і відповідні античастинки. Усі лептони є ферміонами, тому що їхній спін дорівнює 1/2. Вони не беруть участі в сильних (ядерних) взаємодіях.

Розглянемо основні властивості мюона. Мюон був уперше виявлений у 1936 році, і тоді ж було встановлено, що він є твердим компонентом вторинного космічного випромінювання. Він є продуктом розпаду важчих частинок Маса мюона складає 207тс, що дозволяє зарахувати його до легких частинок Заряд мюона чисельно дорівнює зарядові електрона, але мюони можуть бути як позитивними (μ+), так і негативними (μ-)

Мюони належать до нестабільних частинок, час їхнього життя складає 2,2•10 -6 с Вони зазнають спонтанного розпаду відповідно до наступної схеми:

Мюони взаємодіють із ядрами атомів дуже слабко, тому вони не можуть бути носіями ядерної взаємодії.

Адрони. Мезони. Гіперони

Адрони, на відміну від лептонів, можуть брати участь у сильній ядерній взаємодії. До цієї групи належать нуклони (протон і нейтрон), мезони (група частинок j масою меншою, ніж маса протона) і гіперони (група частинок із масою більшою, ніж маса протона).

Мезони бувають двох типів:

π-мезони (піони);

К-мезони (каони).

Піони були вперше штучно отримані бомбардуванням а-частинками атомів Be, С і Сu. π-Мезони сильно взаємодіють із нуклонами й атомними ядрами; вони є головним чинником існування ядерних сил.

Піони можуть бути позитивно (π+) і негативно (π ) зарядженими Чисельно величина їхнього заряду дорівнює величині заряду електрона Крім того, існують і нейтральні (π0) піони.

Піони нестабільні. Час життя заряджених піонів складає 2,6 10-8 с. незаряджених - 0,8 •10-16 с.

Спонтанно я-мезони розпадаються за такою схемою

Маси позитивно і негативно заряджених π-мезонів однакові й складають 273,1 от . Маса π°-мезона дорівнює 264,1 тс Усі мезони належать до легких частинок. Заряджені піони мають нульовий спін.

К-мезони — частинки з нульовим спіном і масою 970/и, Відомі 4 типи каонів

К+ — позитивно заряджений кцон;

К" — негативно заряджений каон;

К° і К° — нейтральні каони.

Час життя К-мезонів коливається в періоді від 10 8 до 10 10 с і залежить від їхнього типу. Розпад заряджених каонів відбувається відповідно до такої схеми

Гіперони — важкі нестабільні елементарні частинки масою (2183-3273)тс, що перевищує масу протона. Відомо кілька типів гіперонів

Спін гіперонів дорівнює 1/2 (для Ω -гіперону 3/2). Час життя гіперонів складає 10-10 с (для Ω°-гіперонів 10-20 с). Розпад гіперонів супроводжується утворенням нуклонів і легких частинок (я-мезонів, електронів, нейтрино і у-квантів)

Властивості гіперонів дозволили виявити ще одну квантову характеристику елементарних частинок — дивність Справа в тому, що розрахований теоретично час життя гіперонів був у 1013 разів менший, ніж експериментально встановлений Закон збереження дивності s пояснив цей факт, а також і те, що гіперон народжується кожного разу у парі з К-мезоном. Слід зауважити, що закон збереження дивності виконується тільки при сильних і електромагнітних взаємодіях.

Античастинки