Урок 69 Элементарные частицы

Элементарные

частицы

1897
Открытие электрона
(Дж.Томсон)

1919
Открытие протона
(Э.Резерфорд)

1928
Поль Дирак предсказал существование е+

1932
Открытие нейтрона
(Дж. Чедвик)

1930
Паули предсказал существование нейтрино

1932
Андерсен обнаружил существование е+

1935
Открытие фотона
(Хидеки Юкава)

1937
Открытие мюона
(Андерсен Недермейер)

1947
Открытие π-мезона
(Пауэлл)

1962
Открытие мюонного нейтрино
(Университет Беркли, синхротрон на 300 МэВ)

1952
Открытие
Δ (1236)-резонансы
Энрико Ферми
К-мезоны,
Λ –гипероны – странные частицы
Дональд Глезер

1955
Синхротрон Беркли
США, 7ГэВ

1983
SppS – протон-антипротонный ускоритель коллайдер на встречных пучках 300ГэВ

TEVATRON – pp – коллайдер 1000 ГэВ
НИ лаборатория им. Ферми
США

УНК – неосуществленный проект на 3000 ГэВ
Серпухово, Россия

SSC – неосуществленный проект
на 20000 ГэВ
США

2008
На базе SppS (ЦЕРН)
Женева, 7000 ГэВ

Описывают состояние электронов в оболочке атома

В настоящее время считается, что состояние каждого электрона в атоме определяется с помощью четырех квантовых чисел. Первое из них называется главным квантовым числом. Оно обозначается буквой «n» и принимает значение простых целых чисел. Главное квантовое число определяет энергию электрона, степень удаленности от ядра, размеры электронной обитали.

Второе квантовое число называется орбитальным. Оно обозначается буквой «l » и принимает значения от 0 до n-1. Орбитальное квантовое число определяет орбитальный момент импульса электрона, а также пространственную форму электронной орбитали.

Третье квантовое число называется магнитным. Оно обозначается M или Mz и принимает значения от-l до+l включая ноль. Магнитное квантовое число определяет значения проекции орбитального момента на одной из осей, а также пространственную ориентацию элементарных орбиталей и их максимальное число на электронном подуровне.

Четвертое квантовое число называется спиновым квантовым числом. Оно обозначается ms или S и может принимать два значения +1/2 и –1/2. Наличие спинового квантового числа объясняется тем, что электрон обладает собственным моментом импульса(«спином»), не связанным с перемещением в пространстве вокруг ядра. Понятие спин не имеет классического аналога. Проще согласится, что он есть, нежели попытаться представить, что же это такое. Это далеко не последний парадокс квантовой механики.

Обуславливает связь нуклонов в ядре. Чрезвычайно огромные ограниченного радиуса (R=10-15 м) силы, действующие только между соседними нуклонами. Они обуславливают сильную связь нуклонов в ядре и превосходят гравитационные силы в 1040 раз.

Характерно для всех элементарных частиц за исключением нейтрино, антинейтрино, фотона

Ответственно за взаимодействие частиц, происходящих с участием нейтрино или антинейтрино, а так же безнейтринные процессы с большим временем жизни (ф>10-10с)

Масса атомного ядра определяется экспериментально. Она всегда меньше суммы массы составляющих его элементов

m0яд< Zm0р+ Nm0n

Z – число протонов
m0р – масса протона
N – число нейтронов
m0n – масса нейтрона

Спин(J) – Собственный момент импульса частицы определяет
вид статистики, которой подчиняется частица:
целый – бозоны (мезоны)
нецелый – фермеоны (барионы)
Измеряется в единицах h (от 0 до 9/2)

Первым производит точное измерение элементарного заряда (в капле нефти) лауреат Нобелевской премии (1923) американский ученый Роберт Эндриус Милликен (1868 – 1953)
Российский ученый Абрам Федорович Иоффе усовершенствовал опыт Милликена по измерению элементарного заряда, используя пылинки фоточувствительного металла

е = -1,6 ·10-19Кл

Магнитный момент (μ) – максимальное значение проекции
вектора собственного магнитного
момента pm частицы.
Измеряется в единицах μ0

Магнитный момент
μ0 =е ћ /2 m

Лептонное число(L) – квантовое число, приписываемое
элементарным частицам,
относящихся к группе лептонов

Барионное число(В) – число, приписываемое адронам

В = 0 – мезоны (пионы, каоны, з-мезон)

В= +1 – барионы (нуклоны, гипероны)

В= 0 – лептоны,фотоны

Центр зарядового мультиплета гиперонов смещены относительно соответствующих центров нуклона

+1/2 – нуклоны
0 – р -мезоны

Странность (S) – квантовое число
определяемое удвоенной суммой
величины смещения центра
зарядового мультиплета

S= 0 для нуклонов и з-мезонов

Изоспин (изотопический спин) J – внутренняя
характеристика адронов,определяющая
число n частиц в изотопном мультиплете

Число частиц

n= 2J +1

Очарованность (С) – характеристика
очарованных частиц

Прелестность – характеристика
прелестных частиц