Fizica particulelor elementare.

La baza modelului standard stă următoarea schemă de particule elementare în sensul aici de indivizibil.

Deci avem la ora actuală, sunt eforturi mari pentru a vedea dacă nu cumva poate fi rafinată această cunoaștere,

dar la ora actuală schema noastră de la baza celor trei interacțiuni ce formează modelul standard

conține următoarele particule care se împartă în două clase.

În primul rând sunt coantele de câmp, despre care am tot vorbit până acum, care intermediază interacțiunile

și care, după cum am spus, sunt toate bozoni pentru că au spinul întreg, unul.

Deci coantele de câmp sunt următoare.

Fotonul, care mediază interacțiunea electromagnetică, care are sarcină zero, masă zero,

masă de repaus, pentru că e zero, ea are o masă de mișcare, și spinul unu.

Cei opt gluoni care intermediază interacțiunea tare, care au masa zero,

sarcina electrică zero, dar au o sarcină de culoare, și apoi cei trei bozoni ce interacționează,

ce mediază interacțiunea slabă.

Z zero are o masă de aproximativ 90 de giga electron-volți împărțit la c-patrat,

sarcina zero, deci și indexul zero, W plus minus, sunt două particule, W plus și W minus,

amândouă au masa aproximativ 80 de giga electron-volți împărțit la c-patrat,

sarcina electrică, unul are sarcina plus unu, plus o sarcină elementară e,

cealălalt minus o sarcină elementară e.

Cel de-al doilea set de particule indivizibile, cunoscute la ora actuală,

se numesc particule fundamentale.

Fundamentale pentru că tot restul materiei pe care o cunoaștem noi

este formată din combinații de aceste particule fundamentale.

Toate sunt fermioni cu spinul S egal cu 1 pe 2 și în consecință, spre exemplu, foarte important,

toate aceste particule respectă principiul de excluzione Pauli.

Prima clasă de particule elementare se numesc leptonii.

Ei sunt următoare.

Electronul și pozitronul, care sunt o pereche antiparticulă și antiparticulă,

au masă de jumătate de mega electron-volți împărțit la c-patrat,

unul are sarcina minus unu, electronul respectiv, celălalt plus unu,

aceasta deoarece sunt pereche particulă-antiparticulă, la fel și celelalte.

Electronul și pozitronul le știți foarte bine, le-ați întâlnit,

despre pozitron am discutat în lecția despre radiațiile beta.

Următoarea pereche particulă-antiparticulă de lepton este muonul și antimuonul.

Ei au mândoi aceeași masă, fiind particulă-antiparticulă,

trebuie să aibă toate proprietățile identice, cu excepția sarcinii electrice,

care trebuie să fie opus.

Deci au aceeași masă, același spin, și sarcina plus și respectiv minus unu.

Ultima pereche particulă-antiparticulă din clasa leptonilor

sunt taonul și antitaonul.

Ei au o masă foarte mare, 1,78 giga electron-volți pe c-patrat,

motiv din care se și dezintegrează, nu sunt particule stabile,

și sarcina plus minus unu.

Ceea de-a doua clasă este cea a coarcilor sau coarcurilor.

Se folosesc două plurale în limba română particula-coarc,

deci coarcii sau coarcuri.

Ce au caracteristic? Toți au această sarcină de culoare,

care este tipică interacționitării,

și există următoarele șase coarci.

Coarcul AP notat cu U, care are o masă mică și o sarcină electrică fracționară,

denotat că parcii au sarcini electrice fracționare,

sunt singurile particule care au sarcină electrică fracționară,

și, bineînțeles, ei vin în perechi.

Deci va exista un anticoarc U barat,

un anticoarc D barat,

un anticoarc S barat,

C barat, B barat și T barat.

Deci există o pereche de coarci de mase mici.

După cum vedeți, AP și DAUN, U și D,

au mase de ordinul a cât oriva megahertz.

Apoi există o a doua clasă de doi coarci cu mase relativ mari,

și anume STRANGE și CHARB FARMEC,

care au mase relativ mari,

100 MeV și 1.3 GeV,

și, în fine, o pereche de coarci cu mase foarte mari,

BOTTOM și TOP, adică, din engleză tradus,

jos și sus,

care au mase foarte mari,

4.2 GeV și 171 GeV,

care, în lumea particulor elementare, este o masă imersă.

Toate particulele,

protonii, neutronii, hadronii,

despre care vom vorbi imediat,

și, în consecință, apoi nucleele și atomii,

sunt făcute plecând de la această structură de coarci,

peste care, apoi, putem adăuga,

pe exemplu, electronul când formăm atom.

Deci, haideți să finalizăm cu

prezentarea, foarte pe scurt,

acestei scheme de particule elementare

ce se construiește plecând de la coarci.

Deci, particule elementare.

Sunt foarte multe particule elementare,

sunt cu sutele,

cunoscute la ora actuală și studenți.

Ele sunt, pe lângă particulele elementare,

în sensul de indivizibile pe care le-am enumerat

în ultimele minute,

sunt hadroni.

Deci, peste acele particule adăugăm hadronii,

care sunt formați din coarci

ce interacționează tare

prin schimb de coante numite gluoni.

Și ei sunt un număr de sute.

Dar sunt încurpați în două tipuri.

Deci, coarcii interacționează prin termenul gluonilor

și formează hadroni,

care este numele cel mai generic al particulor

din universul nostru.

Ei sunt de două tipuri.

Hadronii mezoni sunt formați din perechi

quark-anticuark,

adică, de exemplu,

deci, în general, quark,

haideți să notăm un quark cu c,

care sunt perechi cc-barat.

Au spinul 0

și deci sunt bozoni.

Dăm câteva exemple.

Deci, în acest tabel,

vedeți patru exemple de

astfel de mezoni.

Pentru fiecare astfel de

mezon

specificăm structura de coarci

din care sunt formați

și dăm două proprietăți.

Masa și timpul de viață,

adică, care este timpul mediu

în care aceste particule

se dezintegrează.

Și deci vedeți pionul P0,

care este o combinație de

u și u-barat,

cu d și d-barat,

deci

u este

quarkul-up

și u-bar este

quarkul-up.

Apoi apar

pionii P plus și P minus

care sunt formați

P plus din d și u-barat,

P minus din u și d-barat,

apoi K0,

cuarcii d și s-barat,

caonii K plus,

caonul K plus

din u și s-barat,

K minus, fiind antiparticolul

K plus,

aplicăm

operația de formare

a antiparticulei pentru u și s-barat

și vom forma

u-barat S, care este structura

de cuarci alui K minus.

Bineînțeles, sunt mult mai mulți mezoni,

după cum am spus, sunt cu

zecile sau chiar sutele,

aceștia sunt niște

exemple semnificativi.

Ei au mase

de ordinul

sutelor de mega electron-volți,

dar pot trece și în

scara de giga electron-volți.

Timpul de viață variază.

Cea de-a doua clasă

sunt barionii.

Barionii sunt triplete de cuarci,

deci nu mai sunt perechi C-C-bar,

ci, după cum

veți vedea imediat,

structura lor este C-1,

C-2, C-3,

adică trei cuarci.

În concluzie, au spinul

1-2, S-1-2

și sunt fermioni.

Iarăși, într-un tabel,

dăm câteva exemple

de barioni.

vedeți aici

cei mai importanti barioni,

care sunt protonii și neutronii,

pentru că ei intră

în structura nucleilor.

Nucleile sunt formate, după cum bine știm,

din proton și neutron.

Structura protonului este

U-U-D, deci

doi cuarci U și un cuarc

D. Structura neutronului

este U-D-D, un cuarc

Q și doi cuarci D.

Și din această structură putem

imediat calcula, spre exemplu,

sarcina electrică

și alte proprietăți ale lor.

Dăm alte două

exemple de barioni.

Barionul λ0

și barionul σ+.

Ei sunt formate

primul dintr-un cuarc

Q, un cuarc D și un cuarc

S. Sigma

este formată din doi cuarci U

și un cuarc S.

Ei au mase mult mai mari

decât mezonii

și

în general au și

timp de viață

relativ mai mari.