6.5. Понятие об элементарных частицах

Определение элементарной частицы, строго говоря, ещё не сформулировано.

Сейчас говорят так: под элементарной частицей понимают такую микрочастицу, внутреннюю структуру которой на современном уровне развития физики нельзя представить как объединение других частиц, т.е.

Элементарные частицы могут превращаться друг в друга:

Например n →р+е^-+ (смотри п. 6.1.)

Известны четыре вида взаимодействия между элементарными частицами:

10¹ гравитационное сила возрастает

10³⁶ электромагнитное

10⁴⁰ слабое

10⁴⁶ сильное

Интенсивность взаимодействия характеризуется константой взаимодействия – безразмерный параметр определяющий вероятность процессов обусловленных данным видом взаимодействия.

Сильное взаимодействие - обеспечивает связь нуклонов в ядре. Константа порядка 10⁴⁶. Наибольшее расстояние, на котором проявляется сильное взаимодействие составляет примерно 10^{-13 см (один ферми).}

Электромагнитное взаимодействие – константа ≈10³⁶ - радиус действия не ограничен.

Слабое взаимодействие – это взаимодействие участвует во взаимодействии нейтрино с веществом. Константа 10⁴⁰ (все виды β-распада ядра и другие распады элементарных частиц)

Слабое взаимодействие, как и сильное, является короткодействующим и принадлежить к ядерным силам.

Гравитационное взаимодействие – константа 10¹ радиус действия не ограничен. Оно является универсальным. Ему подвержены все без исключения частицы, но в процессах микромира из-за своей слабости ощутимой роли не играет.

Элементарные частицы разделяют на четыре класса:

фотоны – кванты электромагнитного поля, участвуют в электромагнитных взаимодействиях, но не обладают сильным и слабым взаимодействием.

лептоны – (лептос - лёгкий) частицы не обладающие сильным взаимодействием электроны и др. Обладают слабым или электромагнитным взаимодействием S=1/2

мезоны – сильновзаимодействующие нестабильные частицы не несущие так называемого барионного заряда – π мезоны (пионы) К мезоны (каоны) и др.

барионы – это протоны, нейтроны и н нестабильные частицы с массой больше массы нуклонов (гипероны). Обладают сильным взаимодействием и активно взаимодействуют с атомными ядрами. S=1/2. за исключением протона все барионы нестабильны. При распаде бариона наряду с другими частицами обязательно образуется барион – это зака? сохранения барионного заряда.

гравитоны – предположительный класс.

Есть и другие частицы, которые могут относиться к тому или иному классу, в зависимости от условий и вида взаимодействий в которых они участвуют, например, сильновзаимодействующие короткоживущие частицы

«Резонансы» - эти частицы представляют собой резонансные состояния, образованные двумя или большим числом элементарных частиц. Время жизни резонансов составляет 10^-23-10^-22 с. некоторые резонансы относятся к классу мезонов, другие к классу гинеронов.