String Theory for Dummies / Теория струн для «чайников»: Looking into the Types of Particles
| Английский оригинал | Перевод на русский | |
|---|---|---|
Сожалеем, но текст оригинала доступен только зарегистрированным пользователям. |
Изучение типов частиц ilves_ArtO 26.08.14 в 18:42 |
|
|
Физики обнаружили большое число частиц, и оказалось полезным то, что они могут быть разбиты на категории, основанные на их свойствах. ilves_ArtO 26.08.14 в 18:42 |
||
|
Физики нашли множество способов сделать это, но в следующих параграфах я кратко рассмотрю некоторые из самых значимых для теории струн категорий. ilves_ArtO 26.08.14 в 18:42 |
||
|
Согласно квантовой механике, частицы имеют свойство, известное как спин. ilves_ArtO 26.08.14 в 18:43 |
||
|
Он описывает не действительное движение частицы, а только в смысле квантовой механики, и указывает на то, что частица всегда взаимодействует с другими частицами так, как будто бы она вращается определённым образом. ilves_ArtO 26.08.14 в 18:43 |
||
|
В квантовой физике спин имеет числовое значение, которое может быть либо целым (0, 1, 2 и т.д), либо полуцелым (1/2, 3/2 и т.д). ilves_ArtO 26.08.14 в 18:43 В квантовой физике спин имеет числовое значение, которое может быть либо целым (0, 1, 2 и т.д), либо полуцелым (1/2, 3/2 и т.д). ilves_ArtO 26.08.14 в 18:44 |
||
|
Частицы, которые имеют целочисленный спин, называются бозонами, тогда как частицы с полуцелым спином названы фермионами. ilves_ArtO 26.08.14 в 18:44 |
||
|
Частицы взаймодействий: бозоны ilves_ArtO 26.08.14 в 18:44 |
||
|
Бозоны, названные в честь Шатьендраната Бозе - это частицы, имеющие целое значение квантового спина. ilves_ArtO 26.08.14 в 18:44 |
||
|
Бозоны, как известно, выступают в квантовой теории поля в качестве переносчиков взаимодействий, как фотон на рис. 8-3. ilves_ArtO 26.08.14 в 18:44 |
||
|
Стандартная модель физики элементарных частиц предсказывает пять элементарных бозонов, четыре из которых были обнаружены: ilves_ArtO 26.08.14 в 18:45 |
||
|
Фотон ilves_ArtO 26.08.14 в 18:45 |
||
|
Глюон (существует восемь типов глюонов) ilves_ArtO 26.08.14 в 18:45 |
||
|
Z-бозон ilves_ArtO 26.08.14 в 18:45 |
||
|
W-бозон (на самом деле есть две частицы - W+ и W- бозоны) ilves_ArtO 26.08.14 в 18:45 |
||
|
Бозон Хиггса (который ещё не был найден) ilves_ArtO 26.08.14 в 18:45 |
||
|
Кроме того, многие физики полагают, что, вероятно, существует бозон, названный гравитоном, отвечающий за гравитацию. ilves_ArtO 26.08.14 в 18:45 |
||
|
Связь этих бозонов с фундаментальными физическими взаимодействиями освещается в разделе "Калибровочные бозоны: частицы, удерживающие другие частицы вместе" далее в этой главе. ilves_ArtO 26.08.14 в 18:46 |
||
|
Составные бозоны также могут существовать; они формируются посредством объединения чётного числа различных фермионов. ilves_ArtO 26.08.14 в 18:46 |
||
|
Например, атом углерода-12 содержит шесть протонов и шесть нейтронов, все из которых являются фермионами. ilves_ArtO 26.08.14 в 18:47 |
||
|
Ядро углерода-12 является, следовательно, составным бозоном. ilves_ArtO 26.08.14 в 18:47 |
||
|
Мезоны, с другой стороны - это частицы, состоящие точно из двух кварков, так что они тоже являются составными бозонами. ilves_ArtO 26.08.14 в 18:47 |
||
|
Частицы материи: фермионы ilves_ArtO 26.08.14 в 18:47 |
||
|
Фермионы, названные в честь Энрико Ферми - это частицы, которые имеют полуцелое значение квантового спина. ilves_ArtO 26.08.14 в 18:48 |
||
|
В отличие от бозонов, они подчиняются принципу исключения Паули, который говорит, что несколько фермионов не могут одновременно существовать в одном и том же квантовом состоянии. ilves_ArtO 26.08.14 в 18:48 |
||
|
В то время как бозоны рассматриваются как посредники для фундаментальных природных взаимодействий, фермионы - это чуть более "твёрдые" частицы, которые мы склонны рассматривать в качестве частиц материи. ilves_ArtO 26.08.14 в 18:48 |
||
|
Кварки являются фермионами. ilves_ArtO 26.08.14 в 18:48 |
||
|
В дополнение к кваркам, существует второе семейство фермионов, названное лептонами. ilves_ArtO 26.08.14 в 18:48 |
||
|
Лептоны - это элементарные частицы, которые не могут (насколько известно учёным) быть разбиты на меньшие частицы. ilves_ArtO 26.08.14 в 18:49 |
||
|
Электрон является лептоном, однако Стандартная модель физики элементарных частиц говорит нам, что в настоящее время существует три поколения частиц, каждое тяжелее предыдущего. ilves_ArtO 26.08.14 в 18:49 |
||
|
(Три поколения частиц были теоретически предсказаны прежде, чем найдены в экспериментах - великолепный пример того, как в квантовой теории поля теория может предшествовать эксперименту.) ilves_ArtO 26.08.14 в 18:50 |
||
|
Кроме того, в каждом поколении частиц есть два аромата кварков. ilves_ArtO 26.08.14 в 18:51 |
||
|
В таблице 8-1 показаны 12 типов фундаментальных фермионов, все из которых были найдены. ilves_ArtO 26.08.14 в 18:51 |
||
|
Числа в таблице 8-1 - это масса, с точки зрения энергии, для каждой из известных частиц. ilves_ArtO 26.08.14 в 18:51 |
||
|
(Нейтрино имеют виртуальную, но не действительную, нулевую массу.) ilves_ArtO 26.08.14 в 18:51 |
||
|
Таблица 8-1. Семейства элементарных частиц-фермионов ilves_ArtO 26.08.14 в 18:53 |
||
|
Кварки ilves_ArtO 26.08.14 в 19:01 |
||
|
Лептоны ilves_ArtO 26.08.14 в 19:01 |
||
|
Первое поколение ilves_ArtO 26.08.14 в 19:01 |
||
|
Верхний кварк ilves_ArtO 26.08.14 в 19:04 |
||
|
Нижний кварк ilves_ArtO 26.08.14 в 19:04 |
||
|
Электронное нейтрино ilves_ArtO 26.08.14 в 19:05 |
||
|
Электрон ilves_ArtO 26.08.14 в 19:05 |
||
|
Второе поколение ilves_ArtO 26.08.14 в 19:05 |
||
|
Очарованный кварк ilves_ArtO 26.08.14 в 19:06 |
||
|
Странный кварк ilves_ArtO 26.08.14 в 19:06 |
||
|
Мюонное нейтрино ilves_ArtO 26.08.14 в 19:07 |
||
|
Мюон ilves_ArtO 26.08.14 в 19:08 |
||
|
Третье поколение ilves_ArtO 26.08.14 в 19:08 |
||
|
Истинный кварк ilves_ArtO 26.08.14 в 19:08 |
