Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Таранина И.В. "Гражданский процесс в схемах " (Юриспруденция)

Смоленский М.Б. "Адвокатская деятельность и адвокатура российской федерации" (Юриспруденция)
Реклама

Суперсила - Девис П.

Девис П. Суперсила — М.: Мир, 1989. — 272 c.
ISBN 5-03-000546
Скачать (прямая ссылка): supersila1989.djvu
Предыдущая << 1 .. 39 40 41 42 43 44 < 45 > 46 47 48 49 50 51 .. 136 >> Следующая

систематизации всех известных частиц, подобно тому как в XVIII в.
92
Суперсила
биологи составляли подробнейшие каталоги видов растений и животных. К
числу наиболее важных характеристик субатомных частиц относятся масса,
электрический заряд и спин.
Поскольку масса и вес связаны между собой, частицы с большой массой
часто называют "тяжелыми". Соотношение Эйнштейна Е = тс2 указывает, что
масса частицы зависит от ее энергии и, следовательно, от скорости.
Движущаяся частица тяжелее покоящейся. Когда говорят о массе частицы,
имеют в виду ее массу покоя, поскольку эта масса не зависит от состояния
движения. Частица, имеющая нулевую массу покоя, движется со скоростью
света. Наиболее очевидный пример частицы с нулевой массой покоя - фотон.
Считается, что электрон - самая легкая из частиц с ненулевой массой
покоя. Протон и нейтрон почти в 2000 раз тяжелее, тогда как масса самой
тяжелой частицы, которую удалось создать в лаборатории (Z-частицы),
примерно в 200 000 раз больше массы электрона.
Электрический заряд частиц меняется в довольно узком диапазоне, но,
как мы отмечали, всегда кратен фундаментальной единице заряда. Некоторые
частицы, например фотон и нейтрино, не имеют электрического заряда. Если
заряд положительно заряженного протона принять за +1, то заряд электрона
равен -1.
В гл. 2 мы ввели еще одну характеристику частиц - спин. Он также
всегда принимает значения, кратные некоторой фундаментальной единице,
которая по историческим причинам выбрана равной 1/2. Так, протон, нейтрон
и электрон имеют спин 72, а спин фотона равен 1. Известны также частицы
со спином 0, 3/2 и 2. Фундаментальных частиц со спином больше 2 не
обнаружено, и теоретики полагают, что частиц с такими спинами не
существует.
Спин частицы - важная характеристика, и в зависимости от его величины
все частицы разделяются на два класса. Частицы со спинами 0, 1 и 2
называются "бозонами" - в честь индийского физика Чатьендраната Бозе, а
частицы с полуцелым спином (т. е. со спином 1/2 или 3/2) - "фермионами" в
честь Энрико Ферми. Принадлежность к одному из этих двух классов
является, вероятно, наиболее важной в перечне характеристик частицы.
Другая важная характеристика частицы - ее время жизни. До недавнего
времени считалось, что электроны, протоны, фотоны и нейтрино абсолютно
стабильны, т. е. имеют бесконечно большое время жизни. Нейтрон остается
стабильным, пока он "заперта в ядре, но свободный нейтрон распадается
примерно за 15 мин. Все остальные известные частицы в высшей степени
нестабильны, их времена жизни колеблются в пределах от нескольких
микросекунд до 10'23 с. Такие интервалы времени кажутся непостижимо
малыми, однако не следует забывать, что частица, летящая со скоростью,
близкой к скорости света (а большинство частиц, рожда-
Мир субатомных частиц
93
(ощихся на ускорителях, движутся именно с такими скоростями), успевает
пролететь за микросекунду расстояние в 300 м.
Нестабильные частицы претерпевают распад, представляющий собой
квантовый процесс, и.поэтому в распаде всегда есть элемент
непредсказуемости. Продолжительность жизни конкретной частицы невозможно
предсказать заранее. На основе статистических соображений можно
предсказать лишь среднее время жизни. Обычно говорят о периоде
полураспада частицы - времени, за которое популяция тождественных частиц
сокращается наполовину. Эксперимент показывает, что уменьшение
численности популяции происходит по экспоненте (см. с. 63) и период
полураспада составляет 0,693 от среднего времени жизни.
Физикам недостаточно знать, что та или иная частица существует - они
стремятся понять, какова ее роль. Ответ на этот вопрос зависит от
перечисленных выше свойств частиц, а также от характера сил, действующих
на частицу извне и внутри ее. В первую очередь свойства частицы
определяются ее способностью (или неспособностью) участвовать в сильном
взаимодействии. Частицы, участвующие в сильном взаимодействии, образуют
особый класс и называются адронами. Частицы, участвующие в слабом
взаимодействии и не участвующие в сильном, называются лептонами, что
означает "легкие". Познакомимся кратко с каждым из этих семейств.
.Пептоны
Наиболее известен из лептонов электрон. Подобно всем леп-тонам, он,
по-видимому, является элементарным, точечным объектом. Насколько
известно, электрон не имеет внутренней структуры, т. е. не состоит из
каких-то других частиц. Хотя лептоны могут иметь электрический заряд, а
могут и не иметь, спин у всех У них равен х/2, следовательно, они
относятся к фермионам.
Другой хорошо известный лептон, но уже без заряда, - это нейтрино. Как
уже говорилось в гл. 2, нейтрино неуловимы, словно призраки. Так как
нейтрино не участвуют ни в сильном, ни в электромагнитном
взаимодействиях, они почти полностью игнорируют вещество, проникая через
него, как будто его вообще нет. Высокая проникающая способность нейтрино
долгое время весьма затрудняла экспериментальное подтверждение их
Предыдущая << 1 .. 39 40 41 42 43 44 < 45 > 46 47 48 49 50 51 .. 136 >> Следующая