Элемента́рная части́ца — собирательный термин, относящийся к микрообъектам в субъядерном масштабе, которые на данный момент на практике невозможно расщепить на составные части[1].
Следует иметь в виду, что некоторые элементарные частицы (электрон, нейтрино, кварки и т. д.) на данный момент считаются бесструктурными и рассматриваются как первичные фундаментальные частицы[2]. Другие элементарные частицы (так называемые составные частицы, в том числе частицы, составляющие ядро атома — протоны и нейтроны) имеют сложную внутреннюю структуру, но тем не менее, по современным представлениям, разделить их на части невозможно по причине эффекта конфайнмента.
Всего вместе с античастицами открыто более 350 элементарных частиц. Из них стабильны фотон, электронное и мюонное нейтрино, электрон, протон и их античастицы. Остальные элементарные частицы самопроизвольно распадаются по экспоненциальному закону с постоянной времени от приблизительно 880 секунд (для свободного нейтрона) до ничтожно малой доли секунды (от 10−24 до 10−22 с для резонансов).
Строение и поведение элементарных частиц изучается физикой элементарных частиц.
Все элементарные частицы подчиняются принципу тождественности (все элементарные частицы одного вида во Вселенной полностью одинаковы по всем своим свойствам) и принципу корпускулярно-волнового дуализма (каждой элементарной частице соответствует волна де-Бройля).
Все элементарные частицы обладают свойством взаимопревращаемости, являющегося следствием их взаимодействий: сильного, электромагнитного, слабого, гравитационного. Взаимодействия частиц вызывают превращения частиц и их совокупностей в другие частицы и их совокупности, если такие превращения не запрещены законами сохранения энергии, импульса, момента импульса, электрического заряда, барионного заряда и др.
Основные характеристики элементарных частиц: время жизни , масса , спин , электрический заряд , магнитный момент , барионный заряд , лептонный заряд , странность , очарование , прелесть , истинность , изотопический спин , чётность , зарядовая чётность , G-чётность , CP-чётность , T- чётность , R-чётность , P-чётность .
Toate particulele elementare sunt împărțite în două clase:
Toate particulele elementare sunt împărțite în două clase:
Toate particulele elementare sunt împărțite în două clase:
Элементарные частицы делятся на следующие группы:
Адроны и лептоны образуют вещество. Калибровочные бозоны — это кванты разных типов взаимодействий.
Кроме того, в Стандартной модели с необходимостью присутствует хиггсовский бозон, предсказанный в 1964 году и обнаруженный в 2012 году на Большом адронном коллайдере.
Несмотря на большое разнообразие элементарных частиц, их размеры укладываются в две группы. Размеры адронов (как барионов, так и мезонов) составляют около 10−15 м, что близко к среднему расстоянию между входящими в них кварками. Размеры фундаментальных, бесструктурных частиц — калибровочных бозонов, кварков и лептонов — в пределах погрешности эксперимента согласуются с их точечностью (верхний предел диаметра составляет около 10−18 м) (см. пояснение). Если в дальнейших экспериментах окончательные размеры этих частиц не будут обнаружены, то это может свидетельствовать о том, что размеры калибровочных бозонов, кварков и лептонов близки к фундаментальной длине (которая весьма вероятно[4] может оказаться планковской длиной, равной 1,6·10−35 м).
The spatial dimensions of this region depend on the gauge charges that the particle possesses and on the masses of the intermediate bosons (the radius of the shell of massive virtual bosons is close to their Compton wavelength , which, in turn, is inversely proportional to their masa).
Первоначально термин «элементарная частица» подразумевал нечто абсолютно элементарное, первокирпичик материи. Однако, когда в 1950-х и 1960-х годах были открыты сотни адронов с похожими свойствами, стало ясно, что по крайней мере адроны обладают внутренними степенями свободы, то есть не являются в строгом смысле слова элементарными. Это подозрение в дальнейшем подтвердилось, когда выяснилось, что адроны состоят из кварков.
Pentru acestea (împreună cu bosonii gauge) se aplică termenul de particule fundamentale .
В активно разрабатываемой примерно с середины 1980-х теории струн предполагается, что элементарные частицы и их взаимодействия являются следствиями различных видов колебаний особо малых «струн».
Стандартная модель элементарных частиц включает в себя 12 ароматов фермионов, соответствующие им античастицы, а также калибровочные бозоны ( фотон , глюоны , W - и Z -бозоны ), которые переносят взаимодействия между частицами, и обнаруженный в 2012 году бозон Хиггса , отвечающий за наличие инертной массы у частиц.
Шесть из них — кварки .
Prima generatie | A doua generație | a treia generatie |
---|---|---|
Электрон: e− | Мюон: μ− | Тау-лептон : τ − |
Электронное нейтрино : ν e | Мюонное нейтрино : ν μ | Тау-нейтрино : |
u-кварк («верхний»): u | c-кварк («очарованный»): c | t-кварк («истинный»): t |
d-кварк («нижний»): d | s-кварк («странный»): s | b-кварк («прелестный»): b |
Также существуют 12 фермионных античастиц, соответствующих вышеуказанным двенадцати частицам.
Prima generatie | A doua generație | a treia generatie |
---|---|---|
позитрон: e+ | Положительный мюон: μ+ | Положительный тау-лептон: τ+ |
Электронное антинейтрино: | Мюоное антинейтрино: | Тау-антинейтрино: |
u-антикварк: | c-антикварк: | t-антикварк: |
d-антикварк: | s-антикварк: | b-антикварк: |
Кварки и антикварки никогда не были обнаружены в свободном состоянии — это объясняется явлением конфайнмента. На основании симметрии между лептонами и кварками, проявляемой в электромагнитном взаимодействии, выдвигаются гипотезы о том, что эти частицы состоят из более фундаментальных частиц — преонов.
По мнению большинства физиков, существуют неизвестные доселе типы частиц, из которых состоит тёмная материя[6]
termenul „particulă elementară” se referă mai degrabă la nivelul cunoștințelor noastre.
9.Вообще можно сказать, что на каждом этапе развития науки мы называем элементарными те частицы, строения которых не знаем и которые рассматриваем как точечные.
9. ![]() |
---|
Particule în fizică | |||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
particule fundamentale |
| ||||||||||||
Particule compozite |
| ||||||||||||