TopList Яндекс цитирования
Русский переплет
Портал | Содержание | О нас | Авторам | Новости | Первая десятка | Дискуссионный клуб | Чат Научный форум
Первая десятка "Русского переплета"
Темы дня:

Мир собирается объявить бесполётную зону в нашей Vselennoy! | Президенту Путину о создании Института Истории Русского Народа. |Нас посетило 40 млн. человек | Чем занимались русские 4000 лет назад? | Кому давать гранты или сколько в России молодых ученых?


next up previous
Next: Частицы и античастицы Фермионы Up: Лекция 1. Частицы и Previous: Лекция 1. Частицы и

Классы частиц и типы взаимодействий

В настоящее время существует твердое убеждение, что все в природе построено из элементарных частиц, а все природные процессы обусловлены взаимодействием этих частиц. Под элементарными частицами сегодня понимают кварки, лептоны, калибровочные бозоны и хиггсовские скалярные частицы. Под фундаментальными взаимодействиями- сильное, электро-слабое и гравитационное. Таким образом, условно можно выделить четыре класса элементарных частиц и три типа фундаментальных взаимодействий.

Первый класс содержит на сегодня фотон $(\gamma)$, $W^+, W^-, Z$- бозоны, восемь глюонов $(g^a, a=1,...,8)$ и предполагает существование гравитона. Все эти частицы являются переносчиками взаимодействий. За излучение $\gamma, W^+, W^-, Z$- бозонов ответственно электро-слабое взаимодействие, глюоны переносят сильное взаимодействие, гравитоны- это предполагаемые кванты гравитационного поля.

Второй класс содержит лептоны. Их в настоящее время шесть: электрон $(e)$, мюон $(\mu)$, тау-лептон $(\tau)$ и соответствующие нейтрино $(\nu_e ,\nu_{\mu}, \nu_{\tau})$. Удобно представить шесть лептонов в виде трех семейств

\begin{displaymath}
\left(
\begin{array}{l}
\nu_e(<5.1 eV)\\ e(0.511
MeV)\end{ar...
...ray}{r}
\nu_{\tau}(<31 MeV)\\ \tau(1777
MeV)\end{array}\right)
\end{displaymath}

Нейтрино электрически нейтральны; электрон, мюон и тау-лептон обладают электрическими зарядами. Лептоны участвуют в электро- слабом и гравитационном взаимодействии.

Третий класс- это кварки. Сегодня известно шесть кварков- $ u, d, s, c, b, t,$ каждый из которых может быть "окрашен" в один из трех цветов. Как и лептоны их удобно расположить в виде трех семейств

\begin{displaymath}
\left(
\begin{array}{l}u(2-8 MeV)\\ d(5-15 MeV)\end{array}\r...
...(
\begin{array}{r}t(175 GeV)\\ b(4.1-4.5 GeV)\end{array}\right)\end{displaymath}

Кварки в свободном виде не наблюдаются. Вместе с глюонами они являются составляющими адронов, которых несколько сотен. Адроны, как и составляющие их кварки, участвуют во всех типах взаимодействий.

Четвертый класс- хиггсовские частицы, экспериментально пока необнаруженные. В минимальной схеме достаточно одного хиггсовского скаляра. Их роль в природе на сегодня-в основном "теоретическая" и состоит в том, чтобы сделать электро-слабое взаимодействие перенормируемым. В частности, массы всех элементарных частиц- это "дело рук" хиггсовского конденсата. Возможно, введение хиггсовских полей необходимо для разрешения фундаментальных проблем космологии, таких как однородность и причинная связность Вселенной.

Последующие лекции по теории кварковой структуры адронов посвящены адронам и кваркам. Основное внимание будет уделяться классификации частиц, симметриям и законам сохранения.



Sergei B. Popov 2001-05-29

Rambler's Top100