Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Физика arrow Концепции современного естествознания

ТЕМА 10 ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ И ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

Основные вопросы: 1. Концепция атомизма. Поиск элементарных составляющих материи. 2. Основные характеристики элементарных частиц. 3. Кварковая природа материи. Теория суперструн. 4. Фундаментальные взаимодействия в природе. 5. Обьединение фундаментальных взаимодействий.

1. КОНЦЕПЦИЯ АТОМИЗМА. ПОИСК ЭЛЕМЕНТАРНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ МАТЕРИИ

Со времен Демокрита основополагающая идея атомизма заключается в признании того, что есть предел делимости вещества: в достаточно малых масштабах должны быть неделимые единицы материи, из соединения которых и состоят все существующие в мире тела. Поскольку имеется методологический принцип, сводящий свойства сложной системы к свойствам ее составных частей (принцип редукционизма), то свойства элементарных составляющих материи должны объяснять также многие свойства всех материальных тел.

Представления о существовании мельчайших частиц вещества являются важнейшими в современной физике. Американский физик-теоретик Р. Фейнман (1918-1988) говорит по этому поводу следующее: «Если бы в результате какой-то мировой катастрофы все накопленные научные знания оказались бы уничтоженными и к грядущим поколениям перешла бы только одна фраза, то какое утверждение, составленное из наименьшего числа слов, принесло бы наибольшую информацию? Я считаю, что это атомная гипотеза: «все тела состоят из атомов, маленьких частиц, которые находятся в беспрерывном движении, притягиваются на небольшом расстоянии, но отталкиваются, если одно из них плотнее прижать к другому».

Вплоть до конца XIX в. мельчайшей неделимой частицей считался атом. Однако в начале XX в. Резерфорд, исследуя радиоактивные превращения элементов, обнаружил, что атом делйм. Поиск первых элементарных составляющих материи привел к открытию электрона (1897), фотона (1900), протона (1919), нейтрона (1932). В 1932 г. в составе космических лучей был открыт позитрон, имеющий такую же массу, как электрон, и противоположное значение электрического заряда (античастица электрона). С начала 1950-х гг. главным инструментом исследования элементарных частиц стали ускорители. С их помощью была открыта античастица протона — антипротон (1955), античастица нейтрона — антинейтрон (1956). (Существование античастиц было предсказано теорией Дирака в 1928 г. Впоследствии античастицы были обнаружены для всех элементарных частиц.) В 1960-х гг. на ускорителях было получено большое количество крайне неустойчивых частиц, названных резонансами', время их жизни порядка 1(Г22-10~24 с. В настоящее время число открытых элементарных частиц и античастиц приближается к 400. Все эти элементарные частицы называются субатомными. Однако термин «элементарный» носит условный характер, так как некоторые из этих частиц обладают структурой, т. е. могут быть представлены в виде еще более мелких единиц.

Из всех элементарных частиц стабильными являются фотон, электронное и мюонное нейтрино, электрон, протон и их античастицы; остальные элементарные частицы самопроизвольно распадаются. Однако нельзя считать, что нестабильные элементарные частицы «состоят» из стабильных хотя бы потому, что одна и та же частица может распадаться на различные элементарные частицы несколькими способами. Это обстоятельство не позволяет рассматривать элементарные частицы как простейшие, неизменные «кирпичики мироздания», подобные атомам Демокрита.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы