sly2m (sly2m) wrote,
sly2m
sly2m

Category:

Плюшевая модель элементарных частиц (часть первая)

Со школьной скамьи все мы помним, что атом в принципе устроен так: в центре (ядре) расположены протоны с нейтронами, а вокруг летают электроны, как планеты вокруг Солнца.


Базовый курс знаний об элементарных частицах, без которого не пускают в 21й век


Как многие знают, на самом деле в мире элементарных субатомных частиц все обстоит немного сложнее, чем нам рассказывали в школе. Протоны с нейтронами получились совсем не элементарными, напротив, оказалось, что они состоят из более мелких частиц - кварков. На данный момент, самая лучшая теория, с которой наука шагнула в третье тысячелетие, это так называемая Стандартная Модель элементарных частиц. Она довольно компактна, универсальна и позволяет делать неплохие предсказания, которые периодически подтверждаются экспериментально. Как говорится: это то не лучшее, что лучшее, но это лучшее, что у нас есть.

На сайте The Particle Zoo, созданном одной чересчур увлекшейся физикой портнихой, эта стандартная модель остроумно (и приятно на ощупь) представлена забавным плюшевым набором.

Я надергал оттуда картинок и в меру сил перевел их на русский язык, итак, плюшевая модель элементарных частиц!


КВАРКИ:



Верхний кварк. Верхний кварк вместе с нижним кварком составляют протоны и нейтроны. Ученые считают, что именно кварки, а не протоны с нейтронами следует называть элементарными частицами (что логично). Различают 6 сортов (или ароматов) - верхний, нижний, очарованный, странный, прелестный и истинный кварки. Все вещество, которое окружает нас сделано из первых двух верхнего и нижнего. Остальные кварки и частицы из них состоящие ученые получают в экстремальных условиях на сверхгигантских ускорителях, такие частицы живут какие-то доли миллисекунд и распадаются на привычные нам протоны и нейтроны, т.е. соответственно, на верхние и нижние кварки.




Нижний кварк. Нижний кварк вместе с верхним кварком составляют протоны и нейтроны. Чуть-чуть тяжелей верхнего кварка.



Странный кварк. Странный кварк относится к второму поколению кварков, весит примерно столько же, сколько мюон и был открыт в 1964м году. Не стоит обольщаться его улыбкой, обратите внимание, насколько это странная улыбка. %)



Очарованный кварк. Более тяжелый, чем странный, очарованный кварк был обнаружен на десять лет позже, в 1974м году. Вещество, имеющее в своем составе очарованный кварк так и называют - "очарованным веществом".



Прелестный кварк. Прелестный кварк в девять раз тяжелей протона, эта недолго живущая частица относится к третьему поколению кварков. Как нижний и очарованный, прелестный кварк тоже имеет заряд -1/3 от заряда электрона и был открыт в 1977м году.



Истинный кварк. Истинный кварк (самый тру-кварк из всех кварков!) был открыт в 1995 году, потому что он самый массивный и соответственно, самый короткоживущий из всех известных кварков - время его жизни составляет 10-24 доли секунды!




ЛЕПТОНЫ:


Электрон. Электрон - фундаментальная субатомная частица, несущая отрицательный заряд. Это самая первая элементарная частица, открытая человеком, еще в конце 19го века, в 1897м году. Электрон весит в тысячу раз меньше самого маленького атома, принимает участие в электромагнитных взаимодействиях, чаще всего его можно встретить вращающимся вокруг атомного ядра или в обычной электрической розетке, в которой электроны работают током.



Электронное нейтрино. У каждого из трех "основных" лептонов, есть его тайный сообщник - нейтрино соответствующего названия (или как говорят физики - "аромата"). Как хитрый вор, нейтрино тайно похищает часть энергии ядерного распада, и его практически невозможно поймать на месте преступления, поэтому все нейтрино носят на себе маски. Они перемещаются со скоростями близкими к скорости света, но при этом практически никак не взаимодействуют с окружающим веществом. В каждую секунду через наше тело проносятся триллионы нейтрино, а мы этого даже не замечаем. Да что там тело, нейтрино может прошить насквозь свинцовую стену толщиной в несколько световых лет, такого бандита не удержать обычными тюремными решетками!



Мюон. Мюон - это по сути тот же электрон, только более тяжелый, и от того не вечный. Он несет такой же самый отрицательный заряд, но при это в 200 раз тяжелей электрона. Именно поэтому время жизни у электрона как минимум 4,6×1026 лет, а у мюона только 2,2×10−6 секунды. Лишний вес - угроза жизни, занимайтесь спортом - живите долго!



Мюонное нейтрино. Как и своего электронного собрата, мюонное нейтрино чрезвычайно трудно обнаружить - от того и бандитская маска на лице. Мюонное нейтрино было открыто в 1962м году, при распаде слишком тяжелого для стабильного существования мюона. Масса мюонного нейтрино составляет треть массы электрона.



Таон (тау-лептон). Таон - еще более короткоживущая и еще более тяжелая версия электрона, чем мюон. Неся на себе такой же отрицательный электрический заряд, таон весит в 3478 раз тяжелее электрона и живет всего 3×10-13 секунды.



Тау нейтрино. Вместе с другими членами "шайки лептонов", тау нейтрино скрывается под маской. Его невообразимо сложно обнаружить, впервые тау нейтрино было открыто лишь в 2000м году, и оно в 100 раз тяжелей мюонного.



Я перечислил основные частицы плюшевого зоопарка стандартной модели. В следующем посте пойдут частицы - переносчики взаимодействия, а так же гипотетические, еще не открытые частицы.

Stay electrically charged! :)

Tags: бесполезные знания, забавно, наука
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 14 comments