Электрический заряд («элементарный» заряд)
Все элементарные частицы обладают электрическим зарядом. Электрические заряды делятся на положительные и отрицательные. Положительным зарядом обладают стабильные элементарные частицы – протоны и позитроны, а также ионы атомов металлов и т.д. Стабильными носителями отрицательного заряда являются электрон и антипротон.
Существуют электрически незаряженные частицы, то есть нейтральные: нейтрон, нейтрино. В электрических взаимодействиях эти частицы не участвуют, так как их электрический заряд равен нулю. Бывают частицы без электрического заряда, но электрический заряд не существует без частицы.
Кварки – частицы с дробным электрическим зарядом.
По времени жизни
Частицы делятся на стабильные и нестабильные. Стабильных частиц пять: фотон, две разновидности нейтрино, электрон и протон. Стабильные частицы играют важнейшую роль в структуре макротел.
Все остальные частицы нестабильны, они существуют около 10-10 –10-24 секунд, после чего распадаются.
Спин – собственный момент импульса движения микрочастицы, ее внутренняя степень свободы, который не связан с перемещением частицы как целого. При введении понятия «Спин.» предполагалось, что электрон можно рассматривать как «вращающийся волчок», а его Спин. — как характеристику такого вращения, — отсюда и название. В ядерной физике вводится также изоспин, а в физике элементарных частиц появляется цвет, очарование, прелесть (или красота) и истинность.
|
|
|
Квантовые числа – это числа, определяющие дискретные значения параметров состояния элементарных частиц. Ква́нтовое число́ вквантовой механике— численное значение какой-либо квантованной переменной микроскопического объекта (элементарной частицы, ядра, атома и т.д.), характеризующее состояние частицы. Задание квантовых чисел полностью характеризует состояние частицы.
Все элементарные частицы по характеру взаимодействия делятся на две группы:
· Фермионы (кварки, лептоны).
· Бозоны (кванты полей – фотоны, векторные бозоны, глюоны, гравитино и гравитоны).
Фермионы составляют вещество, а бозоны переносят взаимодействие (поле).
Вопрос 3. Физическое взаимодействие.
Взаимодействие обуславливает соединение различных материальных элементов в системы, системную организацию материи. Все свойства тел есть проявление их взаимодействия.
Современная физика рассматривает четыре типа взаимодействий: гравитационное, электромагнитное, слабое и сильное.
Гравитационное взаимодействие
Это самое слабое из всех взаимодействий. Гравитационному взаимодействию подвержены все элементарные частицы. Влияние гравитационного поля на квантовые системы мало, но существенно возрастает в космических масштабах. С увеличением размеров объектов увеличивается энергия взаимодействия. Существует только в виде гравитационного притяжения (закон тяготения Ньютона). Скорость распространения гравитационных волн в вакууме равна скорости света.
|
|
|
Электромагнитное взаимодействие
Тип фундаментальных взаимодействий, который характеризуется участием электромагнитного поля в процессах взаимодействия. Электромагнитное поле (в квантовой физике – фотоны) либо излучается или поглощается при взаимодействии, либо переносит взаимодействие между телами. В отличие от гравитационного может проявляться и как притяжение (между разноименными зарядами), и как отталкивание (между одинаковыми зарядами). Характеризуется тем, что электрические заряженные частицы испускают или поглощают фотоны, либо обмениваются ими.
Обеспечивает целостность атомов, молекул, макротел; именно к электромагнитному взаимодействию сводится большинство сил, наблюдающихся в макроскопических явлениях: сила трения, сила упругости и др; свойства различных агрегатных состояний вещества (кристаллов, аморфных тел, жидкостей, газов, плазмы), химические превращения, процессы излучения, распространения и поглощения электромагнитных волн.
|
|
|
Таким образом, электромагнитное и гравитационное взаимодействия осуществляются в космических масштабах, в макромире и микромире.
Слабое взаимодействие
Оно ответственно, в частности, за бета-распад ядра. Это взаимодействие называется слабым, поскольку два других взаимодействия, значимые для ядерной физики (сильное и электромагнитное), характеризуются значительно большей интенсивностью. Однако оно значительно сильнее четвёртого из фундаментальных взаимодействий, гравитационного. Проявляется только в микромире. Слабое взаимодействие позволяет лептонам, кваркам и их античастицам обмениваться энергией, массой, электрическим зарядом и квантовыми числами – то есть превращаться друг в друга.
Сильное взаимодействие
Си́льное взаимоде́йствие (другие названия – цветово́е взаимоде́йствие, я́дерное взаимоде́йствие). В сильном взаимодействии участвуют кварки и глюоны и составленные из них частицы, называемые адронами (барионы и мезоны). Оно действует в масштабах порядка размера атомного ядра и менее (от10-13 см), отвечая за связь между кварками в адронах и за притяжение между нуклонами (разновидность барионов – протоны и нейтроны) в ядрах. Ядерные силы не зависят от заряда частиц. В сильных взаимодействиях величина заряда сохраняется. Если энергию гравитационного взаимодействия принять за единицу, то электромагнитное взаимодействие в атоме будет в 1039 раз больше, а взаимодействие между нуклонами, – составляющими ядро частицами, – в 1041 раз больше. Чем меньше размеры материальных систем, тем более прочно связаны между собой их элементы.
|
|
|
В обычном стабильном веществе при не слишком высокой температуре сильное взаимодействие не вызывает никаких процессов и его роль сводится к созданию прочной связи между нуклонами в ядрах. Однако при столкновениях ядер или нуклонов, обладающих достаточно высокой энергией, сильное взаимодействие приводит к многочисленным ядерным реакциям. Особенно важную роль в природе играют реакции слияния (термоядерного синтеза), в результате которых четыре нуклона объединяются в ядро гелия. Эти реакции (при существенном участии также и слабого взаимодействия) идут на Солнце и являются основным источником используемой на Земле энергии.
Рассмотренные четыре типа фундаментальных взаимодействий лежат в основе всех известных форм движения материи, в том числе возникших на высших ступенях развития: жизнь, человек, общество.
В последние годы в научных трудах обсуждается возможность существования еще одного дистанционного взаимодействия в макромире – спин-торсионного, фиксирующего и передающего информацию посредством торсионного поля.
Торсионные поля (поля кручения) как объект теоретической физики являются предметом исследования с начала XX века и своим рождением обязаны Э. Картану и А. Эйнштейну. Если электромагнитные поля порождаются зарядом, гравитационные — массой, то торсионные поля — спином или угловым моментом вращения, а также открыта их способность к самогенерации.
Торсионное поле (поле кручения) обладает способностью почти мгновенно передавать информацию в любую часть Вселенной, а также обеспечивает «голографичность» информационных связей во Вселенной. Торсионные поля гипотетически ответственны за парапсихические феномены.
Возможно, что XXI век будет веком торсионной энергии.
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 214; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!