Фундаментальные частицы

Думаю, вы уже поняли, что не все элементарные частицы действительно элементарны, то есть неразложимы на другие. На данный момент физика может предложить красивую таблицу, напоминающую школьную доску почета с отличниками. В ней приведены самые фундаментальные частицы, на которых держатся и наука физика, и Вселенная. Сами же эти частицы считаются бесструктурными — не имеющими внутреннего строения.

Все действительно элементарные частицы могут быть классифицированы по трем большим группам: лептоны, кварки и переносчики сил различных взаимодействий. Особенность лептонов состоит в том, что они не участвуют в сильном ядерном взаимодействии. Эго электрон, мюон и тау-леп-тон. У каждого из них имеется «быстроногий собрат» — нейтрино соответствующего типа: электронное, мюонное и тау-нейтрино.

В следующий класс входят частицы, основная обязанность которых состоит в обеспечении сильного взаимодействия между протонами и нейтронами в атомном ядре. Это кварки. Известно 6 типов (принято говорить «ароматов») различных кварков.

Более подробная схема распада нейтрона
Более подробная схема распада нейтрона

Третий класс фундаментальных частиц представляет переносчики взаимодействий. Фотон, как нам уже известно, отвечает за электромагнитное взаимодействие. Глюон (на самом деле есть 8 его разновидностей) «склеивает» между собой кварки. W- и Z-бозоны ответственны за так называемое слабое взаимодействие, которое приводит, например, к обсуждавшемуся ранее бета-распаду нейтронов.

Еще одна не упомянутая здесь элементарная частица — гравитон, квант гравитационного поля. Например, Земля и Луна обмениваются гравитонами и потому притягиваются друг к другу. К сожалению, на атомном уровне материи гравитация крайне слаба и не играет никакой роли. Кроме того, несмотря на то, что физики почти не сомневаются в существовании гравитона, он до сих пор не обнаружен.

Вышеприведенный распад нейтрона на самом деле происходит немного иначе. В этом процессе вместе с протоном возникает также бозон W-, который быстро распадается на электрон и электронное антинейтрино. Такой распад нейтрона — один из примеров слабого взаимодействия. А частица W- вместе с двумя другими — W-ь-бозоном и ZO-бозоном— являются его переносчиками.


Поделиться ссылкой