Анти-частицы. Взаимные превращения вещества и поля.

⇐ ПредыдущаяСтр 35 из 40Следующая ⇒

Из релятивистской квантовой теории следует, что для каждой частицы существует анти-частица, т.е. сходная с ней частица с такой же массой, спином, временем жизни, но отличающаяся знаком заряда, расположением вектора магнитного момента и спина и некоторыми другими характеристиками. Первой, обнаруженной на опыте анти-частицей был позитрон. Частицей и анти-частицей являются положительные и отрицательные пионы, мюоны, каоны и другие. Некоторые частицы и анти-частицы отличаются приставкой анти. Например: n (нейтрино), n (анти-нейтрино) и т.д. У некоторых частиц, частица и античастица совпадают, например, у нейтрального пиона, h-мезона и других. При встрече частицы и античастицы происходит антигиляция, при которой они исчезают с образованием g-квантов.

Например, электрон и позитрон при встрече антигилируют с образованием двух или трех g-квантов, с общей энергией 1, 02 МэВ и наоборот g-квант с энергией свыше 1, 02 МэВ пролетая в сильном поле вблизи ядра превращается в пару позитрон-электрон.

В 1956 году американский физик Лоуренс с сотрудниками получили антипротон, а через год антинейтрон. Открытие анти-нуклонов указывает на возможность существования антивещества. Возможно во Вселенной существуют антимиры, состоящие полностью из античастиц, но установить это в настоящее время не удается.

В настоящее время известен фундамент элементарных частиц.

Гипотеза кварков.

В 1904 г. американский физик М. Гелл-Манн выдвинул гипотезу, согласно которой все мезоны и барионы построены из трех видов элементарных частиц, названных кварками. Сейчас считается, что уверенно доказано существование кварков четырех типов или, как часто говорят, четырех ароматов: u, d, s, c. У каждого кварка есть антикварк, а, кроме того, они могут быть трех разновидностей, могут иметь три значения некоторого квантого числа, условно названного цветом (условно красным, желтым, синим). В итоге полное количество кварков и антикварков достигает 24 (возможно 36). У всех кварков одинаковый спин, равный . Необычным свойством кварков является то, что они имеют дробный электрический заряд.

Масса кварков, как показывают расчеты, должна составлять (5-10) × 10³ МэВ, т. е. 5-10 нуклонных масс, поэтому энергия связи необычайно большая. Кварки взаимодействуют между собой обмениваясь глюонами. Глюоны, как и фотоны, имеют спин равный 1, лишены электрического заряда и не имеют массы покоя.

По словам Ш. Глэшоу одного из теоретиков в области хронодинамики. Ядерные силы. Действующие между адронами – слабый след сил, действующих внутри отдельного адрона, как силы взаимодействия между молекулами – слабый след электромагнитных сил, которые притягивают электроны к ядру.

Кварковая модель хорошо согласуется с опытом, однако обнаружить кварки пока не удалось.

БЛОК 27

Атомная энергия и ее использование

1. Открытие трансурановых элементов.

2. Деление тяжелых атомных ядер.

3. Цепная реакция деления. Ядерный взрыв.

4. Ядерный реактор.

5. Получение радиоактивных изотопов, их применение в медицине, промышленности, сельском хозяйстве.

6. Развитие атомной энергетики и проблема экологии.

7. Единицы измерения радиации.

Л.С. Жданов §39.2-39.4; 39.8 / Г.Я. Мякишев §85–88 В.В. Жилко §66–67

Открытие трансурановых элементов.

В 40-х годах в лабораториях многих стран мира проводились опыты по облучению урана нейтронами. Уран-238 поглотив нейтрон, превращался в изотоп урана-239, который выбросив электрон, т.е. при b-распаде, превращался в новый элемент нептуний.

Нептуний радиоактивный, его период полураспада Т = 2, 3 дня; при b-распаде он превращается в плутоний.

Период полураспада плутония Т = 24 400 лет. Значит, плутоний можно накапливать в больших количествах. В дальнейшем были получены следующие трансурановые элементы. В 1970 году был получен элемент Дубний, с атомным номером -Z = 105, его Т = 1, 4 с.

До настоящего времени отсутствуют общепринятые согласованные названия трансурановых элементов. Компромиссные названия элементов:

105 – Дубний (Db)

106 – Сиборгий (Sg)

107 – Нильсборий (Ns)

108 – Ханий (Hh)

109 – Мейгнерий (Mr)

110 – 112 названий пока не имеют.

⇐ Предыдущая 30 31 32 33 343536 37 38 39 Следующая ⇒