Адроны. Сохранение Барионного числа.

Адро́ н — класс элементарных частиц, подверженных сильному взаимодействию и не являющихся истинно элементарными.

Адроны делятся на две основные группы в соответствии с их кварковым составом:

• мезоны — состоят из одного кварка и одного антикварка,
• барионы — состоят из трёх кварков трёх цветов, образуя так называемую бесцветную комбинацию.

Именно из барионов построена подавляющая часть наблюдаемого нами вещества — это нуклоны, составляющие ядро атома и представленные протоном и нейтроном. К барионам относятся также многочисленные гипероны— более тяжёлые и нестабильные частицы, получаемые на ускорителях элементарных частиц.

К мезонам относятся пионы (π -мезоны) и каоны (K-мезоны) и многие более тяжёлые мезоны.

Первоначально термин «мезон» имел смысл «средний по массе», поэтому в разряд мезонов попали и такие частицы, как мюоны, которые назывались μ -мезонами. Сейчас установлено, что мюон не является адроном, а относится к классу лептонов, поэтому название μ -мезон является неправильным.

В последнее время были обнаружены так называемые экзотические адроны, которые также являются сильновзаимодействующими частицами, но которые не укладываются в рамки кварк-антикварковой или трёхкварковой классификации адронов. Некоторые адроны пока только подозреваются в экзотичности. Экзотические адроны делятся на:

• экзотические барионы, в частности пентакварки, минимальный кварковый состав которых 4 кварка и 1 антикварк.
• экзотические мезоны, (адронные молекулы, глюболы и гибридные мезоны)

Сохранение барионного числа.

барионное число — это приблизительно сохраняемое квантовое число системы. Оно определяется как:

где

— количество кварков и

— количество антикварков.

Почему присутствует деление на три? По законам сильного взаимодействия полный цветовой заряд частицы должен быть нулевым («белым»). Этого можно добиться соединением кварка одного цвета с антикварком соответствующего антицвета, создав мезон с барионным числом 0, либо соединением трех кварков в барион с барионным числом +1, либо соединением трех антикварков в антибарион с барионным числом − 1

Билет 19.

Измерение скорости света.

Одним из первых пытался измерить скорость света Галилей - он предлагает эксперимент для решения спора о том, конечна или бесконечна скорость света. Два экспериментатора, вооруженные фонарями, становятся на некотором расстоянии друг от друга и, согласно предварительной договоренности, первый открывает свой фонарь, как только заметит свет открытого фонаря второго. Тогда сигнал первого экспериментатора вернется к нему через удвоенное время распространения света от одного наблюдателя ко второму. Этот опыт не мог получиться из-за чрезвычайно большой скорости света. Но за Галилеем остается заслуга первой постановки этой проблемы в экспериментальном плане и проектирования эксперимента столь гениального, что этот проект был осуществлен Физо через 250 лет при первом измерении скорости света в земных условиях. Действительно, в принципе опыт Физо отличается от опыта Галилея лишь тем, что один из двух экспериментаторов заменен зеркалом, тотчас отражающим пришедший световой сигнал.

Майкельсон начинает усовершенствовать метод измерения скорости света при помощи вращающегося зеркала, предложенного Леоном Фуко. Идеей Майкельсона было применить лучшую оптику и более длинную дистанцию. В 1878 году он произвёл первые измерения на довольно кустарной установке. Майкельсон опубликовал свой результат 299 910±50 км/с в 1879 году

17 век, Ремер. Наблюдение за спутниками Юпитера. Из уравнений Максвелла следует, что свет распространяется в вакууме с постоянной скоростью. Противоречие с принципами относительности Галилея. Необходимо вычислить надбавки к скорости света в зависимости от движения источника.

Ядерные силы.

Ядерные силы - пример сильных взаимодействий. Они многократно превосходят кулоновскую силу (но, конечно, на одинаковом расстоянии). Электростатическое взаимодействие характеризуется энергией порядка нескольких электронвольт, а характерные ядерные энергии в миллион раз больше - мегаэлектронвольты (Мэвы).

Короткодействие ограничивает действие ядерных сил ближайшим окружением нуклона, в то время как медленно спадающее с расстоянием электростатическое отталкивание протонов действует во всем объеме ядра. С ростом числа нуклонов ядра становятся неустойчивыми, и поэтому большинство тяжелых ядер радиоактивны, а совсем тяжелые вообще не могут существовать. Конечное число элементов в природе - следствие короткодействия ядерных сил.

Ядерные силы очень слабо зависят от того, взаимодействует протон с протоном, нейтрон с нейтроном или протон с нейтроном.

Билет 20.

Основные постулаты СТО.

теория, описывающая движение, законы механики и пространственно-временные отношения, определяющие их, при скоростях движения, близких к скорости света. СТО полностью выводится на физическом уровне строгости из трёх постулатов (предположений):

1. Справедлив принцип относительности Эйнштейна — расширение принципа относительности Галилея.
2. Скорость света не зависит от скорости движения источника во всех инерциальных системах отсчёта.
3. Пространство и время однородны, пространство является изотропным.

Следствием постулатов СТО являются преобразования Лоренца, заменяющие собой преобразования Галилея для нерелятивистского, «классического» движения. Эти преобразования связывают между собой координаты и времена одних и тех же событий, наблюдаемых из различных инерциальных систем отсчёта.

При движении с околосветовыми скоростями видоизменяются также и законы динамики. Так, можно вывести, что второй закон Ньютона, связывающий силу и ускорение, должен быть модифицирован при скоростях тел, близких к скорости света. Кроме того, можно показать, что и выражение для импульса и кинетической энергии тела уже имеет более сложную зависимость от скорости, чем в нерелятивистском случае.

2. Открытие нейтрона. Масса, спин и магнитный момент.

элементарная частица, не имеющая заряда. Нейтрон принадлежит к классу барионов.

Открытие- Чедвик. он показал, что гамма-лучевая гипотеза несостоятельна. Он предположил, что это излучение состоит из незаряженных частиц с массой, близкой к массе протона, и произвёл серию экспериментов. До этого- альфа частицы полония, попадая на легкие элементы, образуют излучение с высокой проницательной способностью.

• Масса: 939, 565360(81) МэВ (1, 6749485× 10^{− 24} г, 1, 00866491560(55) а.е.м.), что примерно на 0, 14 % больше, чем масса протона
• Спин: 1/2 (фермион)
• Магнитный момент: − 1, 91304273(45) ядерного магнетона

Несмотря на нулевой электрический заряд, нейтрон не является истинно нейтральной частицей. Античастицей нейтрона является антинейтрон, который не совпадает с самим нейтроном.

Билет 21.

⇐ Предыдущая123456

Поделиться: