Elemi részecskék és kölcsönhatásaik
Tartalomjegyzék
A részecskefizika egységrendszere
<toggledisplay> Compton-hullámhossz:[KÉNE MAGYARÁZAT!!!]
Átlagos élettartam:
,
Részecskék tömege: eV, MeV, GeV stb. (). , </toggledisplay>
Részecskeosztályozás és kölcsönhatások
Elemi részecske:[1] Az elérhető legnagyobb energiákon sincs belső szerkezet. [2]
Az elemi részecskék jellemzői
- m (nyugalmi tömeg)[3]
- s (spin)
- töltések [RÉSZLETEZENDŐ!!!]
- mágneses momentum
XX. század elején az elemi részecskék az elektron, proton, foton(), neutrínó (). Aztán felfedezték a reakciót, ami a gyenge kölcsönhatás egyik jó példája.
Mai képünk az anyagról
osztály | jelölés | spin | töltés |
kvarkok | q | spin | "bezárás" [4] |
leptonok | l | spin | , vagy 0 - neutrínók |
Kölcsönhatások közvetítése
név | közvetítő bozonok (egész spin) | közvetítő részecske tömege | hatótávolsága |
gravitációs | |||
elektromágneses | foton () | 0 | |
gyenge | -bozonok | rövid () | |
erős | gluon () | 0 ("bezárás") | rövid () |
Pauli-elv
A részecskékre igaz a Pauli-elv (hu en), azaz:
- Azonos fermionok aszimmetrikus,
- azonos bozonok szimmetrikus hullámfüggvényt valósítanak meg.
A hullámfüggvény szorzatalkú, egy térbeli rész és egy spint tartalmazó rész szorzataként írható fel: .
A térbeli rész a relatív koordinátáktól függ: [5]
Felcserélésnél: és
Minthogy fermionok esetén a hullámfüggvénynek aszimmetrikusnak, bozonok esetén pedig szimmetrikusnak kell lennie, ezen típusú részecskék esetén és értékére a következő lehetőségek adódnak:
típus | ||
fermionok | aszimmetrikus | szimmetrikus |
szimmetrikus | aszimmetrikus | |
bozonok | szimmmetrikus | szimmetrikus |
aszimmetrikus | aszimmetrikus |
Példa
<toggledisplay> A fenti bomlás azért nem valósulhat meg, mivel a 1-es spinű, a pedig 0-s spinű, és mindkettő bozon. 770 MeV, 130 MeV.
Mivel az impulzusmomentum a jelen folyamat esetén megmarad, és a kiindulásnál , ezért -nek kell lennie (és mivel -nak nincs, csak a pályaimpulzusmomentumból lehet, viszont a Pauli-elv nem engedi, hogy a pályaimpulzusmomentuma 1 legyen).
Mivel a fentiek a jobb oldalon nem azonos részecskék. </toggledisplay>
Antirészecskék: a tömeg és a spin ugyanaz, a töltése pedig -1-szeres, például: (elektron) - (pozitron), (proton) - (antiproton).
Kvarkok
Barionszámuk , az antikvarkoké . A kvarkok hat "ízben" (flavour) vannak jelen a természetben.
típus | ||
részecske | u (up), c (charm), t (top) | |
részecske | d (down), s (strange), b (bottom) | |
antirészecske | , , | |
antirészecske | , , |
- ↑ Ritkán, de használják a szubnukleáris részecske elnevezést is. Szubnukleáris részecske: ami az atomokban nem található meg.
- ↑ Ez természetesen időfüggő. Száz éve még eleminek gondolt részecskékről kiderült, hogy nem azok, nagyobb energiájú gyorsítókban végzett kísérletek során.
- ↑ A tanár úr kiemelte, hogy jelen előadásban a mozgási tömeget, mint fogalmat nem használja, minden további tömeg nyugalmi tömegnek értendő.
- ↑ Szabad kvarkot még nem figyeltek meg és a jelenlegi elméletek szerint nem is lehet.
- ↑ Itt felírtunk valamit arról, hogy , de az mire is vonatkozott pontosan? Aki tudja, javítsa ki legyen szíves.