Elemi részecskék és kölcsönhatásaik

<showhide>

A részecskefizika egységrendszere

$\hbar = c = 1$ <hide> Compton-hullámhossz:[KÉNE MAGYARÁZAT!!!]$\lambda_{Compton} = \frac{\hbar}{mc} \sim \frac{1}{m}$

Átlagos élettartam: $\frac{\lambda}{c} = \frac{\hbar}{mc^2} \sim \frac{1}{m}$

$Energia = t\ddot omeg \cdot c^2$, $E \sim m \mathbf{}$

Részecskék tömege: eV, MeV, GeV stb. ($1 eV = 1,6 \cdot 10^{-19} J$). $m_p = 930 MeV \mathbf{}$, $\hbar c = 197 MeVfm$ </hide> </showhide>

Részecskeosztályozás és kölcsönhatások

Elemi részecske: Az elérhető legnagyobb energiákon sincs belső szerkezet.

Az elemi részecskék jellemzői

• m (nyugalmi tömeg)
• s (spin)
• töltések [RÉSZLETEZENDŐ!!!]
• mágneses momentum

XX. század elején az elemi részecskék az elektron, proton, foton($\gamma$), neutrínó ($\nu$). Aztán felfedezték a $n \rightarrow p e \nu$ reakciót, ami a gyenge kölcsönhatás egyik jó példája.

Mai képünk az anyagról

osztály	jelölés	spin	töltés
kvarkok	q	$\frac{1}{2}$ spin	$\left( \pm \frac{2}{3}e, \pm \frac{1}{3}e \right)$ "bezárás"
leptonok	l	$\frac{1}{2}$ spin	$\pm e$, vagy 0 - neutrínók

Kölcsönhatások közvetítése

név	közvetítő bozonok (egész spin)	közvetítő részecske tömege	hatótávolsága
gravitációs			$\infty$
elektromágneses	foton ($\gamma$)	0	$\infty$
gyenge	$W^{\pm}, Z$-bozonok	$m_W, m_Z \sim 90 GeV \mathbf{}$	rövid ($< 1 fm \sim 10^{-15} \mathbf{}$)
erős	gluon ($G^a$)	0 ("bezárás")	rövid ($< 1 fm \sim 10^{-15} \mathbf{}$)

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: $\psi = \alpha (t e^{,}rbeli) \beta (spin) \mathbf{}$.

A térbeli rész a relatív koordinátáktól függ: $\alpha \sim Y_l^m (\theta, \phi)$

---