атомоподобная система, в которой силы электростатического притяжения связывают положительно заряженное атомное ядро
с отрицательное адроном ("p"-, К--мезоны, антипротон и др.). Адронные атомы образуются при
торможении отрицательного адрона в веществе.
пары (от позднелат . annihilatio - уничтожение, исчезновение), один из видов превращений
Элементарных частиц, происходящий при столкновении частицы с античастицей.
При аннигиляции частица и античастица исчезают, превращаясь в др. частицы, число и сорт которых лимитируются
сохранения законами. Напр., при малых энергиях столкновения в процессе аннигиляции пары электрон-позитрон
возникают фотоны, а пары нуклон-антинуклон - в основном пи-мезоны. Процесс, обратный аннигиляции, - пары рождение.
(барионное число) (B) , одна из внутренних характеристик барионов. У всех барионов B = +1,
а у их античастиц B = -1 (у остальных Элементарных частиц B = 0). Алгебраическая сумма барионных зарядов, входящих
в систему частиц, сохраняется при всех взаимодействиях.
(от греч . barys - тяжелый), "тяжелые" Элементарные частицы с полуцелым спином
и массой, не меньшей массы протона; участвуют во всех известных фундаментальных взаимодействиях. К барионам
относятся нуклоны, гипероны и многие из т. н.
резонансов.
(от греч . hyper - сверх), нестабильные барионы с массами, большими массы нейтрона, и
большим временем жизни по сравнению с ядерным временем; обладают особой внутренней характеристикой -
странностью. Существуют гипероны лямбда (?), сигма (?), кси (?) и омега (?).
гипотетические электрически нейтральные частицы с нулевой массой и спином 1, осуществляющие взаимодействие между
кварками. Подобно кваркам, глюоны обладают квантовой характеристикой "цвет".
универсальное (присущее всем видам материи) взаимодействие, самое слабое из фундаментальных взаимодействий
элементарных частиц; имеет характер притяжения.
независимость сильного взаимодействия от электрического заряда частиц внутри одного изотопического мультиплета.
Пример: зарядовая независимость ядерных сил.
группа элементарных частиц с близкими массами, одинаковыми спином и некоторыми другими
характеристиками, но различными электрическими зарядами. Примеры: протон и
нейтрон (изотопический дублет), нейтральный, положительно и отрицательно заряженные
пи-мезоны (изотопический триплет) и т. д. Частицы одного изотопического мультиплета рассматривают как различные
зарядовые состояния одной частицы (нуклона, пи-мезона и т. д.). Изотопическим мультиплетом называется
также группа ядер-изобар с одинаковыми квантовыми числами.
(изоспин , I), внутренняя характеристика адронов и атомных ядер, определяющая число (n) частиц в одном
изотопическом мультиплете: n = 2I+1. В процессах сильного взаимодействия изотопический спин сохраняется.
(от изо ... и греч. topos - место), разновидности химических элементов, у которых ядра атомов отличаются числом
нейтронов, но содержат одинаковое число протонов и поэтому занимают одно и то же место в периодической системе
элементов. Различают устойчивые (стабильные) изотопы и радиоактивные изотопы. Термин предложен Ф. Содди в 1910.
квантовополевая теория сильного взаимодействия кварков и глюонов, которое осуществляется путем обмена между ними
- глюонами (аналогом фотонов в квантовой электродинамике). В отличие от фотонов, глюоны взаимодействуют друг с
другом, что приводит, в частности, к росту силы взаимодействия между кварками и глюонами при удалении их друг от
друга. Предполагается, что именно это свойство определяет короткодействие ядерных сил и отсутствие в природе
свободных кварков и глюонов.
целые или дробные числа, определяющие возможные дискретные значения физических величин, характеризующих квантовые системы (атомное ядро, атом, молекулу и др.) и отдельные элементарные частицы.
гипотетические фундаментальные частицы, из которых по современным представлениям, состоят все адроны (барионы - из трех кварков, мезоны - из кварка и антикварка). Кварки обладают спином 1/2, барионным зарядом 1/3, электрическими зарядами ?2/3 и +1/3 заряда протона, а также специфическим квантовым числом "цвет". Экспериментально (косвенно) обнаружены 6 типов ("ароматов") кварков: u, d, s, c, b, t. В свободном состоянии не наблюдались.
("прелесть") , квантовое число, характеризующее адроны; сохраняется в сильном и электромагнитном взаимодействиях
и не сохраняется в слабом. Носителем "красоты" является ?-кварк. Адроны с ненулевым значением "красоты" называются
"красивыми" ("прелестными"), обнаружены на опыте.
(лептонное число) (L) , внутренняя характеристика лептонов; L=+1 для лептонов и -1 для антилептонов. Различают:
электронный лептонный заряд, которым обладают только электроны, позитроны, электронные нейтрино и антинейтрино;
мюонный лептонный заряд, которым обладают только мюоны и мюонные нейтрино и антинейтрино; лептонный заряд тяжелых
-лептонов и их нейтрино. Алгебраическая сумма лептонного заряда каждого типа с очень высокой точностью сохраняется
при всех взаимодействиях.
(от греч . leptos - легкий), Элементарные частицы со спином 1/2, не участвующие
в сильном взаимодействии. К лептонам относятся электрон, отрицательно заряженные мюон и тяжелый ? -лептон (с
массой ок. двух протонных масс), электронное, мюонное нейтрино и их античастицы.
единица измерения магнитного момента в физике атома, атомного ядра и элементарных частиц. Магнитный момент,
обусловленный орбитальным движением электронов в атоме и их спином, измеряется в М. Бора: ?Б = eћ/2mec ?
9,2741·10-21 эрг/Гс = 9,2741·10-24 Дж/Т, где ћ - постоянная Планка, e - элементарный электрический заряд, me
- масса электрона, c - скорость света. Магнитный момент нуклонов и ядер измеряется в ядерных магнетонах: ?я
= eћ/2mpc ? 5,0508·10-24 эрг/Гс = 5,0508·10-27 Дж/Т, где mp - масса протона.
векторная величина, характеризующая вещество как источник магнитного поля. Макроскопический магнитный момент создают
замкнутые электрические токи и упорядоченно ориентированные магнитные моменты атомных частиц.
У микрочастиц различают орбитальные магнитные моменты (напр., у электронов в атомах) и спиновые,
связанные со спином частицы. Магнитный момент тела определяется векторной суммой магнитных моментов частиц,
из которых тело состоит.
нестабильные Элементарные частицы с нулевым или целым спином,
принадлежащие к классу адронов и не имеющие барионного заряда. К мезонам относятся пи-мезоны, К-мезоны,
многие резонансы; обнаружены мезоны с "очарованием" и "красотой".
(?) , нестабильные положительно (?+) и отрицательно (?-) заряженные Элементарные
частицы со спином 1/2 и массой ок. 207 электронных масс и временем жизни ? 10-6 с; относятся к лептонам.
(итал . neutrino, уменьшительное от neutrone - нейтрон) (?), стабильная незаряженная элементарная частица со
спином 1/2 и, возможно, нулевой массой; относится к лептонам. Нейтрино участвуют только в слабом и гравитационном
взаимодействиях и поэтому чрезвычайно слабо взаимодействуют с веществом. Различают электронное нейтрино (?е),
всегда выступающее в паре с электроном или позитроном, мюонное нейтрино (??), выступающее в паре с мюоном, и
?-нейтрино (??), связанное с тяжелым лептоном. Каждый тип нейтрино имеет свою античастицу , отличающуюся от
нейтрино знаком соответствующего лептонного заряда и спиральностью: нейтрино имеют левую спиральность (спин
направлен против движения частицы), а антинейтрино - правую (спин - по направлению движения).
(англ . neutron, от лат. neuter - ни тот, ни другой) (n), нейтральная элементарная частица со спином 1/2 и массой,
превышающей массу протона на 2,5 электронных масс; относится к барионам. В свободном состоянии нейтрон нестабилен
и имеет время жизни ок. 16 мин. Вместе с протонами нейтрон образуют атомные ядра; в ядрах нейтрон стабилен.
(от лат . positivus - положительный и ...трон) (е+), античастица электрона. Позитрон стабилен, но в веществе
из-за аннигиляции с электронами (е?)
существует очень короткое время. Позитроны образуются в процессах рождения пар е+ е? гамма-квантами,
при распадах мюонов и т. д.
связанная система из электрона (е?) и позитрона (е+), по структуре подобная атому водорода; нестабилен
- через 10-7 или 10-10 с (соответственно при антипараллельных и параллельных спинах частиц) происходит
аннигиляция е+ и е?.
(от греч . protos - первый) (р), стабильная Элементарная частица со спином
1/2 и массой в 1836 электронных масс
(~10-24 г), относящаяся к барионам; ядро легкого изотопа атома водорода (протия). Вместе с нейтронами протоны
образуют все атомные ядра.
(резонансные частицы) , адроны, которые могут распадаться за счет сильного взаимодействия и поэтому имеют крайне
малое время жизни - порядка 10-22 - 10-24 с.
самое сильное из фундаментальных взаимодействий элементарных частиц. В сильном взаимодействии участвуют адроны.
Сильное взаимодействие превосходит электромагнитное взаимодействие примерно в 100 раз, его радиус действия ок.
10-13 см. Частный случай сильного взаимодействия - ядерные силы. Современной теорией сильного взаимодействия
является квантовая хромодинамика.
одно из фундаментальных взаимодействий, в котором участвуют все элементарные частицы (кроме фотона).
Слабое взаимодействие гораздо слабее не только сильного, но и электромагнитного взаимодействия, но неизмеримо
сильнее гравитационного. Ожидаемый радиус действия слабого взаимодействия порядка 2·10-16 см. Слабое
взаимодействие обусловливает большинство распадов элементарных частиц, взаимодействия нейтрино с веществом
и др. Для слабого взаимодействия характерно нарушение четности, странности, "очарования" и др.
В кон. 60-х гг. создана единая теория слабого и электромагнитного взаимодействий (т. н. электрослабое
взаимодействие).
(англ . spin, букв. - вращение), собственно момент количества движения микрочастицы, имеющий квантовую природу и не связанный с движением частицы как целого; измеряется в единицах Планка постоянной ћ и может быть целым (0, 1, 2,...) или полуцелым (1/2, 3/2,...).
взаимодействие частиц, зависящее от величин и взаимной ориентации их спинового и орбитального моментов; обусловливает тонкую структуру уровней энергии системы.
характеристика состояния элементарной частицы - проекция ее спина на направление движения; удобна для описания элементарных частиц, движущихся со скоростями, близкими или равными скорости света. Если спин направлен против движения частицы, спиральность отрицательная ("левая"), если по движению - спиральность положительная ("правая").
целое (нулевое, положительное или отрицательное) квантовое число, характеризующее адроны. Странность частиц и античастиц противоположны по знаку. Адроны с S?0?называются странными. Странность сохраняется в сильном и электромагнитном взаимодействиях, но нарушается (на 1) в слабом взаимодействии.
квант электромагнитного излучения, нейтральная элементарная частица с нулевой массой и спином 1; переносчик электромагнитного взаимодействия между заряженными частицами. Фотон обладает энергией ? = ћ? и импульсом р = ћ? /с, где ћ - Планка постоянная, с - скорость света в вакууме, ? - частота соответствующего электромагнитного излучения.
(е , е-), стабильная отрицательно заряженная элементарная частица со спином 1/2, массой ок. 9·10-28 г и магнитным моментом, равным магнетону Бора; относится к лептонам и участвует в электромагнитном, слабом и гравитационном взаимодействиях. Электрон - один из основных структурных элементов вещества; электронные оболочки атомов определяют оптические, электрические, магнитные и химические свойства атомов и молекул, а также большинство свойств твердых тел.
мельчайшие известные частицы физической материи. Представления об элементарных частицах отражают ту степень в познании строения материи, которая достигнута современной наукой. Характерная особенность элементарных частиц - способность к взаимным превращениям; это не позволяет рассматривать элементарные частицы как простейшие, неизменные "кирпичики мироздания", подобные атомам Демокрита. Число частиц, называемых в современной теории элементарными частицами, очень велико. Каждая элементарная частица (за исключением абсолютно нейтральных частиц) имеет свою античастицу. Всего вместе с античастицами открыто более 350 элементарных частиц. Из них стабильны фотон, электронное и мюонное нейтрино, электрон, протон и их античастицы; остальные элементарные частицы самопроизвольно распадаются за время от 103 с для свободного нейтрона до 10-22 - 10-24 с для резонансов. Однако нельзя считать, что нестабильные элементарные частицы "состоят" из стабильных хотя бы потому, что одна и та же частица может распадаться несколькими способами на различные элементарные частицы. Классификация элементарных частиц производится по типам фундаментальных взаимодействий, в которых они участвуют, и на основе законов сохранения ряда физических величин. Отдельную "группу" составляет фотон. Частицы со спином 1/2, не участвующие в сильном взаимодействии и обладающие сохраняющейся внутренней характеристикой - лептонным зарядом, образуют группу лептонов. Элементарные частицы, участвующие во всех фундаментальных взаимодействиях, включая сильное, называются адронами. Характерным для адронов сильным взаимодействиям свойственно максимальное число сохраняющихся величин (законов сохранения), в т. ч. специфического для них - барионного заряда, странности, изотопического спина, "очарования". Адроны делятся на барионы и мезоны. По современным представлениям, адроны имеют сложную внутреннюю структуру: барионы состоят из 3 кварков, мезоны - из кварка и антикварка. При столкновениях элементарных частиц происходят всевозможные превращения их друг в друга (включая рождение многих дополнительных частиц), не запрещаемые законами сохранения. Последовательная теория элементарных частиц, которая предсказывала бы возможные значения масс элементарных частиц и другие их внутренние характеристики, еще не создана.