Оглавление [Скрыть]
- 1 Particle physics
- 1.1 История и развитие
- 1.2 Стандартная модель
- 1.3 Субъядерные частицы
- 1.4 Кварки и лептоны
- 1.5 Бозоны
- 1.6 Античастицы и цветовой заряд
- 1.7 Основные понятия
- 1.8 Составные частицы
- 1.9 Атомы и экзотические атомы
- 1.10 Гипотетические частицы
- 1.11 Экспериментальные лаборатории
- 1.12 Теория
- 1.13 Практические приложения
- 1.14 Применение ускорителей элементарных частиц
- 1.15 Развитие сверхпроводников
- 1.16 История и технологии
- 1.17 Дополнительные области применения
- 1.18 Будущие усилия
- 1.19 Связанные темы
- 1.20 Рекомендации
- 1.21 Полный текст статьи:
- 2 Физика элементарных частиц
Particle physics
-
История и развитие
- Идея о том, что материя состоит из элементарных частиц, возникла в 6 веке до н.э.
- В 19 веке Джон Дальтон предположил, что каждый элемент состоит из одной уникальной частицы.
- В начале 20 века были открыты ядерное деление и ядерный синтез, что привело к развитию ядерного оружия.
- В 1950-1960-х годах было обнаружено множество новых частиц, что привело к созданию “частичного зоопарка”.
- В 1970-х годах была сформулирована Стандартная Модель, объясняющая происхождение частиц.
-
Стандартная модель
- Стандартная Модель описывает сильные, слабые и электромагнитные взаимодействия через калибровочные бозоны.
- Модель включает 24 фундаментальных фермиона и 61 элементарную частицу.
- Модель предсказывает существование бозона Хиггса, который был обнаружен в 2012 году.
- Модель согласуется с большинством экспериментальных данных, но не является полной теорией.
-
Субъядерные частицы
- Современные исследования сосредоточены на субъядерных частицах, таких как электроны, протоны и нейтроны.
- Все частицы и их взаимодействия описываются Стандартной Моделью.
- Динамика частиц описывается квантовой механикой и квантовой теорией поля.
-
Кварки и лептоны
- Обычное вещество состоит из кварков первого поколения и лептонов.
- Кварки имеют дробный электрический заряд, лептоны — целый.
- Кварки также имеют цветовой заряд, который влияет на сильные взаимодействия.
- Существует три поколения кварков и лептонов, но нет доказательств существования четвертого поколения.
-
Бозоны
- Бозоны являются переносчиками фундаментальных взаимодействий.
- Электромагнетизм передается фотоном, слабое взаимодействие — W и Z бозонами, сильное взаимодействие — глюонами.
- Все бозоны имеют целый электрический заряд и могут иметь одинаковое квантовое состояние.
-
Античастицы и цветовой заряд
- Большинство частиц имеют соответствующие античастицы, которые образуют антивещество.
- Античастицы имеют противоположные заряды и могут аннигилировать при взаимодействии.
- Кварки и глюоны также имеют цветовой заряд, влияющий на сильные взаимодействия.
-
Основные понятия
- Кварки имеют три цвета: красный, зеленый и синий.
- Антикварки имеют анти-цвета: анти-красный, анти-зеленый и анти-синий.
- Глюон может иметь восемь цветов, что связано с взаимодействием кварков.
-
Составные частицы
- Нейтроны и протоны состоят из кварков.
- Барионы состоят из трех кварков, мезоны — из двух.
- Кварки внутри барионов подчиняются квантовой хромодинамике.
-
Атомы и экзотические атомы
- Атомы состоят из протонов, нейтронов и электронов.
- Экзотические атомы могут быть созданы путем модификации частиц.
-
Гипотетические частицы
- Гравитон — гипотетическая частица, не обнаруженная и не полностью объясненная.
- Супериммунные частицы решают проблему иерархии, аксионы — проблему сильного CP.
-
Экспериментальные лаборатории
- Основные лаборатории: Брукхейвен, Новосибирск, ЦЕРН, DESY, Фермилаб, IHEP, KEK, SLAC.
- Лаборатории проводят эксперименты на различных ускорителях и детекторах.
-
Теория
- Основные теории: полевая теория, электромагнетизм, слабое и сильное взаимодействие, квантовая механика, специальная и общая теория относительности, калибровочная теория, теория Янга-Миллса, симметрия в квантовой механике, квантовая электродинамика, электрослабое взаимодействие, квантовая хромодинамика, механизм Хиггса, теория струн, суперсимметрия, теория всего, квантовая гравитация.
-
Практические приложения
- Все технологии, разработанные в физике частиц, находят применение в обществе.
-
Применение ускорителей элементарных частиц
- Получение медицинских изотопов для исследований и лечения
- Внешняя лучевая терапия
-
Развитие сверхпроводников
- Продвинуто благодаря использованию в физике элементарных частиц
-
История и технологии
- Всемирная паутина и технология сенсорного экрана разработаны в ЦЕРНе
-
Дополнительные области применения
- Медицина, национальная безопасность, промышленность, вычислительная техника, наука, повышение квалификации персонала
-
Будущие усилия
- Поиск физики, выходящей за рамки стандартной модели
- Будущий кольцевой коллайдер для ЦЕРНа
- Группа по определению приоритетов проекта по физике элементарных частиц (P5) в США
-
Связанные темы
- Физика элементарных частиц и теория представлений
- Атомная физика
- Астрономия
- Высокое давление
- Международная конференция по физике высоких энергий
- Введение в квантовую механику
- Список ускорителей в физике элементарных частиц
- Список частиц
- Магнитный монополь
- Микро-черная дыра
- Теория чисел
- Резонанс (физика элементарных частиц)
- Принцип самосогласованности в физике высоких энергий
- Неэкстенсивная самосогласованная термодинамическая теория
- Стандартная модель (математическая формулировка)
- Стэнфордская физическая информационно-поисковая система
- Хронология развития физики элементарных частиц
- Физика частиц
- Тетракварковый
- Значение трека
- Международная конференция по фотонным, электронным и атомным столкновениям
-
Рекомендации
- Внешние ссылки