Элементарные частицы

Август 22, 2022

Главная
Физика
Элементарные частицы

Содержание

2. Составные частицы: адроны — частицы, участвующие во всех видах фундаментальных взаимодействий. Они состоят из кварков и
3. Фундаментальные (бесструктурные) частицы Лептоны —имеют вид точечных частиц вплоть до масштабов порядка 10−18 м. Не участвуют
4. Калибровочные бозоны — частицы, посредством обмена которыми осуществляются взаимодействия: Фотон— частица, переносящая электромагнитное взаимодействие Восемь глюонов—
5. Теория кварков – квантовая хромодинамика qe=+2/3 qe= -1/3 U(Up - Верхний) D (Down - Нижний) C
6. Стандартная модель Экспериментально установлено количество «поколений» фундаментальных объектов, из которых сконструирована наша Вселенная. Для конструирования окружающего
9. СПИН ЧАСТИЦ – это собственный момент кол-ва движения, не связанный с перемещением частицы как целого Спин
10. Классификация частиц по их участию во взаимодействиях гравитоны (гравитация, силы тяготения) фотоны (электромагнитные взаимодействия) адроны (
12. CERN (ЦЕРН), Швейцария – Европейский центр ядерных исследований Большой адронный коллайдер (Large Hadron Collider, LHC )
13. Сильное взаимодействие сводится к взаимодействию кварков, которые обмениваются глюонами (спин целочисленный, масса покоя нуль, заряд нуль).
15. Схема коллайдера LHC
17. Туннель LHC
18. Как будет выглядеть столкновение двух ядер (Pb+Pb) в детекторе ALICE
19. «Квантовая лестница» Вайскопфа
20. Смотреть на https://www.youtube.com Фундаментальные взаимодействия — Дмитрий Казаков; видео 12 мин.54 сек. Как работает Большой Адронный
21. ЧТО ТАКОЕ НАНОФИЗИКА ? 1 нм = 10-9м
22. Фуллерены Фуллерены — молекулярные соединения, принадлежащие классу аллотропных форм углерода (другие — алмаз, карбон и графит)
23. Графен — монослой атомов углерода Графен как перспективный материал, который заменит кремний в интегральных микросхемах. Нобелевская
24. Квантовые точки в гетероструктурах - «сэндвичах» из двух полупроводников, например GaAs/(Ga,Al)As. Гетероструктура это полупроводниковая структура с
25. Эффект лотоса — эффект крайне низкой смачиваемости поверхности Создание так называемых супергидрофобных материалов.
26. Компьютеры и микроэлектроника Жёсткие диски — в 2007 году Питер Грюнберг и Альберт Ферт получили Нобелевскую
27. Сканирующая зондовая микроскопия Одним из методов, используемых для изучения нанообъектов, является сканирующая зондовая микроскопия Сканирующий туннельный
29. Скачать презентацию

Слайд 2

Составные частицы:
адроны — частицы, участвующие во всех видах фундаментальных взаимодействий. Они

состоят из кварков и подразделяются, в свою очередь, на:
мезоны (адроны с целым спином, т. е. бозоны);
барионы (адроны с полуцелым спином, т. е. фермионы). К ним, в частности, относятся частицы, составляющие ядро атома, — протон и нейтрон.

Слайд 3

Фундаментальные (бесструктурные) частицы
Лептоны —имеют вид точечных частиц вплоть до масштабов порядка

10−18 м. Не участвуют в сильных взаимодействиях. Участие в электромагнитных взаимодействиях экспериментально наблюдалось только для заряженных лептонов (электроны, мюоны, тау-лептоны) и не наблюдалось для нейтрино. Известны 6 типов лептонов.
Кварки — дробнозаряженные частицы, входящие в состав адронов. В свободном состоянии не наблюдались. Как и лептоны, делятся на 6 типов и являются бесструктурными, однако, в отличие от лептонов, участвуют в сильном взаимодействии.
Теоретически предсказаны амер.ф.Гелл-Манном

Слайд 4

Калибровочные бозоны — частицы, посредством обмена которыми осуществляются взаимодействия:
Фотон— частица,

переносящая электромагнитное взаимодействие
Восемь глюонов— частиц, переносящих сильное взаимодействие;
Три промежуточных векторных бозона W+, W− и Z0, переносящие слабое взаимодействие;
Гравитон — гипотетическая частица, переносящая гравитационное взаимодействие. Существование гравитонов, хотя пока не доказано экспериментально в связи со слабостью гравитационного взаимодействия, хотя считается вполне вероятным; однако гравитон не входит в Стандартную модель.
Адроны и лептоны образуют вещество. Калибровочные бозоны — это кванты разных видов излучения.

Слайд 5

Теория кварков – квантовая хромодинамика
qe=+2/3 qe= -1/3
U(Up - Верхний) D

(Down - Нижний)
C (Charm-Очарованный) S(Strange - Странный)
T (True – Истинный) B(Beauty - Красивый)
Принцип бесцветности: кварки объединяются
так, чтобы возникла бесцветная (белая) комбинация, образуя адроны.
p = uud (2* (+2/3) – 1/3) = + 1
n = udd (+2/3 + 2 * (-1/3)) = 0
π+ = ud (+2/3 + (-)(-)1/3) = +1, где d - антикварк

Слайд 6

Стандартная модель
Экспериментально установлено количество «поколений» фундаментальных объектов, из которых сконструирована наша

Вселенная.
Для конструирования окружающего нас мира достаточно только членов первого поколения, включающего электрон и электронное нейтрино в «лептонном секторе». Два других поколения, в составе которых мю-мезон и тау-лептон, представляют историю возникновения нашего мира.

А чего сложного то? Шесть лептонов, шесть кварков, двенадцать (восемь глюонов, фотон, Z0 , W- и W+) калибровочных бозонов + бозон Хиггса H.
Адроны и лептоны образуют вещество. Калибровочные бозоны – это кванты разных видов излучения.

Слайд 7

Слайд 8

Слайд 9

СПИН ЧАСТИЦ – это собственный момент кол-ва движения, не связанный с

перемещением частицы как целого

Спин =1

Спин =0

Спин =1/2

Спин =2

Слайд 10

Классификация частиц по их участию во взаимодействиях
гравитоны (гравитация, силы тяготения)
фотоны

(электромагнитные взаимодействия)
адроны ( восемь глюонов переносят сильные ядерные взаимодействия, связывающие кварки)
промежуточные векторные бозоны - переносят слабые взаимодействия , ответственные за некоторые распады
лептоны – частицы, не участвующие в сильных взаимодействиях- (нейтрино, электрон , мюон, тау-лептон). Участие в электромагнитных взаимодействиях только для заряженных частиц не наблюдалось для нейтрино.

Слайд 11

Слайд 12

CERN (ЦЕРН), Швейцария – Европейский центр ядерных исследований Большой адронный коллайдер

(Large Hadron Collider, LHC ) – 16 ТэВ

США - Брукхэвенская национальная лаборатория Релятивистский коллайдер тяжелых ионов (США)
Теватрон – 1 ТэВ

Строящийся – ускоритель на встречных пучках
Nuclotron-Based Ion Collider Facility (NICA) –
сверхпроводящий коллайдер протонов и тяжёлых
ионов
Дубна, Россия

Слайд 13

Сильное взаимодействие сводится к взаимодействию кварков, которые обмениваются глюонами (спин целочисленный,

масса покоя нуль, заряд нуль). Но и у глюонов есть «цвет». Поглощая глюон, кварк меняет цвет, но не аромат (т.е.тип – u, d, c, s, t).

Слайд 14

Слайд 15

Схема коллайдера LHC

Слайд 16

Слайд 17

Туннель LHC

Слайд 18

Как будет выглядеть столкновение двух ядер (Pb+Pb) в детекторе ALICE

Слайд 19

«Квантовая лестница» Вайскопфа

Слайд 20

Смотреть на https://www.youtube.com
Фундаментальные взаимодействия — Дмитрий Казаков; видео 12 мин.54 сек.
Как

работает Большой Адронный Коллайдер - видео 6 мин.18 сек.
Галилео. Адронный коллайдер видео 17 мин.40 сек.
Появилось видео с Адронного КОЛЛАЙДЕРА ПОД МОСКВОЙ
видео 6 мин.49 сек.

Слайд 21

ЧТО ТАКОЕ НАНОФИЗИКА ?
1 нм = 10-9м

Слайд 22

Фуллерены
Фуллерены — молекулярные соединения, принадлежащие классу аллотропных форм углерода (другие — алмаз,

карбон и графит) и представляющие собой выпуклые замкнутые многогранники, составленные из чётного числа трёхкоординированных атомов углерода.

Слайд 23

Графен — монослой атомов углерода
Графен как перспективный материал, который заменит кремний

в интегральных микросхемах.

Нобелевская премия 2010 г. –
А.Гейм и К, Новоселов: за новаторские эксперименты по исследованию двумерного материала графена.

Слайд 24

Квантовые точки в гетероструктурах - «сэндвичах» из двух полупроводников, например GaAs/(Ga,Al)As.

Гетероструктура это полупроводниковая структура с несколькими контактами двух различных по химическому составу полупроводников.

Нобелевская премия 2000 г. – Жорес Ив.Алферов совм. с Г.Крёмер и Дж Килби за разработки полупроводниковых гетероструктур, используемых в высокочастотных схемах и оптоэлектронике

Слайд 25

Эффект лотоса — эффект крайне низкой смачиваемости поверхности
Создание так называемых супергидрофобных

материалов.

Слайд 26

Компьютеры и микроэлектроника
Жёсткие диски — в 2007 году Питер Грюнберг и Альберт

Ферт получили Нобелевскую премию по физике за открытие GMR-эффекта, позволяющего производить запись данных на жестких дисках с атомарной плотностью информации.

Слайд 27

Сканирующая зондовая микроскопия
Одним из методов, используемых для изучения нанообъектов, является сканирующая

зондовая микроскопия

Сканирующий туннельный микроскоп (СТМ)

Атомно-силовой микроскоп (АСМ),

Элементарные частицы

Содержание

Составные частицы:адроны — частицы, участвующие во всех видах фундаментальных взаимодействий. Они

Фундаментальные (бесструктурные) частицыЛептоны —имеют вид точечных частиц вплоть до масштабов порядка

Калибровочные бозоны — частицы, посредством обмена которыми осуществляются взаимодействия: Фотон— частица,

Теория кварков – квантовая хромодинамика qe=+2/3 qe= -1/3U(Up - Верхний) D

Стандартная модельЭкспериментально установлено количество «поколений» фундаментальных объектов, из которых сконструирована наша