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Partícula fundamental con carga eléctrica. Partícula fundamental
SOBRE LA COMPRENSIÓN DEL MOVIMIENTO DE LA MATERIA, SU CAPACIDAD DE AUTODESARROLLO, Y TAMBIÉN LA CONEXIÓN E INTERACCIÓN DE OBJETOS MATERIALES EN LA CIENCIA NATURAL MODERNA Tsyupka V. P. Institución Educativa Autónoma del Estado Federal de Educación Profesional Superior "Universidad Nacional de Investigación del Estado de Belgorod" (NRU "BelSU")
1. Movimiento de la materia
“Una propiedad integral de la materia es el movimiento” 1, que es una forma de existencia de la materia y se manifiesta en cualquiera de sus cambios. De la increabilidad e indestructibilidad de la materia y sus atributos, incluido el movimiento, se deduce que el movimiento de la materia existe para siempre y es infinitamente diverso en la forma de sus manifestaciones. La existencia de cualquier objeto material se manifiesta en su movimiento, es decir, en cualquier cambio que se produzca con él. Durante el cambio, algunas propiedades del objeto material siempre cambian. Dado que la totalidad de todas las propiedades de un objeto material, que caracterizan su certeza, individualidad y peculiaridad en un momento particular, corresponde a su estado, resulta que el movimiento de un objeto material va acompañado de un cambio en sus estados. . El cambio de propiedades puede llegar tan lejos que un objeto material puede convertirse en otro objeto material. "Pero un objeto material nunca puede convertirse en una propiedad" (por ejemplo, masa, energía), y "una propiedad en un objeto material" 2, porque sólo la materia en movimiento puede ser una sustancia cambiante. En las ciencias naturales, el movimiento de la materia también se denomina fenómeno natural (fenómeno natural). Se sabe que “sin movimiento no hay materia”, 3 así como sin materia no puede haber movimiento. El movimiento de la materia se puede expresar cuantitativamente. La medida cuantitativa universal del movimiento de la materia, así como de cualquier objeto material, es la energía, que expresa la actividad intrínseca de la materia y de cualquier objeto material. Por tanto, la energía es una de las propiedades de la materia en movimiento, y la energía no puede estar fuera de la materia, separada de ella. La energía tiene una relación equivalente con la masa. En consecuencia, la masa puede caracterizar no sólo la cantidad de una sustancia, sino también el grado de su actividad. Del hecho de que el movimiento de la materia existe eternamente y es infinitamente diverso en la forma de sus manifestaciones, se sigue inexorablemente que la energía, que caracteriza cuantitativamente el movimiento de la materia, también existe eternamente (increada e indestructible) y es infinitamente diversa en la forma. de sus manifestaciones. “Así, la energía nunca desaparece ni vuelve a aparecer, sólo se transforma de un tipo a otro” 1 de acuerdo con el cambio de tipos de movimiento. Se observan varios tipos (formas) de movimiento de la materia. Se pueden clasificar teniendo en cuenta los cambios en las propiedades de los objetos materiales y las características de sus efectos entre sí. El movimiento del vacío físico (campos fundamentales libres en el estado normal) se reduce al hecho de que constantemente se desvía ligeramente en diferentes direcciones de su equilibrio, como si "temblara". Como resultado de tales excitaciones espontáneas de baja energía (desviaciones, perturbaciones, fluctuaciones) se forman partículas virtuales que se disuelven inmediatamente en el vacío físico. Este es el estado de energía más bajo (básico) de un vacío físico en movimiento, su energía es cercana a cero. Pero un vacío físico puede, durante algún tiempo en algún lugar, transformarse en un estado excitado, caracterizado por un cierto exceso de energía. Con excitaciones tan significativas y de alta energía (desviaciones, perturbaciones, fluctuaciones) del vacío físico, las partículas virtuales pueden completar su aparición y luego, del vacío físico, surgen partículas fundamentales reales de diferentes tipos y, por regla general, en pares ( que tiene una carga eléctrica en forma de partícula y una antipartícula con cargas eléctricas de signos opuestos, por ejemplo, en forma de un par electrón-positrón). Las excitaciones cuánticas individuales de varios campos fundamentales libres son partículas fundamentales. Los campos fundamentales de fermiones (spinor) pueden generar 24 fermiones (6 quarks y 6 antiquarks, así como 6 leptones y 6 antileptones), divididos en tres generaciones (familias). En la primera generación, los quarks arriba y abajo (y antiquarks), así como los leptones, un electrón y un neutrino electrónico (y un positrón con un antineutrino electrónico), forman la materia ordinaria (y la antimateria raramente descubierta). En la segunda generación, están presentes quarks encantadores y extraños (y antiquarks), así como leptones, muones y neutrinos muónicos (y antimuones con antineutrinos muónicos), que tienen una masa mayor (mayor carga gravitacional). En la tercera generación hay quarks (y antiquarks) verdaderos y encantadores, así como leptones taon y taon neutrino (y antitaon con taon antineutrino). Los fermiones de segunda y tercera generación no participan en la formación de materia ordinaria, son inestables y se descomponen con la formación de fermiones de primera generación. Los campos fundamentales bosónicos (calibre) pueden generar 18 tipos de bosones: campo gravitacional – gravitones, campo electromagnético – fotones, campo de interacción débil – 3 tipos de “viones” 1, campo de gluones – 8 tipos de gluones, campo de Higgs – 5 tipos de Higgs bosones. Un vacío físico en un estado de energía suficientemente alta (excitado) es capaz de generar muchas partículas fundamentales con una energía significativa, en forma de un miniuniverso. Para la sustancia del micromundo, el movimiento se reduce a: a la propagación, colisión y transformación de partículas elementales entre sí; la formación de núcleos atómicos a partir de protones y neutrones, su movimiento, colisión y cambio; la formación de átomos a partir de núcleos atómicos y electrones, su movimiento, colisión y cambio, incluido el salto de electrones de un orbital atómico a otro y su separación de los átomos, la adición de electrones sobrantes; la formación de moléculas a partir de átomos, su movimiento, colisión y cambio, incluida la adición de nuevos átomos, la liberación de átomos, el reemplazo de algunos átomos por otros y un cambio en el orden de los átomos entre sí en una molécula.
Para la sustancia del macromundo y del megamundo, el movimiento se reduce al desplazamiento, colisión, deformación, destrucción, unificación de diversos cuerpos, así como a sus más variados cambios. Si el movimiento de un objeto material (campo cuantificado u objeto material) va acompañado de un cambio solo en sus propiedades físicas, por ejemplo, frecuencia o longitud de onda para un campo cuantificado, velocidad instantánea, temperatura, carga eléctrica para un objeto material, entonces tal El movimiento se clasifica como una forma física. Si el movimiento de un objeto material va acompañado de un cambio en sus propiedades químicas, por ejemplo, solubilidad, inflamabilidad, acidez, entonces dicho movimiento se clasifica como una forma química. Si el movimiento se refiere a cambios en objetos del megamundo (objetos cósmicos), entonces dicho movimiento se clasifica como una forma astronómica. Si el movimiento se refiere a cambios en objetos de las capas profundas de la Tierra (el interior de la Tierra), entonces dicho movimiento se clasifica como una forma geológica. Si el movimiento se refiere a cambios en los objetos de la capa geográfica, que une todas las capas superficiales de la Tierra, entonces dicho movimiento se clasifica como una forma geográfica. El movimiento de los cuerpos vivos y sus sistemas en la forma de sus diversas manifestaciones vitales se clasifica como forma biológica. Se clasifica el movimiento de objetos materiales, acompañado de un cambio en propiedades socialmente significativas con la participación obligatoria de una persona, por ejemplo, la extracción de mineral de hierro y la producción de hierro y acero, el cultivo de remolacha azucarera y la producción de azúcar. como una forma de movimiento socialmente determinada. El movimiento de cualquier objeto material no siempre puede atribuirse a una sola forma. Es complejo y diverso. Incluso el movimiento físico inherente a los objetos materiales desde el campo cuantificado hasta los cuerpos puede incluir varias formas. Por ejemplo, una colisión elástica (colisión) de dos cuerpos sólidos en forma de bolas de billar incluye un cambio en la posición de las bolas a lo largo del tiempo entre sí y con la mesa, y la rotación de las bolas y la fricción del bolas en la superficie de la mesa y el aire, y el movimiento de las partículas de cada bola, y el cambio prácticamente reversible en la forma de las bolas durante una colisión elástica, y el intercambio de energía cinética con su conversión parcial en energía interna de las bolas durante una colisión elástica, y la transferencia de calor entre las bolas, el aire y la superficie de la mesa, y la posible desintegración radiactiva de los núcleos de isótopos inestables contenidos en las bolas, y la penetración de neutrinos y rayos cósmicos a través de las bolas, etc. Con el desarrollo de la materia y el surgimiento de objetos materiales químicos, astronómicos, geológicos, geográficos, biológicos y socialmente determinados, las formas de movimiento se vuelven más complejas y diversas. Así, en el movimiento químico se pueden ver tanto formas físicas de movimiento como formas químicas cualitativamente nuevas, no reducibles a físicas. En el movimiento de objetos astronómicos, geológicos, geográficos, biológicos y socialmente determinados, se pueden ver formas de movimiento tanto físicas como químicas, así como cualitativamente nuevas, no reducibles a físicas y químicas, respectivamente astronómicas, geológicas, geográficas, biológicas o socialmente. determinadas formas de movimiento. Al mismo tiempo, las formas inferiores de movimiento de la materia no difieren en objetos materiales de diversos grados de complejidad. Por ejemplo, el movimiento físico de partículas elementales, núcleos atómicos y átomos no difiere entre objetos materiales astronómicos, geológicos, geográficos, biológicos o socialmente determinados. En el estudio de formas complejas de movimiento conviene evitar dos extremos. En primer lugar, el estudio de una forma compleja de movimiento no puede reducirse a formas simples de movimiento; una forma compleja de movimiento no puede derivarse de formas simples. Por ejemplo, el movimiento biológico no puede derivarse únicamente de formas físicas y químicas de movimiento, ignorando las formas biológicas de movimiento mismas. Y en segundo lugar, no podemos limitarnos a estudiar únicamente formas complejas de movimiento, ignorando las simples. Por ejemplo, el estudio del movimiento biológico complementa bien el estudio de las formas físicas y químicas de movimiento que aparecen en este caso.
2. La capacidad de la materia para desarrollarse
Como se sabe, el autodesarrollo de la materia, y la materia es capaz de autodesarrollarse, se caracteriza por una complicación gradual espontánea, dirigida e irreversible de las formas de la materia en movimiento. El autodesarrollo espontáneo de la materia significa que el proceso de complicación gradual de las formas de la materia en movimiento ocurre por sí solo, de forma natural, sin la participación de ninguna fuerza antinatural o sobrenatural, el Creador, debido a razones internas y naturales. La dirección del autodesarrollo de la materia significa una especie de canalización del proceso de complicación gradual de las formas de materia en movimiento de una forma que existía antes a otra que apareció después: para cualquier nueva forma de materia en movimiento se puede encontrar la anterior. forma de materia en movimiento que le dio origen, y viceversa, de cualquier forma de materia en movimiento anterior, se puede encontrar una nueva forma de materia en movimiento que surgió de ella. Además, la forma anterior de materia en movimiento siempre existió antes que la nueva forma de materia en movimiento que surgió de ella, la forma anterior es siempre más antigua que la nueva forma que surgió de ella. Gracias a la canalización del autodesarrollo de la materia en movimiento, surgen series únicas de complicación paso a paso de sus formas, que muestran en qué dirección, así como a través de qué formas intermedias (transicionales), se desarrolla el desarrollo histórico de uno u otro. Se produjo una forma de materia en movimiento. La irreversibilidad del autodesarrollo de la materia significa que el proceso de complicación gradual de las formas de la materia en movimiento no puede ir en la dirección opuesta, hacia atrás: una nueva forma de materia en movimiento no puede dar lugar a una forma anterior de materia en movimiento de la cual surgió, pero puede convertirse en una forma previa a nuevas formas. Y si de repente cualquier nueva forma de materia en movimiento resulta ser muy similar a una de las formas que la precedieron, esto no significará que la materia en movimiento comenzó a autodesarrollarse en la dirección opuesta: la forma anterior de materia en movimiento apareció mucho antes. , y la nueva forma de materia en movimiento, uniforme y muy similar a ella, apareció mucho más tarde y es, aunque similar, pero una forma fundamentalmente diferente de materia en movimiento.
3. Comunicación e interacción de objetos materiales.
Las propiedades inherentes a la materia son la conexión y la interacción, que son la causa de su movimiento. Debido a que la conexión y la interacción son la causa del movimiento de la materia, la conexión y la interacción, como el movimiento, son universales, es decir, inherentes a todos los objetos materiales, independientemente de su naturaleza, origen y complejidad. Todos los fenómenos del mundo material están determinados (en el sentido de estar condicionados) por conexiones e interacciones materiales naturales, así como por leyes objetivas de la naturaleza, que reflejan los patrones de conexión e interacción. “En este sentido, no hay nada sobrenatural y absolutamente opuesto a la materia en el mundo”. 1 La interacción, como el movimiento, es una forma de ser (existencia) de la materia. La existencia de todos los objetos materiales se manifiesta en la interacción. Que cualquier objeto material exista significa manifestarse de alguna manera en relación con otros objetos materiales, interactuando con ellos, estando en conexiones y relaciones objetivas con ellos. Si un hipotético “objeto material” que no se manifestara de ninguna manera en relación con otros objetos materiales, no estuviera conectado con ellos de ninguna manera, no interactuara con ellos, entonces “no existiría para estos otros objetos materiales”. "Pero nuestra suposición sobre él tampoco podía basarse en nada, ya que debido a la falta de interacción no tendríamos ninguna información sobre él". 2 La interacción es el proceso de influencia mutua de unos objetos materiales sobre otros con el intercambio de energía. La interacción de objetos materiales puede ser directa, por ejemplo, en forma de colisión (impacto) de dos cuerpos sólidos. O puede suceder a distancia. En este caso, la interacción de los objetos materiales está garantizada por los campos fundamentales bosónicos (calibre) asociados a ellos. Un cambio en un objeto material provoca la excitación (desviación, perturbación, fluctuación) del correspondiente campo fundamental bosónico (calibre) asociado a él, y esta excitación se propaga en forma de onda con una velocidad finita que no excede la velocidad de la luz en el vacío. (casi 300 mil km/ Con). La interacción de objetos materiales a distancia, según el mecanismo de transferencia de interacción del campo cuántico, es de naturaleza de intercambio, ya que las partículas portadoras transfieren la interacción en forma de cuantos del correspondiente campo fundamental bosónico (calibre). Varios bosones, como partículas portadoras de interacción, son excitaciones (desviaciones, perturbaciones, fluctuaciones) de los correspondientes campos fundamentales bosónicos (gauge): durante la emisión y absorción por un objeto material son reales y durante la propagación son virtuales. Resulta que, en cualquier caso, la interacción de objetos materiales, incluso a distancia, es una acción de corto alcance, ya que se lleva a cabo sin huecos ni vacíos. La interacción de una partícula con una antipartícula de una sustancia va acompañada de su aniquilación, es decir, su transformación en el correspondiente campo fundamental del fermión (espinor). En este caso, su masa (energía gravitacional) se convierte en la energía del correspondiente campo fundamental fermiónico (espinor). Las partículas virtuales del vacío físico excitado (desviado, perturbador, “temblor”) pueden interactuar con partículas reales, como si las envolvieran y las acompañaran en forma de la llamada espuma cuántica. Por ejemplo, como resultado de la interacción de los electrones de un átomo con partículas virtuales del vacío físico, se produce un cierto cambio en sus niveles de energía en los átomos y los propios electrones realizan movimientos oscilatorios de pequeña amplitud. Hay cuatro tipos de interacciones fundamentales: gravitacionales, electromagnéticas, débiles y fuertes. “La interacción gravitacional se manifiesta en la atracción mutua... de objetos materiales que tienen masa” 1 en reposo, es decir, objetos materiales, a grandes distancias. Se supone que el vacío físico excitado, que genera muchas partículas fundamentales, es capaz de manifestar repulsión gravitacional. La interacción gravitacional la realizan los gravitones del campo gravitacional. El campo gravitacional conecta cuerpos y partículas con masa en reposo. Para la propagación de un campo gravitacional en forma de ondas gravitacionales (gravitones virtuales) no se necesita ningún medio. La interacción gravitacional es la más débil en su fuerza, por lo que en el micromundo es insignificante debido a la insignificancia de las masas de las partículas; en el macromundo su manifestación es notable y provoca, por ejemplo, la caída de cuerpos a la Tierra, y en el megamundo. desempeña un papel protagonista debido a las enormes masas de cuerpos en el megamundo y asegura, por ejemplo, la rotación de la Luna y de los satélites artificiales alrededor de la Tierra; la formación y movimiento de planetas, planetoides, cometas y otros cuerpos del Sistema Solar y su integridad; la formación y movimiento de estrellas en galaxias: sistemas estelares gigantes, que incluyen hasta cientos de miles de millones de estrellas, conectadas por gravedad mutua y origen común, así como por su integridad; la integridad de los cúmulos de galaxias: sistemas de galaxias relativamente cercanas, conectadas por fuerzas gravitacionales; la integridad de la Metagalaxia, el sistema de todos los cúmulos de galaxias conocidos conectados por fuerzas gravitacionales, como parte estudiada del Universo, la integridad de todo el Universo. La interacción gravitacional determina la concentración de materia dispersa en el Universo y su inclusión en nuevos ciclos de desarrollo. “La interacción electromagnética es causada por cargas eléctricas y se transmite” 1 mediante fotones del campo electromagnético a grandes distancias. Un campo electromagnético une cuerpos y partículas que tienen cargas eléctricas. Además, las cargas eléctricas estacionarias están conectadas únicamente por el componente eléctrico del campo electromagnético en forma de campo eléctrico, y las cargas eléctricas en movimiento están conectadas por los componentes eléctricos y magnéticos del campo electromagnético. Para la propagación de un campo electromagnético en forma de ondas electromagnéticas no se requiere ningún medio adicional, ya que “un campo magnético cambiante genera un campo eléctrico alterno, que, a su vez, es una fuente de un campo magnético alterno” 2. “La interacción electromagnética puede manifestarse tanto como atracción (entre cargas diferentes) como como repulsión (entre” 3 cargas similares). La interacción electromagnética es mucho más fuerte que la interacción gravitacional. Se manifiesta tanto en el microcosmos como en el macrocosmos y megamundo, pero el papel principal le pertenece en el macrocosmos. La interacción electromagnética asegura la interacción de los electrones con los núcleos. La interacción interatómica e intermolecular es electromagnética, gracias a ella, por ejemplo, existen moléculas y se realiza la forma química del movimiento de la materia, existen cuerpos y se determinan sus estados de agregación, elasticidad, fricción, tensión superficial de un líquido, funciones de visión. Así, la interacción electromagnética asegura la estabilidad de átomos, moléculas y cuerpos macroscópicos. Las partículas elementales que tienen masa en reposo participan en una interacción débil; ésta es transportada por “viones” de campos de calibre 4. Los campos de interacción débiles conectan varias partículas elementales con masa en reposo. La interacción débil es mucho más débil que la fuerza electromagnética, pero más fuerte que la fuerza gravitacional. Debido a su corta acción, se manifiesta sólo en el microcosmos, provocando, por ejemplo, la mayoría de las autodesintegraciones de partículas elementales (por ejemplo, un neutrón libre se autodesintegra con la participación de un bosón calibre cargado negativamente en un protón). , electrón y antineutrino electrónico, a veces esto también produce un fotón), la interacción de los neutrinos con el resto de la sustancia. La interacción fuerte se manifiesta en la atracción mutua de los hadrones, que incluyen estructuras de quarks, por ejemplo, mesones de dos quarks y nucleones de tres quarks. Se transmite por gluones de campos de gluones. Los campos de gluones unen hadrones. Esta es la interacción más fuerte, pero debido a su corta acción se manifiesta solo en el microcosmos, asegurando, por ejemplo, la conexión de quarks en nucleones, la conexión de nucleones en núcleos atómicos, asegurando su estabilidad. La interacción fuerte es 1000 veces más fuerte que la interacción electromagnética y no permite que los protones con carga similar unidos en el núcleo salgan volando. Debido a la fuerte interacción, también son posibles reacciones termonucleares, en las que varios núcleos se combinan en uno solo. Los reactores de fusión natural son estrellas que crean todos los elementos químicos más pesados que el hidrógeno. Los núcleos multinucleónicos pesados se vuelven inestables y se fisionan, porque sus tamaños ya exceden la distancia a la que se manifiesta la interacción fuerte. “Como resultado de estudios experimentales de las interacciones de partículas elementales... se descubrió que con altas energías de colisión de protones - alrededor de 100 GeV -... las interacciones débiles y electromagnéticas no difieren - pueden considerarse como una sola electrodébil interacción." 1 Se supone que “a una energía de 10 15 GeV se unen mediante una fuerte interacción, y a” 2 “energías de interacción de partículas aún mayores (hasta 10 19 GeV) o a una temperatura de materia extremadamente alta, todos cuatro interacciones fundamentales se caracterizan por la misma fuerza, es decir, representan una interacción" 3 en forma de "superpotencia". Quizás tales condiciones de alta energía existieron al comienzo del desarrollo del Universo, que surgió del vacío físico. En el proceso de mayor expansión del Universo, acompañado de un rápido enfriamiento de la materia resultante, la interacción integral se dividió primero en electrodébil, gravitacional y fuerte, y luego la interacción electrodébil se dividió en electromagnética y débil, es decir, en cuatro fundamentalmente diferentes. interacciones.
BIBLIOGRAFÍA:
Karpenkov, S. Kh. Conceptos básicos de las ciencias naturales [Texto]: libro de texto. manual para universidades / S. Kh. Karpenkov. – 2ª ed., revisada. y adicional – M.: Proyecto Académico, 2002. – 368 p. Conceptos de las ciencias naturales modernas [Texto]: libro de texto. para universidades / Ed. V. N. Lavrinenko, V. P. Ratnikova. – 3ª ed., revisada. y adicional – M.: UNIDAD-DANA, 2005. – 317 p. Problemas filosóficos de las ciencias naturales [Texto]: libro de texto. Manual para estudiantes de posgrado y estudiantes de filosofía. y naturales falso. un-tov / Ed. S. T. Melyukhina. – M.: Escuela Superior, 1985. – 400 p. Tsyupka, V. P. Imagen científica natural del mundo: conceptos de las ciencias naturales modernas [Texto]: libro de texto. subsidio / V. P. Tsyupka. – Bélgorod: IPK NRU “BelSU”, 2012. – 144 p. Tsyupka, V.P. Conceptos de la física moderna que conforman la imagen física moderna del mundo [recurso electrónico] // Archivo científico electrónico de la Academia Rusa de Ciencias Naturales: correspondencia. electrón. científico conf. URL “Conceptos de las ciencias naturales modernas o la imagen científica natural del mundo”: http://sitio/artículo/6315(publicado: 31/10/2011) Yandex. Diccionarios. [Recurso electrónico] URL: http://slovari.yandex.ru/ 1Karpenkov S. Kh. Conceptos básicos de las ciencias naturales. M. Proyecto Académico. 2002. pág.60. 2Problemas filosóficos de las ciencias naturales. M. Escuela superior. 1985. pág. 181. 3Karpenkov S. Kh. Conceptos básicos de ciencias naturales... P. 60. 1Karpenkov S. Kh. Conceptos básicos de las ciencias naturales... P. 79. 1Karpenkov S. Kh. 1Problemas filosóficos de las ciencias naturales... P. 178. 2Ibídem. Pág. 191. 1Karpenkov S. Kh. Conceptos básicos de ciencias naturales... P. 67. 1Karpenkov S. Kh. Conceptos básicos de las ciencias naturales... P. 68. 3Problemas filosóficos de las ciencias naturales... P. 195. 4Karpenkov S. Kh. Conceptos básicos de las ciencias naturales... P. 69. 1Karpenkov S. Kh. Conceptos básicos de ciencias naturales... P. 70. 2Conceptos de las ciencias naturales modernas. M. UNIDAD-DANA. 2005. pág.119. 3Karpenkov S. Kh. Conceptos básicos de las ciencias naturales... P. 71.
Tsyupka V.P. SOBRE LA COMPRENSIÓN DEL MOVIMIENTO DE LA MATERIA, SU CAPACIDAD DE AUTODESARROLLO, Y TAMBIÉN LA COMUNICACIÓN E INTERACCIÓN DE OBJETOS MATERIALES EN LA CIENCIA NATURAL MODERNA // Archivo electrónico científico.
URL: (fecha de acceso: 17/03/2020).
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±1 |
1
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80,4
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Interacción débil |
| Z 0 |
0
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1
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91,2
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Interacción débil |
| gluón |
0
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1
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0
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Fuerte interacción |
| bosón de Higgs |
0
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0
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≈125,09±0,24 |
masa inerte |
| Generación
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Quarks con carga (+2/3) |
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Quarks con carga (−1/3) |
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Símbolo quark/antiquark |
Masa (MeV) |
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Nombre/sabor del quark/antiquark |
Símbolo quark/antiquark |
Masa (MeV) |
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| 1
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u-quark (up-quark) / anti-u-quark |
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de 1,5 a 3 |
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quark d (quark abajo) / anti-quark d |
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4,79±0,07 |
| 2
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c-quark (charm-quark) / anti-c-quark |
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1250 ± 90 |
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s-quark (quark extraño) / anti-s-quark |
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95 ± 25 |
| 3
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t-quark (top-quark) / anti-t-quark |
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174 200 ± 3300 |
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quark b (quark inferior) / anti-quark b |
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4200±70 |
ver también
Escribe una reseña sobre el artículo "Partícula fundamental"
Notas
Enlaces
- S. A. Slavatinsky// Instituto de Física y Tecnología de Moscú (Dolgoprudny, región de Moscú)
- Slavatinsky S.A. // SOZH, 2001, núm. 2, p. 62–68 archivo web.archive.org/web/20060116134302/journal.issep.rssi.ru/annot.php?id=S1176
- // nuclphys.sinp.msu.ru
- // segunda-física.ru
- //física.ru
- // naturaleza.web.ru
- // naturaleza.web.ru
- // naturaleza.web.ru
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Fundamental
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Otro
clasificaciones
partículas
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Extracto que caracteriza la Partícula Fundamental.
Al día siguiente se despertó tarde. Renovando las impresiones del pasado, recordó en primer lugar que hoy tenía que presentarse al emperador Francisco, recordó al ministro de la Guerra, al cortés ayudante austríaco Bilibin y a la conversación de ayer por la noche. Vestido con el uniforme de gala, que hacía mucho tiempo que no usaba para el viaje a palacio, él, fresco, vivaz y guapo, con el brazo atado, entró en el despacho de Bilibin. En el despacho se encontraban cuatro señores del cuerpo diplomático. Bolkonsky conocía al príncipe Ippolit Kuragin, que era secretario de la embajada; Bilibin le presentó a otros.
Los señores que visitaban Bilibin, gente laica, joven, rica y alegre, formaron un círculo separado tanto en Viena como aquí, que Bilibin, que era el jefe de este círculo, llamó el nuestro, les nftres. Este círculo, que estaba formado casi exclusivamente por diplomáticos, aparentemente tenía sus propios intereses que nada tenían que ver con la guerra y la política, intereses de la alta sociedad, las relaciones con ciertas mujeres y el lado clerical del servicio. Estos caballeros, aparentemente, aceptaron voluntariamente al Príncipe Andrei en su círculo como uno de los suyos (un honor que hicieron a pocos). Por cortesía y como tema de conversación, le hicieron varias preguntas sobre el ejército y la batalla, y la conversación volvió a desmoronarse en chistes y chismes alegres e inconsistentes.
"Pero es especialmente bueno", dijo uno, relatando el fracaso de un colega diplomático, "lo que es especialmente bueno es que el canciller le dijo directamente que su nombramiento a Londres era un ascenso, y que debería verlo de esa manera". ¿Ves su figura al mismo tiempo?...
"Pero lo que es peor, señores, les presento a Kuragin: ¡ese hombre está en desgracia, y este Don Juan, este hombre terrible, se está aprovechando de ello!"
El príncipe Hipólito estaba tumbado en un sillón Voltaire, con las piernas cruzadas sobre el brazo. Él rió.
“Parlez moi de ca, [Vamos, vamos]”, dijo.
- ¡Ay, Don Juan! ¡Oh serpiente! – se escucharon voces.
"No sabes, Bolkonsky", Bilibin se volvió hacia el príncipe Andrei, "que todos los horrores del ejército francés (casi dije del ejército ruso) no son nada en comparación con lo que este hombre hizo entre mujeres".
“La femme est la compagne de l"homme, [La mujer es amiga del hombre]”, dijo el Príncipe Hipólito y comenzó a mirar a través de los impertinentes sus piernas levantadas.
Bilibin y los nuestros se echaron a reír, mirando a Ippolit a los ojos. El príncipe Andrei vio que este Ippolit, a quien (tenía que admitir) casi estaba celoso de su esposa, era un bufón en esta sociedad.
"No, debo invitarte a Kuragin", le dijo Bilibin en voz baja a Bolkonsky. – Es encantador cuando habla de política, hay que ver esa importancia.
Se sentó junto a Hipólito y, juntando los pliegues de su frente, inició una conversación con él sobre política. El príncipe Andrei y otros rodearon a ambos.
“Le gabinete de Berlín ne peut pas exprimer un sentimiento de alianza”, comenzó Hippolyte, mirando a todos significativamente, “sans exprimer... comme dans sa derieniere note... vous comprenez... vous comprenez... et puis si sa Majeste l"Empereur ne deroge pas au principe de notre alianza... [El gabinete de Berlín no puede expresar su opinión sobre la alianza sin expresar... como en su última nota... ya entiendes... ya entiendes.. .sin embargo, si Su Majestad el Emperador no cambia la esencia de nuestra alianza...]
“Attendez, je n'ai pas fini...”, le dijo al príncipe Andrei, agarrándole la mano. “Je supongo que la intervención será plus forte que la no intervención”. Et…” Hizo una pausa. – On ne pourra pas imputer a la fin de non recevoir notre depeche du 28 de noviembre. Voila comentario tout cela finira. [Espera, no he terminado. Creo que la intervención será más fuerte que la no intervención y... Es imposible dar por finalizado el asunto si no se acepta nuestro despacho del 28 de noviembre. ¿Cómo terminará todo esto?]
Y soltó la mano de Bolkonsky, indicando que ya había terminado.
“¡Demóstenes, je te reconnais au caillou que tu as cache dans ta bouche d"or! [¡Demóstenes, te reconozco por el guijarro que escondes en tus labios dorados!] - dijo Bilibin, cuyo gorro de pelo se movía sobre su cabeza con placer .
Todos rieron. Hipólito fue el que rió más fuerte que todos. Al parecer sufría, se asfixiaba, pero no podía resistir la risa salvaje que estiraba su rostro siempre inmóvil.
"Bueno, caballeros", dijo Bilibin, "Bolkonsky es mi huésped en la casa y aquí en Brunn, y quiero brindarle, tanto como pueda, todas las alegrías de la vida aquí". Si estuviéramos en Brunn, sería fácil; pero aquí, dans ce vilain trou morave [en este desagradable agujero moravo], es más difícil, y os pido ayuda a todos. Il faut lui faire les honneurs de Brunn. [Necesitamos mostrarle Brunn.] Tú te encargas del teatro, yo – la sociedad, tú, Hipólito, por supuesto – las mujeres.
– ¡Necesitamos mostrarle a Amelie, ella es encantadora! - dijo uno de los nuestros, besando la punta de sus dedos.
"En general, este soldado sediento de sangre", dijo Bilibin, "debería adoptar puntos de vista más humanos".
"Es poco probable que aproveche su hospitalidad, caballeros, y ahora es el momento de irme", dijo Bolkonsky, mirando su reloj.
- ¿Dónde?
- Al emperador.
- ¡ACERCA DE! ¡Oh! ¡Oh!
- ¡Bueno, adiós, Bolkonsky! Adiós, príncipe; “Ven a cenar más temprano”, se escucharon voces. - Estamos cuidando de ti.
"Cuando hables con el emperador, trata de elogiar al máximo el orden en la entrega de provisiones y las rutas", dijo Bilibin, acompañando a Bolkonsky al vestíbulo.
"Y me gustaría elogiarlo, pero no puedo, por lo que sé", respondió Bolkonsky sonriendo.
- Bueno, en general, habla todo lo que puedas. Su pasión son las audiencias; pero a él mismo no le gusta hablar y no sabe cómo, como verás. | Z 0 |
0
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1
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91,2
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Interacción débil |
| gluón |
0
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1
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0
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Fuerte interacción |
| bosón de Higgs |
0
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0
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≈125,09±0,24 |
masa inerte |
| Generación
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Quarks con carga (+2/3) |
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Quarks con carga (−1/3) |
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Símbolo quark/antiquark |
Masa (MeV) |
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Nombre/sabor del quark/antiquark |
Símbolo quark/antiquark |
Masa (MeV) |
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| 1
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u-quark (up-quark) / anti-u-quark |
texvc extraviado; Consulte matemáticas/README para obtener ayuda con la configuración): u / \, \overline(u)
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de 1,5 a 3 |
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quark d (quark abajo) / anti-quark d |
No se puede analizar la expresión (archivo ejecutable texvc extraviado; Consulte matemáticas/README para obtener ayuda con la configuración): d / \, \overline(d)
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4,79±0,07 |
| 2
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c-quark (charm-quark) / anti-c-quark |
No se puede analizar la expresión (archivo ejecutable texvc extraviado; Consulte matemáticas/README para obtener ayuda con la configuración): c / \, \overline(c)
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1250 ± 90 |
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s-quark (quark extraño) / anti-s-quark |
No se puede analizar la expresión (archivo ejecutable texvc extraviado; Consulte Math/README para obtener ayuda con la configuración.): s / \, \overline(s)
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95 ± 25 |
| 3
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t-quark (top-quark) / anti-t-quark |
No se puede analizar la expresión (archivo ejecutable texvc extraviado; Consulte matemáticas/README para obtener ayuda con la configuración.): t / \, \overline(t)
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174 200 ± 3300 |
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quark b (quark inferior) / anti-quark b |
No se puede analizar la expresión (archivo ejecutable texvc extraviado; Consulte matemáticas/README para obtener ayuda con la configuración): b / \, \overline(b)
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4200±70 |
ver también
Escribe una reseña sobre el artículo "Partícula fundamental"
Notas
Enlaces
- S. A. Slavatinsky// Instituto de Física y Tecnología de Moscú (Dolgoprudny, región de Moscú)
- Slavatinsky S.A. // SOZH, 2001, núm. 2, p. 62–68 archivo http://web.archive.org/web/20060116134302/http://journal.issep.rssi.ru/annot.php?id=S1176
- // nuclphys.sinp.msu.ru
- // segunda-física.ru
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fundamental y/o
partículas compuestas
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No pude soportarlo más...
- ¡¿Y cómo sabes adónde vamos?! – Me alboroté las plumas como un gorrión congelado y murmuré ofendido.
“Está todo escrito en tu cara”, sonrió la abuela.
Por supuesto, no estaba escrito en mi cara, pero daría mucho por saber cómo ella siempre supo todo con tanta confianza cuando se trataba de mí.
A los pocos minutos ya estábamos caminando juntas hacia el bosque, charlando entusiasmadas sobre las más diversas e increíbles historias, que ella, naturalmente, sabía mucho más que yo, y esta era una de las razones por las que me encantaba tanto caminar con ella. .
Éramos solo nosotros dos y no había necesidad de temer que alguien escuchara y que a alguien no le gustara lo que estábamos hablando.
La abuela aceptó muy fácilmente todas mis rarezas y nunca tuvo miedo de nada; y a veces, si veía que estaba completamente “perdido” en algo, me daba consejos para ayudarme a salir de tal o cual situación indeseable, pero la mayoría de las veces simplemente observaba cómo reaccionaba ante las dificultades de la vida, que ya se habían vuelto permanentes. , sin finalmente encontrarme en mi camino "pinchado". Últimamente me ha empezado a parecer que mi abuela simplemente está esperando que llegue algo nuevo, para ver si he madurado al menos un talón, o si todavía estoy “atrapado” en mi “infancia feliz”, sin querer quitarme las camisetas cortas de mi infancia. Pero incluso a pesar de su comportamiento “cruel”, la quería mucho y trataba de aprovechar cada momento conveniente para pasar tiempo con ella con la mayor frecuencia posible.
El bosque nos recibió con el acogedor susurro de las doradas hojas otoñales. El clima era magnífico y uno podía esperar que mi nuevo amigo, por “suerte”, también estuviera allí.
Cogí un pequeño ramo de unas modestas flores de otoño que aún quedaban, y unos minutos después ya estábamos al lado del cementerio, en cuya puerta... en el mismo lugar estaba sentada la misma dulce anciana en miniatura...
- ¡Y ya pensé que no podía esperarte! – saludó alegremente.
Literalmente me quedé boquiabierto ante tal sorpresa, y en ese momento aparentemente parecía bastante estúpido, porque la anciana, riendo alegremente, se acercó a nosotros y me dio unas palmaditas cariñosas en la mejilla.
- Bueno, vete cariño, Stella ya te estaba esperando. Y nos sentaremos aquí un rato...
Ni siquiera tuve tiempo de preguntar cómo llegaría a la misma Stella, cuando todo volvió a desaparecer en algún lugar y me encontré en el mundo ya familiar de la fantasía salvaje de Stella, brillando y reluciendo con todos los colores del arco iris, y , sin tener tiempo de mirar mejor a mi alrededor, inmediatamente escuché una voz entusiasta:
- ¡Oh, qué bueno que hayas venido! ¡Y esperé y esperé!..
La niña voló hacia mí como un torbellino y dejó caer un pequeño “dragón” rojo en mis brazos... Retrocedí sorprendido, pero inmediatamente me reí alegremente, ¡porque era la criatura más divertida y divertida del mundo!...
El “pequeño dragón”, si se le puede llamar así, hinchó su delicado vientre rosado y me siseó amenazadoramente, aparentemente con la esperanza de asustarme de esta manera. Pero cuando vio que aquí nadie iba a pasar miedo, tranquilamente se acomodó en mi regazo y comenzó a roncar pacíficamente, demostrando lo bueno que es y lo mucho que se le debe amar...
Le pregunté a Stella cómo se llamaba y hace cuánto tiempo lo creó.
- ¡Oh, todavía no he descubierto cómo llamarte! ¡Y apareció ahora mismo! ¿Realmente te gusta? – chirrió alegremente la niña, y sentí que se alegraba de verme de nuevo.
- ¡Esto es para ti! – dijo de repente. - Vivirá contigo.
El pequeño dragón estiró curiosamente su hocico puntiagudo, aparentemente decidiendo ver si tenía algo interesante... ¡Y de repente me lamió justo en la nariz! Stella chilló de alegría y claramente estaba muy satisfecha con su creación.
"Bueno, está bien", estuve de acuerdo, "mientras esté aquí, él puede estar conmigo".
“¿No vas a llevártelo contigo?” – Estela se sorprendió.
Y luego me di cuenta de que aparentemente ella no sabe en absoluto que somos “diferentes” y que ya no vivimos en el mismo mundo. Lo más probable es que la abuela, para sentir lástima por ella, no le contó toda la verdad a la niña, y ella pensó sinceramente que este era exactamente el mismo mundo en el que había vivido antes, con la única diferencia de que ahora podía todavía crea su propio mundo...
Sabía con certeza que no quería ser yo quien le dijera a esta pequeña niña confiada cómo era realmente su vida hoy. Ella estaba contenta y feliz en esta “su” realidad fantástica, y mentalmente me juré a mí mismo que nunca sería yo quien destruiría este mundo de cuento de hadas suyo. Simplemente no podía entender cómo mi abuela explicaba la repentina desaparición de toda su familia y, en general, todo lo que ahora vivía.
“Verás”, dije con una ligera vacilación, sonriendo, “donde vivo, los dragones no son muy populares...
- ¡Para que nadie lo vea! – gorjeó alegremente la niña.
¡Me acababan de quitar un peso de encima!... Odiaba mentir o intentar liberarme, y especialmente delante de una personita tan pura como era Stella. Resultó que ella entendió todo perfectamente y de alguna manera logró combinar la alegría de la creación y la tristeza de perder a su familia.
– ¡Y finalmente encontré un amigo aquí! – declaró la pequeña victoriosa. |
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Hasta hace relativamente poco tiempo, se consideraban elementales varios cientos de partículas y antipartículas. Un estudio detallado de sus propiedades e interacciones con otras partículas y el desarrollo de la teoría mostraron que la mayoría de ellas en realidad no son elementales, ya que ellas mismas están formadas por las partículas más simples o, como ahora se dice, fundamentales. Las partículas fundamentales mismas ya no consisten en nada. Numerosos experimentos han demostrado que todas las partículas fundamentales se comportan como objetos puntuales adimensionales que no tienen estructura interna, al menos hasta las distancias más pequeñas actualmente estudiadas de ~10 -16 cm.
Introducción
Entre los innumerables y variados procesos de interacción entre partículas, existen cuatro interacciones básicas o fundamentales: fuerte (nuclear), electromagnética y gravitacional. En el mundo de las partículas, la interacción gravitacional es muy débil, su papel aún no está claro y no hablaremos más de ello.
Existen dos grupos de partículas en la naturaleza: los hadrones, que participan en todas las interacciones fundamentales, y los leptones, que no participan sólo en la interacción fuerte.
Según los conceptos modernos, las interacciones entre partículas se llevan a cabo mediante la emisión y posterior absorción de cuantos del campo correspondiente (fuerte, débil, electromagnético) que rodea la partícula. Estos cuantos son bosones de calibre, que también son partículas fundamentales. Para los bosones, su propio momento angular, llamado espín, es igual al valor entero de la constante de Planck $h = 1,05 \cdot 10^(-27) erg \cdot s$. Los cuantos de campo y, en consecuencia, los portadores de interacciones fuertes son gluones, denotados por el símbolo g, los cuantos de campo electromagnético son los conocidos cuantos de luz: fotones, denotados por $\gamma $, y los cuantos de campo débil y, en consecuencia, los portadores de interacciones débiles. son W.± (doble ve)- y z 0 (zet cero) bosones.
A diferencia de los bosones, todas las demás partículas fundamentales son fermiones, es decir, partículas con un valor de espín semientero igual a h/2.
En mesa 1 muestra los símbolos de los fermiones fundamentales: leptones y quarks.
Cada partícula se muestra en la tabla. 1, corresponde a una antipartícula que difiere de la partícula sólo en los signos de la carga eléctrica y otros números cuánticos (ver Tabla 2) y la dirección del giro con respecto a la dirección del momento de la partícula. Denotaremos las antipartículas con los mismos símbolos que las partículas, pero con una línea ondulada encima del símbolo.
Partículas en la tabla. 1 se designan con letras griegas y latinas, a saber: la letra $\nu$ - tres neutrinos diferentes, las letras e - electrón, $\mu$ - muón, $\tau$ - taon, las letras u, c, t, d, s, b denota quarks; sus nombres y características se dan en la tabla. 2.
Partículas en la tabla. 1 se agrupan en tres generaciones I, II y III según la estructura de la teoría moderna. Nuestro Universo está construido a partir de partículas de la primera generación: leptones, quarks y bosones calibre, pero, como muestra la ciencia moderna sobre el desarrollo del Universo, en la etapa inicial de su desarrollo las partículas de las tres generaciones desempeñaron un papel importante.
| leptones |
quarks |
| I |
II |
III |
$\nu_e$
mi
|
$\nu_(\mu)$
$\mu$ |
$\nu_(\tau)$
$\tau$ |
|
|
leptones
Primero, veamos con más detalle las propiedades de los leptones. En la línea superior de la tabla. 1 contiene tres neutrinos diferentes: electrón $\nu_e$, muón $\nu_m$ y tau neutrino $\nu_t$. Su masa aún no se ha medido con precisión, pero se ha determinado su límite superior, por ejemplo, para ne igual a 10 -5 de la masa del electrón (es decir, $\leq 10^(-32)$ g).
Al mirar la mesa. 1, surge inevitablemente la pregunta de por qué la naturaleza necesitaba crear tres neutrinos diferentes. Todavía no hay respuesta a esta pregunta, porque no se ha creado una teoría tan completa de las partículas fundamentales que indique la necesidad y suficiencia de todas esas partículas y describa sus propiedades básicas. Quizás este problema se resuelva en el siglo XXI (o más tarde).
Línea inferior de la tabla. El capítulo 1 comienza con la partícula que más hemos estudiado: el electrón. El electrón fue descubierto a finales del siglo pasado por el físico inglés J. Thomson. El papel de los electrones en nuestro mundo es enorme. Son aquellas partículas cargadas negativamente que, junto con los núcleos atómicos, forman todos los átomos de los elementos que conocemos en la Tabla Periódica de Mendeleev. En cada átomo, la cantidad de electrones es exactamente igual a la cantidad de protones en el núcleo atómico, lo que hace que el átomo sea eléctricamente neutro.
Un electrón es estable; la principal posibilidad de destruir un electrón es su muerte al colisionar con una antipartícula, un positrón e +. Este proceso se llama aniquilación:
$$e^- + e^+ \to \gamma + \gamma .$$
Como resultado de la aniquilación, se forman dos cuantos gamma (como se llaman los fotones de alta energía), llevándose tanto las energías en reposo e + como e - y sus energías cinéticas. A altas energías e + y e - se forman hadrones y pares de quarks (ver, por ejemplo, (5) y Fig. 4).
La reacción (1) ilustra claramente la validez de la famosa fórmula de A. Einstein sobre la equivalencia de masa y energía: mi = mc 2 .
De hecho, durante la aniquilación de un positrón detenido en la materia y un electrón en reposo, toda su masa en reposo (igual a 1,22 MeV) se convierte en energía de $\gamma$-cuantos, que no tienen masa en reposo.
En la segunda generación de la última línea de la tabla. 1 se encuentra >muón, una partícula que es, en todas sus propiedades, análoga a un electrón, pero con una masa anormalmente grande. La masa de un muón es 207 veces mayor que la masa de un electrón. A diferencia del electrón, el muón es inestable. El momento de su vida t= 2,2 · 10 -6 s. El muón se desintegra preferentemente en un electrón y dos neutrinos según el esquema
$$\mu^- \to e^- + \tilde \nu_e +\nu_(\mu)$$
Un análogo aún más pesado del electrón es el leptón $\tau$ (taon). Su masa es más de 3 mil veces mayor que la masa de un electrón ($m_(\tau) = 1777$ MeV/c 2), es decir, es más pesado que un protón y un neutrón. Su vida útil es de 2,9 · 10 -13 s, y a partir de más de cien esquemas (canales) diferentes de su desintegración son posibles los siguientes:
$$\tau^-\left\langle\begin(matrix) \to e^- + \tilde \nu_e +\nu_(\tau)\\ \to \mu^- + \tilde \nu_\mu +\nu_ (\tau)\end(matriz)\right.$$
Hablando de leptones, es interesante comparar las fuerzas débiles y electromagnéticas a una distancia específica, p. R= 10 -13 cm A esta distancia, las fuerzas electromagnéticas son casi 10 mil millones de veces mayores que las fuerzas débiles. Pero esto no significa en absoluto que el papel de las fuerzas débiles en la naturaleza sea pequeño. De nada.
Son las fuerzas débiles las responsables de muchas transformaciones mutuas de varias partículas en otras partículas, como, por ejemplo, en las reacciones (2), (3), y tales transformaciones mutuas son uno de los rasgos más característicos de la física de partículas. A diferencia de las reacciones (2), (3), en la reacción (1) actúan fuerzas electromagnéticas.
Hablando de leptones, es necesario agregar que la teoría moderna describe las interacciones electromagnéticas y débiles utilizando una teoría electrodébil unificada. Fue desarrollado por S. Weinberg, A. Salam y S. Glashow en 1967.
quarks
La idea misma de los quarks surgió de un brillante intento de clasificar una gran cantidad de partículas que participan en interacciones fuertes llamadas hadrones. M. Gell-Mann y G. Zweig sugirieron que todos los hadrones constan de un conjunto correspondiente de partículas fundamentales: los quarks, sus antiquarks y los portadores de la interacción fuerte: los gluones.
El número total de hadrones observados actualmente es de más de cien partículas (y el mismo número de antipartículas). Muchas decenas de partículas aún no han sido registradas. Todos los hadrones se dividen en partículas pesadas llamadas bariones, y los promedios, denominados mesones.
Los bariones se caracterizan por su número bariónico. b= 1 para partículas y b = -1 para antibariones. Su nacimiento y destrucción ocurren siempre en pares: barión y antibarión. Los mesones tienen carga bariónica. b = 0. Según la idea de Gell-Mann y Zweig, todos los bariones constan de tres quarks, los antibariones, de tres antiquarks. Por lo tanto, a cada quark se le asignó un número bariónico de 1/3, de modo que en total el barión tenía b= 1 (o -1 para un antibarión que consta de tres antiquarks). Los mesones tienen un número bariónico. b= 0, por lo que pueden estar compuestos por cualquier combinación de pares de cualquier quark y cualquier antiquark. Además de los mismos números cuánticos para todos los quarks (número de espín y número bariónico), existen otras características importantes de ellos, como el valor de su masa en reposo. metro, la magnitud de la carga eléctrica q/mi(en fracciones de carga de electrones mi= 1,6 & middot 10 -19 culombios) y un cierto conjunto de números cuánticos que caracterizan los llamados sabor a quark. Éstas incluyen:
1) la magnitud del giro isotópico I y la magnitud de su tercera proyección, es decir I 3. Entonces, tu-quark y d Los quarks forman un doblete isotópico y se les asigna un espín isotópico completo. I= 1/2 con proyecciones I 3 = +1/2 correspondiente tu-quark, y I 3 = -1/2, correspondiente d-cuarc. Ambos componentes del doblete tienen valores de masa similares y son idénticos en todas las demás propiedades, a excepción de la carga eléctrica;
2) número cuántico S- la extrañeza caracteriza el comportamiento extraño de algunas partículas que tienen una vida anormalmente larga (~10 -8 - 10 -13 s) en comparación con el tiempo nuclear característico (~10 -23 s). Las partículas mismas han sido llamadas extrañas y contienen uno o más quarks extraños y antiquarks extraños. El nacimiento o desaparición de partículas extrañas debido a interacciones fuertes ocurren en pares, es decir, en cualquier reacción nuclear, la suma de $\Sigma$S antes de la reacción debe ser igual a $\Sigma$S después de la reacción. Sin embargo, en interacciones débiles la ley de conservación de la extrañeza no se cumple.
En experimentos en aceleradores, se observaron partículas que eran imposibles de describir usando tu-, d- Y s-quarks. Por analogía con la extrañeza, fue necesario introducir tres nuevos quarks más con nuevos números cuánticos. CON = +1, EN= -1 y t= +1. Las partículas compuestas por estos quarks tienen una masa significativamente mayor (> 2 GeV/c 2). Tienen una amplia variedad de patrones de desintegración con una vida útil de ~10 -13 s. En la tabla se ofrece un resumen de las características de todos los quarks. 2.
Cada tabla de quarks. 2 corresponde a tu antiquark. Para los antiquarks, todos los números cuánticos tienen el signo opuesto al indicado para el quark. Hay que decir lo siguiente sobre la magnitud de la masa del quark. Dado en la tabla. 2 valores corresponden a las masas de los quarks desnudos, es decir, los propios quarks sin tener en cuenta los gluones que los rodean. La masa de los quarks vestidos es mayor debido a la energía transportada por los gluones. Esto es especialmente notable para los más ligeros. tu- Y d-quarks, cuya capa de gluones tiene una energía de unos 300 MeV.
Los quarks que determinan las propiedades físicas básicas de las partículas se denominan quarks de valencia. Además de los quarks de valencia, los hadrones contienen pares virtuales de partículas: quarks y antiquarks, que son emitidos y absorbidos por los gluones durante muy poco tiempo.
(Dónde mi- la energía del par virtual), que se produce en violación de la ley de conservación de la energía de acuerdo con la relación de incertidumbre de Heisenberg. Los pares virtuales de quarks se llaman quarks de mar o quarks de mar. Por tanto, la estructura de los hadrones incluye valencia y quarks y gluones marinos.
La característica principal de todos los quarks es que tienen las correspondientes cargas fuertes. Las cargas de campo fuertes tienen tres variedades iguales (en lugar de una carga eléctrica en la teoría de las fuerzas eléctricas). En terminología histórica, estos tres tipos de carga se denominan colores de quarks, a saber: convencionalmente rojo, verde y azul. Por tanto, cada quark de la tabla. 1 y 2 pueden tener tres formas y es una partícula coloreada. Mezclando los tres colores, tal como ocurre en la óptica, se obtiene el blanco, es decir, blanquea la partícula. Todos los hadrones observados son incoloros.
| quarks |
tu(arriba) |
d(abajo) |
s(extraño) |
C(encanto) |
b(abajo) |
t(arriba) |
| Masa m 0 |
(1,5-5) MeV/s 2 |
(3-9) MeV/s 2 |
(60-170) MeV/s 2 |
(1,1-4,4) GeV/s 2 |
(4,1-4,4) GeV/s 2 |
174 GeV/s 2 |
| isospin I
|
+1/2
|
+1/2
|
0
|
0
|
0
|
0
|
| Proyección I 3
|
+1/2
|
-1/2
|
0
|
0
|
0
|
0
|
| Carga eléctrica q/mi
|
+2/3
|
-1/3
|
-1/3
|
+2/3
|
-1/3
|
+2/3
|
| Rareza S
|
0
|
0
|
-1
|
0
|
0
|
0
|
| Encanto C
|
0
|
0
|
0
|
+1
|
0
|
0
|
| Abajo B
|
0
|
0
|
0
|
0
|
-1
|
0
|
| Arriba t
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
+1
|
Las interacciones entre quarks las llevan a cabo ocho gluones diferentes. El término "gluón" en inglés significa pegamento, es decir, estos cuantos de campo son partículas que, por así decirlo, unen los quarks. Al igual que los quarks, los gluones son partículas coloreadas, pero como cada gluón cambia los colores de dos quarks a la vez (el quark que emite el gluón y el quark que absorbe el gluón), el gluón se colorea dos veces, llevando un color y un anticolor, normalmente diferente al color.
La masa en reposo de los gluones, como la de un fotón, es cero. Además, los gluones son eléctricamente neutros y no tienen carga débil.
Los hadrones también suelen dividirse en partículas estables y de resonancia: barión y mesón.
Las resonancias se caracterizan por una vida útil extremadamente corta (~10 -20 -10 -24 s), ya que su decadencia se debe a una fuerte interacción.
El físico estadounidense L.V. Álvarez. Dado que el camino de estas partículas hasta su desintegración es tan corto que no pueden observarse en detectores que registran rastros de partículas (como una cámara de burbujas, etc.), todas ellas se detectaron indirectamente, por la presencia de picos que dependen de la probabilidad de desintegración. Interacción de varias partículas entre sí en energía. La figura 1 explica esto. La figura muestra la dependencia de la sección transversal de interacción (proporcional al valor de probabilidad) de un pión positivo $\pi^+$ con un protón. pag de la energía cinética del pion. Con una energía de aproximadamente 200 MeV, se ve un pico en la sección transversal. Su ancho es $\Gamma = 110$ MeV, y la masa total de la partícula $\Delta^(++)$ es igual a $T^(")_(max)+M_p c^2+M_\pi c ^2=1232$ MeV /с 2 , donde $T^(")_(max)$ es la energía cinética de la colisión de partículas en el sistema de su centro de masa. La mayoría de las resonancias pueden considerarse como el estado excitado de partículas estables, ya que tienen la misma composición de quarks que sus contrapartes estables, aunque la masa de las resonancias es mayor debido a la energía de excitación.
Modelo quark de hadrones
Comenzamos a describir el modelo de quarks de hadrones con un dibujo de líneas de campo que emanan de una fuente: un quark con una carga de color y que termina en un antiquark (Fig.2, b). A modo de comparación, en la Fig. 2, y mostramos que en el caso de la interacción electromagnética, las líneas de fuerza divergen de su fuente (la carga eléctrica) como un ventilador, porque los fotones virtuales emitidos simultáneamente por la fuente no interactúan entre sí. Como resultado, obtenemos la ley de Coulomb.
En contraste con esta imagen, los propios gluones tienen cargas coloreadas e interactúan fuertemente entre sí. Como resultado, en lugar de un abanico de líneas eléctricas, tenemos un haz como se muestra en la Fig. 2, b. La cuerda se tiende entre un quark y un antiquark, pero lo más sorprendente es que los propios gluones, al tener cargas coloreadas, se convierten en fuentes de nuevos gluones, cuyo número aumenta a medida que se alejan del quark.
Esta imagen de interacción corresponde a la dependencia de la energía potencial de interacción entre quarks de la distancia entre ellos, como se muestra en la Fig. 3. A saber: hasta la distancia R> 10 -13 cm, la dependencia U(R) tiene forma de embudo y la intensidad de la carga de color en este rango de distancias es relativamente pequeña, de modo que los quarks en R> 10 -15 cm, en una primera aproximación, pueden considerarse partículas libres que no interactúan. Este fenómeno tiene el nombre especial de libertad asintótica de quarks en tamaño pequeño. R. Sin embargo cuando R mayor que algún valor crítico $R_(cr) \aproximadamente 10^(-13)$ cm de energía de interacción potencial Ud.(R) se vuelve directamente proporcional al valor R. Se deduce directamente que la fuerza F = -du/dr= constante, es decir, no depende de la distancia. Ninguna otra interacción que los físicos hubieran estudiado anteriormente tenía una propiedad tan inusual.
Los cálculos muestran que las fuerzas que actúan entre un quark y un antiquark, efectivamente, a partir de $R_(cr) \aprox 10_(-13)$ cm, dejan de depender de la distancia, permaneciendo en un nivel de enorme magnitud, cercano a las 20 toneladas. . A una distancia R~ 10 -12 cm (igual al radio de los núcleos atómicos promedio) las fuerzas de color son más de 100 mil veces mayores que las fuerzas electromagnéticas. Si comparamos la fuerza del color con las fuerzas nucleares entre un protón y un neutrón dentro de un núcleo atómico, ¡resulta que la fuerza del color es miles de veces mayor! Así, se abrió ante los físicos un nuevo y grandioso cuadro de las fuerzas cromáticas en la naturaleza, muchos órdenes de magnitud mayores que las fuerzas nucleares actualmente conocidas. Por supuesto, inmediatamente surge la pregunta de si tales fuerzas pueden funcionar como fuente de energía. Lamentablemente, la respuesta a esta pregunta es negativa.
Naturalmente surge otra pregunta: ¿a qué distancias? R entre quarks, la energía potencial aumenta linealmente al aumentar R?
La respuesta es simple: a grandes distancias el haz de líneas de campo se rompe, ya que energéticamente es más favorable que se forme una ruptura con el nacimiento de un par de partículas quark-antiquark. Esto ocurre cuando la energía potencial en el sitio de la discontinuidad es mayor que la masa en reposo del quark y antiquark. El proceso de ruptura del haz de líneas de fuerza del campo de gluones se muestra en la Fig. 2, V.
Estas ideas cualitativas sobre el nacimiento de un quark-antiquark permiten comprender por qué los quarks individuales no se observan en absoluto y no se pueden observar en la naturaleza. Los quarks quedan atrapados para siempre dentro de los hadrones. Este fenómeno de confinamiento de quarks se llama confinamiento. A altas energías, puede ser más ventajoso que el paquete se rompa en muchos lugares a la vez, formando muchos $q\tilde q$-pares. De esta manera abordamos el problema de los nacimientos múltiples. pares quark-antiquark y la formación de chorros de quarks duros.
Consideremos primero la estructura de los hadrones ligeros, es decir, los mesones. Consisten, como ya hemos dicho, en un quark y un antiquark.
Es extremadamente importante que ambos socios del par tengan la misma carga de color y la misma anticarga (por ejemplo, un quark azul y un antiquark anti-azul), de modo que su par, independientemente de los sabores de los quarks, tenga sin color (y solo observamos partículas incoloras).
Todos los quarks y antiquarks tienen espín (en fracciones de h), igual a 1/2. Por lo tanto, el espín total de una combinación de un quark y un antiquark es 0 cuando los espines son antiparalelos o 1 cuando los espines son paralelos entre sí. Pero el giro de una partícula puede ser mayor que 1 si los propios quarks giran en algunas órbitas dentro de la partícula.
En mesa La Figura 3 muestra algunas combinaciones pareadas y más complejas de quarks, indicando a qué hadrones previamente conocidos corresponde esta combinación de quarks.
| quarks |
mesones |
|
quarks |
bariones |
| j=0
|
j=1
|
j=1/2
|
j=3/2
|
| partículas |
resonancias |
partículas |
resonancias |
|
|
$\pi^+$
|
$\rho^+$
|
uuu
|
|
$\Delta^(++)$
|
| $\tilde u d$ |
$\pi^-$
|
$\rho^-$
|
uud
|
pag
|
$\Delta^+$
|
| $u \tilde u - d \tilde d$ |
$\pi^0$
|
$\rho^0$
|
Udd
|
norte
(neutrón) |
\Delta^0
(delta0) |
| $u \tilde u + d \tilde d$ |
$\ta$
|
$\omega$
|
dddd
|
|
$\Delta^-$
|
| $d \tilde s$ |
$k^0$
|
$k^0*$
|
nosotros
|
$\Sigma^+$
|
$\Sigma^+*$
|
| $u \tilde s$ |
$k^+$
|
$k^+*$
|
uds
|
$\lambda^0$
|
$\Sigma^0*$
|
| $\tilde us$ |
$k^-$
|
$k^-*$
|
dds
|
$\Sigma^-$
|
$\Sigma^-*$
|
| $c \tilde d$ |
$D^+$
|
$D^+*$
|
nosotros
|
$\Xi^0$
|
$\Xi^0*$
|
| $c \tilde s$ |
$D^+_s$
|
$D^+_s*$
|
dss
|
$\Xi^-$
|
$\Xi^-*$
|
| $c \tilde c$ |
encanto |
$J/\psi$
|
ss
|
$\Omega^-$
|
|
| $b \tilde b$ |
Bottonio |
Upsilon |
udc
|
$\Lambda^+_c$
(lambda-tsé+) |
|
| $c \tilde u$ |
$D^0$
|
$D^0*$
|
uuc
|
$\Sigma^(++)_c$
|
|
| $b \tilde u$ |
$B^-$
|
$B*$
|
udb
|
$\Lambda_b$
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De los mesones y resonancias de mesones mejor estudiados actualmente, el grupo más grande está formado por partículas ligeras no aromáticas cuyos números cuánticos S = C = B= 0. Este grupo incluye alrededor de 40 partículas. La tabla 3 comienza con los piones $\pi$ ±,0, descubiertos por el físico inglés S.F. Powell en 1949. Los piones cargados viven entre 10 y 8 s y se descomponen en leptones según los siguientes esquemas:
$\pi^+ \to \mu + \nu_(\mu)$ y $\pi^- \to \mu^- + \tilde \nu_(\mu)$.
Sus "parientes" en la mesa. 3 - resonancias $\rho$ ±,0 (mesones rho), a diferencia de los piones, tienen espín j= 1, son inestables y solo viven entre 10 y 23 s. La razón de la caída de $\rho$ ±,0 es una fuerte interacción.
La razón de la desintegración de los piones cargados se debe a la interacción débil, es decir, al hecho de que los quarks que componen la partícula pueden emitirse y absorberse como resultado de una interacción débil durante un corto tiempo. t de acuerdo con la relación (4), bosones de calibre virtuales: $u \to d + W^+$ o $d \to u + W^-$ y, a diferencia de los leptones, las transiciones de un quark de una generación a un quark de También se llevan a cabo otra generación, por ejemplo $u \to b + W^+$ o $u \to s + W^+$, etc., aunque tales transiciones son significativamente más raras que las transiciones dentro de una generación. Al mismo tiempo, durante todas estas transformaciones, se retiene la carga eléctrica en la reacción.
Estudio de mesones incluyendo s- Y C-quarks, llevaron al descubrimiento de varias docenas de partículas extrañas y encantadas. Su investigación se lleva a cabo actualmente en muchos centros científicos de todo el mundo.
Estudio de mesones incluyendo b- Y t-quarks, comenzaron intensamente en los aceleradores, y por ahora no hablaremos de ellos con más detalle.
Pasemos a considerar los hadrones pesados, es decir, los bariones. Todos ellos están compuestos por tres quarks, pero los que tienen las tres variedades de color, ya que, al igual que los mesones, todos los bariones son incoloros. Los quarks dentro de los bariones pueden tener movimiento orbital. En este caso, el espín total de la partícula excederá el espín total de los quarks, igual a 1/2 o 3/2 (si los espines de los tres quarks son paralelos entre sí).
El barión con masa mínima es el protón. pag(ver Tabla 3). Son los protones y neutrones los que forman todos los núcleos atómicos de los elementos químicos. El número de protones en un núcleo determina su carga eléctrica total. z.
La otra partícula principal de los núcleos atómicos es el neutrón. norte. Un neutrón es ligeramente más pesado que un protón, es inestable y en estado libre, con una vida útil de unos 900 s, se desintegra en protón, electrón y neutrino. En mesa La figura 3 muestra el estado del quark del protón. uud y neutrón Udd. Pero con el giro de esta combinación de quarks j= 3/2 se forman resonancias $\Delta^+$ y $D^0$, respectivamente. Todos los demás bariones formados por quarks más pesados. s, b, t, y tienen una masa significativamente mayor. Entre ellos, de particular interés fue W.- -hiperón, que consta de tres quarks extraños. Se descubrió por primera vez en papel, es decir, mediante cálculos, utilizando ideas sobre la estructura de los quarks de los bariones. Todas las propiedades básicas de esta partícula fueron predichas y luego confirmadas mediante experimentos.
Muchos hechos observados experimentalmente indican ahora de manera convincente la existencia de quarks. En particular, estamos hablando del descubrimiento de un nuevo proceso en la reacción de colisión de electrones y positrones, que conduce a la formación de chorros de quarks y antiquarks. Un diagrama de este proceso se muestra en la Fig. 4. El experimento se llevó a cabo en colisionadores de Alemania y Estados Unidos. La figura muestra la dirección de los rayos con flechas. mi+ y mi- , y del punto de colisión se escapa un quark q y antiquark $\tilde q$ en el ángulo cenital $\Theta$ con respecto a la dirección del vuelo mi+ y mi- . Este nacimiento de un par $q+\tilde q$ ocurre en la reacción
$$e^+ + e^- \to \gamma_(virt) \to q + \tilde q$$
Como ya hemos dicho, un conjunto de líneas eléctricas (más a menudo llamado cadena) cuando se estira lo suficiente se rompe en componentes.
Con alta energía del quark y el antiquark, como se mencionó anteriormente, la cuerda se rompe en muchos lugares, como resultado de lo cual se forman dos haces estrechos de partículas secundarias incoloras en ambas direcciones a lo largo de la línea de vuelo del quark q y el antiquark. como se muestra en la Fig. 4. Estos haces de partículas se denominan chorros. Muy a menudo se observa experimentalmente la formación de tres, cuatro o más chorros de partículas al mismo tiempo.
En experimentos realizados con energías de superacelerador en rayos cósmicos, en los que participó el autor de este artículo, se obtuvieron fotografías del proceso de formación de muchos chorros. El caso es que la cuerda o cordel es unidimensional y por tanto los centros de formación de tres, cuatro o más chorros también se sitúan a lo largo de una línea recta.
La teoría que describe las interacciones fuertes se llama cromodinámica cuántica o para abreviar QCD. Es mucho más compleja que la teoría de las interacciones electrodébiles. QCD tiene especial éxito al describir los llamados procesos duros, es decir, procesos de interacción de partículas con una gran transferencia de impulso entre partículas. Aunque la creación de la teoría aún no se ha completado, muchos físicos teóricos ya están ocupados creando la "gran unificación": la unificación de la cromodinámica cuántica y la teoría de la interacción electrodébil en una sola teoría.
En conclusión, consideremos brevemente si seis leptones y 18 quarks multicolores (y sus antipartículas), así como los cuantos de campos fundamentales: el fotón, W. ± -, z 0 bosones, ocho gluones y, finalmente, cuantos del campo gravitacional (gravitones), todo el arsenal de partículas verdaderamente elementales, o más precisamente, fundamentales. Aparentemente no. Lo más probable es que las imágenes descritas de partículas y campos sean sólo un reflejo de nuestro conocimiento actual. No en vano ya existen muchas ideas teóricas que incluyen un gran grupo de las llamadas partículas supersimétricas aún observadas, un octeto de quarks superpesados y mucho más.
Evidentemente, la física moderna está todavía lejos de construir una teoría completa de las partículas. Quizás el gran físico Albert Einstein tenía razón cuando creía que sólo teniendo en cuenta la gravedad, a pesar de su papel ahora aparentemente pequeño en el micromundo, sería posible construir una teoría rigurosa de las partículas. Pero todo esto ya es en el siglo XXI o incluso más tarde.
Literatura
1. Okun L.B. Física de partículas elementales. M.: Nauka, 1988.
2. Kobzarev I.Yu. Premios Nobel 1979: S. Weinberg, S. Glashow, A. Salam // Naturaleza. 1980. N 1. Pág. 84.
3. Zeldovich Ya.B. Clasificación de partículas elementales y quarks presentada para peatones // Uspekhi fiz. Ciencia. 1965. T. 8. P. 303.
4. Krainov V.P. Relación de incertidumbre entre energía y tiempo // Soros Educational Journal. 1998. N 5. P. 77-82.
5. Nambu I. Por qué no hay quarks libres // Uspekhi fiz. Ciencia. 1978. T. 124. P. 146.
6. Zhdanov G.B., Maksimenko V.M., Slavatinsky S.A. Experimento "Pamir" // Naturaleza. 1984. N 11. Pág. 24
Revisor de artículos L. I. Sarycheva
S. A. Slavatinsky Instituto de Física y Tecnología de Moscú, Dolgoprudny, región de Moscú.
Estructuras de micromundos
Anteriormente, las partículas elementales se llamaban partículas que forman parte de un átomo y no se pueden descomponer en componentes más elementales, a saber, electrones y núcleos.
Posteriormente se descubrió que los núcleos están formados por partículas más simples: nucleones(protones y neutrones), que a su vez están formados por otras partículas. Es por eso las partículas más pequeñas de materia comenzaron a considerarse partículas elementales
, excluyendo los átomos y sus núcleos
.
Hasta la fecha se han descubierto cientos de partículas elementales, lo que requiere su clasificación:
– por tipo de interacción
- por tiempo de vida
– espalda más grande
Las partículas elementales se dividen en los siguientes grupos:
Partículas compuestas y fundamentales (sin estructura)
Partículas compuestas
Hadrones (pesados)– partículas que participan en todo tipo de interacciones fundamentales. Están formados por quarks y se dividen, a su vez, en: mesones– hadrones con espín entero, es decir, son bosones; bariones– hadrones con espín semientero, es decir, fermiones. Estos, en particular, incluyen las partículas que forman el núcleo de un átomo: protones y neutrones, es decir. nucleones.
Partículas fundamentales (sin estructura)
Leptones (luz)– los fermiones, que tienen la forma de partículas puntuales (es decir, que no están compuestos de nada) hasta escalas del orden de 10 − 18 m y no participan en interacciones fuertes. La participación en interacciones electromagnéticas se observó experimentalmente solo para leptones cargados (electrones, muones, leptones tau) y no se observó para neutrinos.
quarks– partículas cargadas fraccionariamente que forman los hadrones. No fueron observados en el estado libre.
Bosones de calibre– partículas mediante cuyo intercambio se llevan a cabo interacciones:
– fotón – una partícula que lleva interacción electromagnética;
– ocho gluones – partículas que llevan la interacción fuerte;
– tres bosones vectoriales intermedios W. + , W.− y z 0, que toleran interacciones débiles;
– Gravitón es una partícula hipotética que transfiere interacción gravitacional. La existencia de gravitones, aunque aún no se ha demostrado experimentalmente debido a la debilidad de la interacción gravitacional, se considera bastante probable; sin embargo, el gravitón no está incluido en el Modelo Estándar de partículas elementales.
Según los conceptos modernos, las partículas fundamentales (o partículas elementales "verdaderas") que no tienen una estructura interna y dimensiones finitas incluyen:
Quarks y leptones
Partículas que proporcionan interacciones fundamentales: gravitones, fotones, bosones vectoriales, gluones.
Clasificación de partículas elementales por vida.:
- estable:
partículas cuya vida útil es muy larga (en el límite tiende al infinito). Éstas incluyen electrones
, protones
, neutrino
. Los neutrones también son estables dentro del núcleo, pero son inestables fuera del núcleo.
- inestable
(cuasi estable): las partículas elementales son aquellas que se desintegran debido a interacciones electromagnéticas y débiles, y cuya vida útil es de más de 10 a 20 segundos. Tales partículas incluyen neutrón libre
(es decir, un neutrón fuera del núcleo de un átomo)
- resonancias
(inestable, de corta duración). Las resonancias incluyen partículas elementales que se desintegran debido a fuertes interacciones. Su vida útil es de menos de 10 a 20 segundos.
Clasificación de partículas por participación en interacciones.:
- leptones
: Estos incluyen neutrones. Todos ellos no participan en el torbellino de interacciones intranucleares, es decir. no están sujetos a interacciones fuertes. Participan en interacción débil, y los que tienen carga eléctrica también participan en interacción electromagnética.
- hadrones
: partículas que existen dentro del núcleo atómico y participan en interacciones fuertes. Los más famosos de ellos son protón
Y neutrón
.
Conocido hoy seis leptones
:
En la misma familia que el electrón se encuentran los muones y las partículas tau, que son similares al electrón pero más masivas. Los muones y las partículas tau son inestables y eventualmente se descomponen en varias otras partículas, incluido el electrón.
Tres partículas eléctricamente neutras con masa cero (o cercana a cero, los científicos aún no han decidido sobre este punto), llamadas neutrino
. Cada uno de los tres neutrinos (neutrino electrónico, neutrino muónico, neutrino tau) está emparejado con uno de los tres tipos de partículas de la familia de los electrones.
El más famoso hadrones
, protones y neutrinos hay cientos de parientes que nacen en grandes cantidades e inmediatamente se desintegran en el proceso de diversas reacciones nucleares. A excepción del protón, todos son inestables y pueden clasificarse según la composición de las partículas en las que se desintegran:
Si hay un protón entre los productos finales de la desintegración de partículas, entonces se llama barión
Si no hay ningún protón entre los productos de desintegración, entonces la partícula se llama mesón
.
La imagen caótica del mundo subatómico, que se volvió más compleja con el descubrimiento de cada nuevo hadrón, dio paso a una imagen nueva con la aparición del concepto de quarks. Según el modelo de quarks, todos los hadrones (pero no los leptones) están formados por partículas aún más elementales: los quarks. Entonces bariones
(en particular el protón) constan de tres quarks, y mesones
- del par quark - antiquark.
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