Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Лептон



План:


Введення

Лептони ( греч. λεπτός - Легкий) - фундаментальні частинки з напівцілим спіном, не беруть участь в сильній взаємодії. Поряд з кварками і калібрувальними бозонами, лептони становлять невід'ємну частину Стандартної моделі.


1. Етимологія та історія

Назва "лептон" було запропоновано Л. Розенфельдом (за пропозицією К. Меллера) в 1948 році [1] і відображало той факт, що всі відомі на той час лептони були значно легше важких частинок, що входять в клас баріонів ( βαρύς - Важкий). Зараз етимологія терміну вже не цілком узгоджується з дійсним станом справ, оскільки відкритий в 1977 році тау-лептон приблизно в два рази важче найлегших баріонів ( протона і нейтрона).


2. Властивості

Всі лептони є ферміонами, тобто їх спін ​​дорівнює 1/2. Лептони разом з кварками (які беруть участь у всіх чотирьох взаімодействіях, включаючи сильне) складають клас фундаментальних ферміонів - частинок, з яких складається речовина і у яких, наскільки це відомо, відсутня внутрішня структура.

Незважаючи на те, що до цих пір ніяких експериментальних вказівок на неточкового структуру лептонів не виявлено, робляться спроби побудувати теорії, в яких лептони (і інша група фундаментальних ферміонів - кварки) були б складовими об'єктами. Робоча назва для гіпотетичних частинок, що складають кварки і лептони, - преони.


2.1. Покоління лептонів

Існує три покоління лептонів:

(Плюс відповідні античастинки). Таким чином, в кожне покоління входить негативно заряджений (з зарядом -1 e ) Лептон, позитивно заряджений (з зарядом +1 e ) Антілептон і нейтральні нейтрино і антинейтрино. Всі вони мають ненульовий масою, хоча маса нейтрино дуже мала в порівнянні з масами інших елементарних частинок (менше 1 електронвольт для електронного нейтрино).

Символ Назва Заряд Маса
Перше покоління
e - Електрон -1 0,510998910 (13) МеВ / C
ν e Електронне нейтрино 0 <2 еВ / c
Друге покоління
μ - Мюон -1 105,6583668 (38) МеВ / c
ν μ Мюонне нейтрино 0 <0,19 МеВ / c
Третє покоління
τ - Тау-лептон -1 1776,84 (17) МеВ / c
ν τ Тау-нейтрино 0 <18,2 МеВ / c

Кількість можливих поколінь "класичних" лептонів встановлено з експериментів по вимірюванню ширини розпаду Z 0-бозона - воно дорівнює трьом. Строго кажучи, це не виключає можливості існування "стерильних" (не беруть участь в слабкій взаємодії) або дуже важких (масою більше декількох десятків ГеВ, всупереч назві) поколінь лептонів. Кількість поколінь лептонів поки не пояснено в рамках існуючих теорій. Майже всі спостережувані у Всесвіті процеси виглядали б точно так само, якби існувало тільки одне покоління лептонів [2].


2.2. Лептонний число

Кожному заряджених лептонів (електрон, мюон, тау-лептон) відповідає легкий нейтральний лептон - нейтрино. Раніше вважалося, що кожне покоління лептонів володіє своїм (так званим флейворним - від англ. flavor ) лептонний зарядом, - іншими словами, лептон може виникнути тільки разом з антілептоном зі свого покоління, так, щоб різниця кількості лептонів і антілептонов кожного покоління в замкнутій системі була постійною. Ця різниця називається електронним, мюонним або тау-лептон числом, в залежності від розглянутого покоління. Лептонний число лептона одно +1, антілептона - 1.

З відкриттям осциляцій нейтрино виявлено, що це правило порушується: електронне нейтрино може перетворитися в мюонне або тау-нейтрино і т. д. Таким чином, флейворное лептонний число не зберігається. Однак процесів, в яких не зберігалося б загальне лептонний число (не залежне від покоління), поки не виявлено. Лептонний число іноді називають лептонний зарядом, хоча з ним, на відміну від електричного заряду, не пов'язане якесь каліброване поле. Закон збереження лептонного числа є експериментальним фактом і поки не має загальноприйнятого теоретичного обгрунтування. В сучасних розширеннях Стандартної моделі, що поєднують сильне і електрослабкої взаємодії, передвіщаються процеси, не зберігають лептонний число. Їх низькоенергетичними проявами можуть бути поки не відкриті нейтрино-антинейтрино осциляції і безнейтрінний подвійний бета-розпад, що змінюють лептонний число на дві одиниці.


2.3. Часи життя

З заряджених лептонів стабільним є тільки найлегший з них - електрон (і його античастинка - позитрон). Більш важкі заряджені лептони розпадаються в легші. Наприклад, негативний мюон розпадається в електрон, електронне антинейтрино і мюонне нейтрино (видно, що в цьому процесі зберігаються як загальне, так і флейворние лептонний числа) з часом життя близько 2 мікросекунд. Тау-лептон (час життя близько 3 10 -13 с) може розпадатися з вильотом не тільки лептонів, але і легенів адронів ( каонов і півоній). Розпад нейтрино не виявлений, в даний час вони вважаються стабільними.


Література

  1. Rosenfeld L. Nuclear Forces - North-Holland Publishing Co, 1948.
  2. І.Ф. Гінзбург Невирішені проблеми фундаментальної фізики / / Успіхи фізичних наук. - 2009. - Т. 179. - С. 525-529. - DOI : 10.3367/UFNr.0179.200905d.0525
Елементарні частинки
Ферміони
Кварки u d c s t b
Лептони e - e + μ - μ + τ - τ + ν e ν e ν μ ν μ ν τ ν τ
Бозони
Калібрувальні бозони γ g W-бозон Z-бозон
Інші Духи
Гіпотетичні
Суперпартнери
Гейджіно Чарджіно Глюіно Гравітіно Нейтраліно
Інші Ксенія Хіггсіно Сферміон
Інші A 0 Ділатон G H 0 J Тахіон X Y W ' Z ' Стерильне нейтрино
Складові частки
Адрони
Ядерна фізика / Гіперонів Нуклони ( p p n n ) Δ Λ Σ Ξ Ω
Мезони / Кварконіі π ρ η η ' φ ω J / ψ Υ θ K B D T
Інші Атомні ядра Атоми Екзотичні атоми ( Позитронний Мюони Кварконій) Молекули
Гіпотетичні
Екзотичні адрони
Екзотичні баріони Дібаріон Пентакварк
Екзотичні мезони Глюбол Тетракварк
Інші Мезони молекула Померон
Квазічастинки Солітон Давидова Екситон Біекситона Магнони Фонон Плазмон Поляритон Полярон Прімесон Ротони Біротон Дірка Електрон Куперівська пара Орбітон Фазон Флуктуон Еніон
Списки Список частинок Список квазічастинок Список баріонів Список мезонів Історія відкриття частинок

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Тау-лептон
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru