Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Фізика елементарних частинок



План:


Введення

Результат зіткнення іонів золота з енергією 100 ГеВ, зареєстрований детектором STAR на колайдері важких релятивістських іонів RHIC. Тисячі ліній позначають шляхи частинок, що народилися в одному зіткненні.

Фізика елементарних частинок (ФЕЧ), часто звана також фізикою високих енергій або суб'ядерних фізикою - розділ фізики, що вивчає структуру і властивості елементарних частинок і їх взаємодії.


1. Теоретична ФЕЧ

Теоретична ФЕЧ будує теоретичні моделі для пояснення даних, отриманих в діючих експериментах, отримання прогнозів для майбутніх експериментів і розробки математичного інструментарію для проведення досліджень такого роду. На сьогоднішній день основним знаряддям в теоретичній фізиці елементарних частинок є квантова теорія поля. У рамках цієї теоретичної схеми будь елементарна частинка розглядається як квант порушення певного квантового поля. Для кожного типу частинок вводиться власне поле. Квантові поля взаємодіють, в цьому випадку їх кванти можуть перетворюватися один в одного.

На сьогоднішній день основним інструментом створення нових моделей в ФЕЧ є побудова нових лагранжіанов. Лагранжіан складається з динамічної частини, яка описує динаміку вільного квантового поля (не взаємодіє з іншими полями), та частиною, яка описує або самодіючі поля, або взаємодія з іншими полями. Якщо повний лагранжіан динамічної системи відомий, то, згідно лагранжевих формалізму КТП, можна виписати рівняння руху (еволюції) системи полів і намагатися вирішити цю систему.

Головним результатом сучасної теоретичної ФЕЧ є побудова Стандартної моделі фізики елементарних частинок. Дана модель базується на ідеї калібрувальних взаємодій полів і механізм спонтанного порушення симетрії калібрувальної (механізм Хіггса). За останні пару десятків років її прогнози були багато разів перевірені ще раз в експериментах, і в даний час вона - єдина фізична теорія, адекватно описує пристрій нашого світу аж до відстаней порядку 10 -18 м.

Перед фізиками, що працюють в галузі теоретичної ФЕЧ, стоять два основні завдання: створення нових моделей для опису експериментів і доведення прогнозів цих моделей (у тому числі і Стандартної моделі) до експериментально перевіряються величин. Другим завданням займається феноменологія елементарних частинок.


2. Концепція взаємодії в ФЕЧ

Взаємодія частинок в ФЕЧ принципово відрізняється від взаємодії об'єктів в інших областях фізики. Так, дія елементарної частинки на саму себе, тобто самодіючі, в ФЕЧ не враховується. Класична механіка вивчає рух тіл, які, в принципі, можуть один з одним взаємодіяти. Проте механізми цієї взаємодії в класичній механіці не уточнюються. На противагу цьому, ФЕЧ приділяє однакову увагу як самим частинкам, так і процесу їх взаємодії. Пов'язано це з тим, що в ФЕЧ вдається описати електромагнітну, сильну і слабку взаємодію як обмін віртуальними частинками. Важливим постулатом в такому описі стало вимога симетрії нашого світу щодо калібрувальних перетворень.

Рівноправність частинок і їх взаємодій красивим чином виявляється в суперсиметричних теоріях, в яких постулюється існування в нашому світі ще однієї прихованої симетрії: суперсиметрії. Можна сказати, що при перетворенні суперсиметрії частинки перетворюються на взаємодії, а взаємодії - в частинки.

Вже звідси видна виняткова фундаментальність ФЕЧ - в ній робиться спроба зрозуміти багато властивостей нашого світу, які до цього (в інших розділах фізики) приймалися лише як даність.


3. Експериментальна ФЕЧ

Експериментальна фізика елементарних частинок ділиться на два великі класи: прискорювальної і неускорітельную.

Прискорювальна ФЕЧ - це розгін довгоживучих елементарних частинок в ( прискорювачі) до високих енергій і зіткнення їх один з одним або з нерухомою мішенню. У процесі такого зіткнення вдається отримати дуже високу концентрацію енергії в мікроскопічному об'ємі, що призводить до народження нових, зазвичай нестабільних, частинок. Вивчаючи характеристики таких реакцій (кількість народжених частинок того або іншого сорту, залежність цієї кількості від енергії, типу, поляризації початкових частинок, від кута вильоту і т. д.), можна відновити внутрішню структуру початкових частинок, їх властивості, то, як вони взаємодіють один з одним.

Неускорітельная ФЕЧ - це процес пасивного спостереження" за нашим світом. У неускорітельних експериментах постачальником елементарних частинок є Природа, а від дослідника вимагається лише уважно стежити за подіями. Типові неускорітельние експерименти - спостереження за нейтрино в так званих нейтринних телескопах, пошук розпаду протона, безнейтрінного подвійного бета-розпаду та інших украй рідкісних подій у великому об'ємі речовини, експерименти з космічними променями.


Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Покоління (фізика елементарних частинок)
Струмінь (фізика елементарних частинок)
Феноменологія елементарних частинок
Детектор елементарних частинок
Простір елементарних подій
Розсіювання частинок
Список частинок
Концентрація частинок
Прискорювач заряджених частинок
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru