Елементарні частинки

ЕЛЕМЕНТАРНІ ЧАСТИНКИII. Речовина та поле

Історія розвитку уявлень про речовину. Електрон. Нейтрон−−−−−Протон. Фотон. Невже в світі все складається тільки з цих чотирьох частинок?І з чого складаються самі ці частинки?

Історія розвитку уявлень про речовину«Якщо я розріжу яблуко навпіл — у мене залишиться половина яблука; якщо я потім цю половину знову розріжу на дві частини —залишиться чверть яблука; але якщо я й далі продовжуватиму такий поділ, то чи не приведе це до того, що решта вже не матиме властивостей яблука?»Демокріт 460—370 роки до н. е.

Історія розвитку уявлень про речовину. Від найдавніших часів до середини XIX ст. було відкрито 63 різновиди атомів — хімічні елементи

Історія розвитку уявлень про речовину. ХVІ — ХІХ ст. - дослідженнями електрики й магнетизму: створено перші хімічні (гальванічні) джерела струму, відкрито термоелектричні явища та електроліз, розкладено воду на кисень і водень

Майкл Фарадей 1791 - 1867, Велика Британія Джордж Стоні, 1826 — 1911, Велика Британія1834 рік Введено термін йон1891 Введено термін електронІсторія розвитку уявлень про речовину

Антуан Анрі Беккерель1852 — 1908, ФранціяІсторія розвитку уявлень про речовину1896 рік Відкриття та дослідження радіоактивності Марія Склодовська-Кюрі1867 — 1934, Франція. П'єр Кюрі1859 — 1906, Франція

Історія розвитку уявлень про речовину. Джозеф Томсон 1856–1940, Велика Британія 1897 Відкриття електрону

Джеймс Чедвік 1891 — 1974, Велика Британія. Елементарні частинки1932 рік Відкритя нейтрону. Ернест Резерфорд 1871 — 1937, Велика Британія 1919 рік Перша ядерна реакція, відкриття протону

Елементарні частинки1935 рік Відкриття сильної взаємодії, припущення про існування мезонів

Елементарні частинки. Вольфґанґ Ернст Паулі1900-1958, Італія1930 рік Припущення про існування нейтрино         

Елементарні частинки. Енріко Фермі 1901-1954, Італія1930 рік – запропоновано теорію слабкої взаємодії

Елементарні частинки. Поль Адрієн Дірак 1902-1984, Велика Британія 1928 рік Запропоновано ідею існування античастинок, зокрема позитрону

Елементарні частинки. Карл Девід Андерсон1905-1991, США1932 рік Спостереження позитрону під час дослідження космічного випромінювання в камері Вільсона. Перша світлина позитрона, який вдалося наочно зафіксувати

Позитрон          

Анігіляція. Анігіляція – це взаємодія елементарних частинок і античастинок, внаслідок якої вони перетворюються в інші форми матерії  +10𝑒+−10𝑒→2γ rr

Сучасні дослідження1954 рік Відкрито європейську організацію з ядерних досліджень CERN Луї де Бройль1892-1987, Франція

Класифікація елементарних частинок. Елементарна частинка – збірний термін, що стосується мікрооб'єктів в суб'ядерному масштабі, які неможливо розщепити на складові частини. Як здійснити класифікацію елементарних частинок?

Класифікація елементарних частинокІ-група: фотон із нульовою масоюІІ група: легкі частинки - лептони (електрон)ІІІ група: важкі частинки – адрони (нуклони)Класифікація за масою

До адронів відносять частинки, які здатні до сильної взаємодії. Майже всі адрони є нестабільними. Адрони діляться на мезони й баріони. В електромагнітній взаємодії беруть участь всі частинки, що мають електричний заряд. Носіями електромагнітної взаємодії є фотони. Класифікація елементарних частинок. Класифікація за фундаментальною взаємодією: У слабкій взаємодії беруть участь всі елементарні частинки, окрім фотонів

Класифікація елементарних частинок. ЕЛЕМЕНТАРНІ ЧАСТИНКИРечовина. Бозон Гіґґса Носії взаємодій. Кварки. Лептони. Електрони. Фотони. Глюони. Гравітони (?) Адрони. СКЛАДЕНІ ЧАСТИНКИМезони. Баріони. Нуклони. Атоми. Молекули. ВЗАЄМОДІЇ І ТЕОРІЇСлабка. Сильна. Гравітаційна. Електро-магнітна. Квантова електро-магнітна. Квантова хромо-динаміка. Квантова гравітація (?)Електрослабка теорія. Теорія Великого об'єднання (?)Теорія всього (?)Що таке кварки?

Джордж Цвейг1937, США Маррі Гелл-Манн 1929 2019, США Кварки1964 рік Запропоновано теорію кварків для пояснення властивостей адронів

Кварки

Чарівний (charm) 6 сортів («ароматів») кварківudscbt. Нижній (down)Верхній (up)Дивний (strange)Красивий (beauty) Справжній (truth)Верхній і нижній кварки є найлегшими. Більш важкі кварки швидко перетворюються в верхній і нижній шляхом розпадуІнші кварки можуть бути отримані при зіткненнях за високих енергій. Кварки об’єднуються в адрони за допомогою глюонів (gluon)Для кожного кварка існує своя античастинка – антикварк 𝑑, 𝑢,𝑠,𝑐,𝑏,𝑡 

Нейтрон складається із двох 𝒅-кварків і одного 𝒖-кварка 𝒏=𝒖𝒅𝒅 Кварки𝑔 𝑔 𝑢 𝑔 𝑔 𝑔 𝑑 𝑢 𝑑 Атом. Ядро атома. Електрон. Глюон𝑢-кварк 𝑑-кварк Нейтрон−−−−−𝑔 𝑢 𝑑 𝑑 𝑔 𝑢 Протон. Заряд 𝒅-кварка −𝟏𝟑𝒆 𝒖-кварка +𝟐𝟑𝒆 𝒔-кварка −𝟏𝟑𝒆 Протон складається із двох 𝒖-кварків і одного 𝒅-кварка 𝒑=𝒖𝒖𝒅 

Про відкриття було заявлено у 2012 році після аналізу результатів роботи Великого адронного колайдера. МайбутнєСтандартна модель об'єднує сильну, слабку та електромагнітні взаємодію елементарних частинок. Відкриття бозона Гіґґса («відповідає» за наявність інертної маси в елементарних частинках) підтверджує Стандартну модель. Бозон Гіґґса передбачений Пітером Хіггсом (народ. 1929 р.) у 1964 році

МайбутнєТривимірна карта розподілу темної матерії, побудована за допомогою методу слабкого гравітаційного лінзування в рамках проекту COSMOSЗалишаються не поясненими:природа темної матеріїпоходження високоенергетичних космічних частинок. Наука чекає на нові відкриття!

Домашнє завдання. Навчально-методичний посібник для 10 класу «Природничі науки» (автори Гільберг Т. Г., Засєкіна Т. М., Качко Г. О., Лашевська Г. А.)Опрацюйте сторінки 80 – 83