Particule elementare

Atomistii greci credeau ca intreaga materie este alcatuita din atomi si probabil ei au sesizat primii ca extrema diversitate a aspectelor materiei poate fi explicata prin diferitele configuratii ale atomilor. Astazi fizicienii au o parere asemanatoare, dar cu siguranta ca este o enorma diferenta intre teoriile lor cantitative si speculatiile confuze ale anticilor. Ce se [...]

Atomistii greci credeau ca intreaga materie este alcatuita din atomi si probabil ei au sesizat primii ca extrema diversitate a aspectelor materiei poate fi explicata prin diferitele configuratii ale atomilor. Astazi fizicienii au o parere asemanatoare, dar cu siguranta ca este o enorma diferenta intre teoriile lor cantitative si speculatiile confuze ale anticilor.

Ce se intelege printr-o particula elementara?

Definitia precisa a acestui termen este oarecum controversata insa se refera la ceva simplu, indivizibil, fara structura interna. Atomii s-au dovedit a fi divizibili. Sunt formati din electroni si nucleoni (protoni si neutroni). Deci atomii nu sunt particule elementare. Acest statut i se atribuie electronului protonului si neutronului chiar daca cei doi de pe urma sunt formati din quarci.
In present, electronilor si altor leptoni nu li s-a descoperit o anumita structura interna.

Prima particula elementara descoperita a fost electronul (J. J. Thomson 1897), apoi protonul si neutronul. S-a crezut ca aceste particule impreuna cu fotonul sunt suficiente pentru a intelege lumea. Dar curand Anderson descopera pozitronul lui Dirac. Astfel se va stabili ca fiecarei particule ii corespunde o antiparticula de care se deosebeste prin semnul sarcinii (particula cu sarcina nula coincide cu antiparticula sa, exemplu – fotonul).
Iar odata cu dezvoltarea fizicii nucleare se vor descoperi peste 300 particule. Se considera ca majoritatea acestor particule sunt compuse din quarci (in numar de 6 sau 12 cu antiquarcii). Si mai mult – fortele care mentin protonii si neutronii in nucleu, nu sunt de natura electromagnetica (EM).

Quarci si leptoni

Interactiunile caracteristice nucleonilor au primit denumirea de interactiuni tari. Descoperirea instabilitatii neutronului a indicat existenta unui alt tip de interactiuni: interactiuni slabe. Interactiunile EM, slabe, tari si gravitationale sunt cele care stabilesc legile fizicii, par a fi manifestari de aceeasi natura si ar trebui descrise in mod similar. Exista deja modele teoretice care descriu in mod unitar toate tipurile de interactiuni.

Clasificarea particulelor elementare
Particulele elementare se clasifica dupa valoarea numarului cuantic de spin si dupa valoarea masei de repaus. Particulele cu numar cuantic de spin semi-intreg pot fi descrise de statistica Fermi-Dirac si sunt denumite fermioni, iar cele cu numar cuantic de spin intreg sau zero sunt descrise de statistica Bose-Einstein si sunt numite bosoni.

Dupa valoarea masei de repaus se clasifica in particule fara masa de repaus, particule usoare (leptoni), particule grele (barioni) si particule cu masa intermediara (mezoni).
Exista si o clasificare din punct de vedere al interactiunilor: particulele carora le sunt caracteristice interactiunile tari sunt numite adroni (aici intra barionii – protoni,neutroni,hiperoni- si mezonii). Leptonii sunt cei care nu participa la interactiunile tari. Fiecarui lepton cu sarcina ii corespunde o particula neutra – neutrin. Proprietatile generale ale quarcilor

Ipoteza existentei acestei particule cu masa aproape nula a fost propusa de Pauli pentru a salva legea conservarii energiei in dezintegrarea beta radioactiva. Neutrinul si antineutrinul sunt caracterizate prin sarcina nula, iar masa lor de repaus se apropie de zero. Pot fi generati atat prin reactii de genul dezintegrarii beta radioactive, cand sunt numiti neutrini (antineutrini) electronici dar si prin reactii de dezintegrare a mezonilor, cand sunt numiti neutrini (antineutrini) miuonici.

Leptonilor le sunt anexate asa-numita sarcina leptonica L. Aceasta marime ia valoarea +1 pentru e -, μ -, τ -, ν e, ν μ, ν τ, si -1 pentru antiparticulele lor. Introducerea acestei marimi se datoreaza faptului ca intr-un sistem inchis numarul intreg de leptoni minus numarul intreg de antileptoni este constant. Fiecare pereche de leptoni (e-e), (μ -μ), (τ -τ) poseda o sarcina leptonica specifica Le, Lμ, Lτ. In felul acesta se observa ca un neutrin electronic ciocnind un neutron da nastere numai electronului, nu miuonului sau tau-leptonului. In prezent se discuta posibilitatea neutrinilor de a-si schimba in timp sarcina leptonica, transformandu-se astfel in neutrin de alt tip. Barionilor, asemenea leptonilor le este anexata o anumita sarcina barionica.

Modelul quarc-tic al adronilor
Toti adronii, conform conceptelor contemporane sunt formati din particule mai “fundamentale” numite quarci (q). Quarcii sunt fermioni, au spinul 1/2, sarcina electrica + 2/3 si -1/3 (un. sarcina electronului). Sarcina antiquarcilor este -2/3 si +1/3 . Toti quarcii au sarcina barionica B = 1/3 si sarcina leptonica L=0.
Asemenea leptonilor quarcii se grupeaza in perechi, ba chiar are loc un fel de simetrie quarc-leptonica. Fiecarei perechi de leptoni ii corespunde o pereche de quarci dupa cum se vede in tabelul proprietatilor. Perechii (e, ν e.) ii corespund quarcii (u,d). Acestia sunt cei mai usori quarci. Din trei quarci de acest fel putem construi un proton p=(uud) sau neutron n=(udd). Din perechile quarc-antiquarc sunt construiti mezonii. Sirul (u,d, ν e., e) formeaza asa-numita prima generatie quarc-leptonica. Sunt cunoscute inca 2 generatii care contin particule mai grele.

Datele cosmologice vorbesc despre lipsa altor generatii decat cele prezentate in tabel. Intr-adevar, 3 generatii sunt de-ajuns pentru a explica teoretic diversitatea proprietatilor particulelor si antiparticulelor. Fiecare din quarcii grei(c,s,t,b) poseda un numar cuantic propriu C,S,T sau B.

Particulele care contin quarcul s sunt numite “stranii”. Teoretic, daca inlocuim 2 sau 3 quarci in nucleon, putem explica existenta tuturor tipurilor de barioni “stranii” – cum sunt hiperonii. Prin analogie putem inlocui quarcii -u- sau -d- din componenta pi-mezonului introducand quarcul s si astfel obtinem mezonii K etc. Un tabel 'periodic' al particulelor elementare

Fiecare quarc poseda si un numar cuantic numit culoare. Culoarea este o analogie mai complicata a sarcinii electrice. Existenta culorii explica interactiunile tari ale quarcilor dar si interactiunile slabe ale leptonilor (care nu poseda quarci). Interactiunile cromatice se fac prin intermediul cuantelor de interactiuni tari – gluonii. Exista 8 tipuri diferite de gluoni, toti poseda sarcina cromatica si de aceea interactioneaza unul cu altul. Aceasta este cauza unui fenomen nou numit confinement. Ideea este ca nu putem observa quarcul in mod liber deoarece exista numai in perechi quarc-antiquarc, tripleti (qqq) sau alte combinatii mai complicate asa incat sarcina electrica a grupului sa fie un numar intreg.
Toate aceste combinatii poseda sarcina cromatica nula. In incercarea de a obtine un quarc liber (adica a-i comunica o energie destul de mare pentru a-l “smulge” din adron si a-l “duce” la o distanta destul de mare de acesta) energiile utilizate sunt foarte mari iar intensitatea campului cromatic al quarcului este asa de mare incat au loc fluctuatii – din eter se naste o pereche quarc-antiquarc.

Antiquarcul format se misca impreuna cu quarcul care trebuia “smuls” iar fizicienii obtin astfel o particula complexa si nu un quarc liber. Acest proces se numeste confinement. Din aceeasi cauza gluonii nu au fost observati in stare libera.

Partea fizicii care se ocupa cu cercetari asupra interactiunilor quarcilor si gluonilor este numita cromodinamica cuantica. Cromodinamica cuantica este teoria care explica interactiunile tari ale particulelor elementare. La nivelul contemporan al stiintei despre ceea ce inseamna particula elementara cunoastem 6 leptoni (e-, νe, μ-, νμ, τ-, ντ), 6*3=18 quarci dar si cuante ale interactiunilor: fotonul pentru interactiunea EM, 8 gluoni pentru interactiunile tari, W+- si bosonii Z0. pentru interactiunile slabe dar si gravitonul pentru campul gravitational.
Leptonii si quarcii au spinul egal cu 1/2, iar cuantele de interactiuni – spinul 1 (mai sunt numiti bosoni-vectori).

Existenta tuturor acestor particule a fost adeverita de experienta. Pe langa acestea, teoria cere existenta unui camp scalar constant in spatiu care interactioneaza diferit cu leptonii si quarcii. Cuantele campului scalar reprezinta noile particule cu spin egal cu zero. Sunt numite bosoni Higgs, dupa savantul care a prezis existenta lor. Numarul mare de particule elementare ii determina pe fizicieni sa caute un model in care toate familiile de quarci, leptoni, cuante de interactiuni dar si bosonii Higgs ar fi compusi din entitati mai fundamentale numite preoni.

Referinte: “Fizica Generala” Luca, Zet, Ciubotariu, “Fizica Spatiului” I.Zeldovici

3 Responses

06.30.05

as dori mai multe informati despre miuoni,varioni si quaks..as vrea sa stiu despre obtinerea lor si caracterul lor.multumesc

06.30.05

Dupa mine particulele elementare sunt structuri dinamice asemanatoare motorului electric rototiv. Structurile dinamice ale particulelor elementare sunt unde sau sisteme de unde stationare de foarte mare amplitudine care se rotesc (se propaga) cu viteza foarte mare pe circomferinte de raza particulelor. Prin rotatia lor cu viteza foarte mare (Fr=10^20 rot/s), structurile dinamice genereaza in jur campuri electrice pulsatorii sau alternative de foarte mare frecventa. Structurile dinamice sunt propulsate in rotatie de forta electromagnetica. Forta care este la echilibru cu forta de inertie. Structurile care genereaza camp electric pulsatoriu sunt puratoarele unei sarcini electrice. Cele care genereaza camp electric alternativ apar neutre electric.

06.30.05

CE SUNT PARTICULELE ELEMENTARE?
Particulele elementare sunt structuri dinamice similare motorului electric rotativ. Sunt unde stationare de foarte mare amplitudine de tensiune. Unde care se propaga (translateaza) pe o circomferinta cu raza particulei, cu viteza c/137 m/s in cazul electronului sau cu viteza c/274 m/s in cazul nucleonilor. Datorita rotatiei cu turatie foarte mare (Fr=10^20 rot/s) in jurul structurii dinamice (in jurul undei stationare) apare un camp electric pulsatoriu. In cazul electronului, sau un camp electric alternativ de foarte mare frecventa in cazul nucleonilor. Particulele care genereaza camp electric pulsatoriu apar incarcate cu o sarcina electrica. Particulele care genereaza camp electric alternativ, apar neutre electric. Particulele nucleare, prin rotatia lor foarte rapida se comporta ca niste aspiratoare centrifugale, care aspira eterul cu viteza foarte mica prin jurul axei de rotatie si il refuleaza cu viteza foarte mare prin sectiuni foarte mici, pe la periferie. Raportul intre viteza fluxului eteric de aspiratie si viteza de refulare ar fi dat de factorul gravific nuclear. Care se gaseste ca la nivelul nucleonilor ar fi egal cu 8*epsilon zero=8/(4*pi*k). (Epsilon zero este egal cu 1/4*pi*k. Unde k este factorul interactiunilor electrice. Si este cu 5,7 procente decat factorul gravific G determinat prin experimente de tip Cawendisch). Acest fapt arata ca gravificul este derivat din electric. Adica arata calea pe care se stabileste legatura intre electromagnetism si gravitatie. Particulele elementare se nasc din interferenta constructiva a fotonilor de anihilare corespunzatori, dupa refractia lor la 360 de grade, in conditiile unei densitati energetice gigantice. Fotonii de la anihilarea particulelor cu antiparticulele sunt structuri dinamice similare motorului electric liniar, propulsate in translatie prin vid, prin oceanul eteric, de forta electromagnetica. Se gaseste la nivelul fiecarei unde a fotonului ca forta electromagnetica este egala cu forta de inertie. La fel puterea electromagnetica este egala cu puterea mecanica. Pemg=Ufv*If=Pmc=Fifv*c. In care Ufv este tensiunea fotonului in vid si este egala cu Qe/Re=5,686*10^-5 V, If este curentul de semiunda al fotonului egal cu Qe/Tf, Fifv este forta de inertie a unei lungimi de unda a fotonului in vid si este egala cu Mlu*Alu. Mlu este masa lungimii de unda si este egala cu fractiunea k din masa electronului Mlu= Me/k. Alu este acceleratia unei lungimi de unda si este egala cu variatia vitezei de la zero (de la repaus) la viteza luminii intr-o perioada Tf a fotonului. Alu=c/Tf . Tf este perioada fotonului oarecare. Toti parametrii fizici ai structurii dinamice a fotonului rezulta dupa descifrarea sensului fizic al constantei de actiune h. Se poate spune ca produsul h*f este eticheta de produs a fotonului.

Adauga comentariu

* Nume, Email si Comentariu sunt campuri obligatorii

Autentificare site

Album astrofoto

album_pic.jpg

Discutii forum

Meteor(it) peste Iasi la 9 iulie 2019? ( 20 Iul 2019 18:43 )
Observarea Statiei Spatiale Internationale ( 20 Iul 2019 17:15 )
Planete ( 20 Iul 2019 16:03 )
Inceputuri in Deep Sky ( 20 Iul 2019 15:58 )
Binoclu Omegon Argus 12x50 ( 20 Iul 2019 15:19 )
Vand Rc8 carbon ( 20 Iul 2019 15:15 )
Tranzitul exoplanetei TrES-3b ( 20 Iul 2019 14:46 )
Eclipsa din 16 iulie 2019 pt forumul adormit ( 20 Iul 2019 14:20 )
Tub optic BRESSER Messier AR-102L/1350 Hexafoc ( 20 Iul 2019 09:56 )
Postati o imagine cu instrumentul construit de voi ( 20 Iul 2019 08:58 )
Lady Luna ( 20 Iul 2019 00:20 )
M20 cu ASI294 ( 19 Iul 2019 21:10 )
Star Party Astroclub Galaxis ( 19 Iul 2019 16:59 )
Cumpar ASI 120MC ( 19 Iul 2019 15:57 )
Cumpar sina Vixen ( 19 Iul 2019 15:05 )

Recomandari

Publicatii

STELE SI CONSTELATII, Marcel Jinca

Fazele Lunii



Vechime Luna: 18 zile

Distanta: 63 raze terestre
Latitudine ecliptica: -3°
Longitudine ecliptica: 336°

Arhiva