ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ — это первичные (неделимые) мельчайшие частицы, из которых состоит вся материя. Исторически атомы ассоциировались с первыми элементарными частицами, пока не была обнаружена их сложная структура: атом состоит из атомного ядра и вращающихся вокруг него электронов.
Элементарные частицы - носители взаимодействий
Согласно квантовой теории, все взаимодействия элементарных частиц происходят за счет обмена квантами их соответствующих полей. Переносчиком сильного взаимодействия является глюон, который имеет октетный цвет и не обладает ни изоспином, ни электрическим зарядом. Как и кварк, глюон не наблюдаем в свободном состоянии и заперт внутри адронов. Переносчиками слабых взаимодействий являются векторные W- и Z-бозоны. Они "бесцветны", являются триплетами по отношению к слабому изоспину, W-полоса имеет электрострикционный заряд ±1, Z-полоса нейтральна. Носитель электромагнитной координации - фотон; он "бесцветен", не имеет изоспина и также нейтрален. Носители всех этих взаимодействий являются бозонами и имеют спин, равный 1. Они не имеют ни барионного, ни лептонного заряда.
Последняя часть этой серии - бозон Хиггса. Он играет двойную роль в стандартной модели: за счет взаимодействия с классовой компонентой поля Хиггса все части стандартной модели приобретают массу, а сам бозон Хиггса несет еще одно взаимодействие между кварками и лептонами, сила которого пропорциональна массам частиц. Он также участвует в слабых взаимодействиях и является дублетом по отношению к слабому изоспину. Электрический заряд бозона Хиггса равен нулю, его спин также равен нулю.
Элементарные частицы материи
В сильных взаимодействиях кварки проявляются как триплеты; соответствующее квантовое число, называемое цветом, имеет 3 значения. В слабых взаимодействиях кварки проявляются как дублеты; соответствующее квантовое число, называемое слабым изоспином, имеет 2 значения. Электрический заряд кварков является дробным: для u-кварка изоспирального дублета он равен +2/3, для b-кварка -1/3 в единицах электрического заряда электрона. Кварки имеют спин 1/2, и поэтому являются фермионами.
Лептоны участвуют в слабом и электромагнитном взаимодействии. В слабых взаимодействиях лептокатионы, как и кварки, проявляются в виде дублетов. Электронный заряд лептона — это целое число, равное -1 для электронов и 0 для нейтрино. Лептоны также являются фермионами и имеют спин 1/2.
Однако происхождение самого легкого лептона - нейтрино - не до конца ясно. Для нейтрино, электрически нейтральных часов, существует ситуация, когда оно является античастицей самого себя. В этом случае он называется майоранонитрино. Однако если это другие часы, то они называются частицами дираковсими. Абсолютное значение массы нейтрино неизвестно, известны только различия в массах разных видов нейтрино, которые очень малы.
Существует 3 типа кварков и пятен. Часы с разными коэффициентами имеют одинаковые числа квантования и отличаются только массой, причем каждый последующий коэффициент тяжелее предыдущего. Массовый спектр кварков и глюонов в стандартной модели произволен и варьируется от нескольких эВ для легких кварков до нескольких ГэВ для тяжелых кварков и глюонов и сотен ГэВ для самой тяжелой части, t-кварка. Массовый спектр не предсказывается стандартной моделью и определяется из экспериментальных данных. Массы всех кварков и пятен определяются их взаимодействием с полем Хиггса.
Кварки не наблюдают свое собственное состояние. Их можно наблюдать только в когерентных состояниях, называемых адронами, которые имеют целочисленный электрический заряд и нейтральны по отношению к квантовому числу "цвет". Лептоны, с другой стороны, находятся в собственном состоянии и также "бесцветны". Стандартно предполагается, что кварки не могут переходить в формы и наоборот, т.е. эти процессы привели бы к несохранению барьерного и глютонического порядка. Эти правила сохранения не вытекают из общих принципов симметрии, а надежно установлены экспериментально. Все кварки имеют барьерный заряд, равный 1/3, и лептонный заряд, равный нулю, а лептоны имеют лептонный заряд, равный 1, и нулевой барьерный заряд.
