Частицы современной физики

Глава 15 (Частицы современной физики). Краткое обсуждение основных фактов о наиболее важных частицах. [c.16]

ЧАСТИЦЫ СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКИ [c.423]

Процесс переноса тепла теплопроводностью происходит между непосредственно соприкасающимися телами или частицами тел с различной температурой. Учение о теплопроводности однородных и изотропных тел опирается на весьма прочный теоретический фундамент. Оно основано на простых количественных законах и располагает хорошо разработанным математическим аппаратом. Теплопроводность, или кондукция, представляет собой, согласно взглядам современной физики, молекулярный процесс передачи теплоты. В металлах при такой передаче теплоты большую роль играют свободные электроны. [c.345]

Законы сохранения энергии, импульса и момента импульса относятся к числу тех фундаментальных принципов физики, значение которых трудно переоценить. Роль этих законов особенно возросла после того, как выяснилось, что они далеко выходят за рамки механики и представляют собой универсальные законы природы. Во всяком случае, до сих пор не обнаружено ни одного явления, где бы эти законы нарушались. Они безошибочно действуют и в области элементарных частиц, и в области космических объектов, в физике атома и физике твердого тела и являются одними из тех немногих наиболее общих законов, которые лежат в основе современной физики. [c.64]

В современной физике оптико-механическая аналогия привела к построению волновой механики. Действительно, оптикомеханическая аналогия отображает единство противоположностей между движением дискретных частиц и волновым процессом распространения света в непрерывной среде. [c.209]

Можно составить представление об уровне экспериментальных исследований на передовой линии современной физики, рассмотрев работу системы из пузырьковой камеры и связанных с ней цифровых счетно-решающих устройств, использованной при открытии многих из нестабильных частиц. [c.446]

Ядерная физика — крупный раздел современной физики, который изучает специфические формы материи и движения, а именно атомные ядра и ядерные процессы, элементарные частицы и их взаимопревращения. Ядерная физика является научной основой современной ядерной энергетики и ядерной техники. [c.7]

G(q ) q противоречит модели векторной доминантности, которая требует закона jq . Объяснение закона q является одной из трудных задач современной физики элементарных частиц. [c.276]

Одной из самых интересных проблем современной физики элементарных частиц является изучение свойств весьма коротко-живущих ( 10 сек) резонансных состояний, образованных двумя или большим числом элементарных частиц. [c.278]

Современная физика при рассмотрении систем из элементарных частиц все больше и больше устанавливает наличие в природе процессов, при которых не только число частиц определенного сорта, но и общее число частиц в результате взаимопревращения их в системе не сохраняется. Состояние системы с переменным числом частиц характеризуется параметрами а,, а , Т и числом частиц данного сорта N , jV . .. или соответствующими концентрациями j --= Ni N . [c.114]

Современная физика при рассмотрении систем из элементарных частиц все больше и больше устанавливает наличие в при- [c.94]

Но есть специалисты, отрицающие и такой подход. Например, академик М. А. Марков, исходя из того, что в современной физике рассматриваются поля, обусловленные как частицами без массы покоя, так и частицами с массой покоя, утверждает, что если, например, взять молекулу воды и рассматривать ее как частицу-квант, то можно построить соответствующее водное поле" [57] и сопоставить ему особый вид взаимодействия. [c.28]

Если бы Vij была функцией разности других векторов, связанных с материальными точками, например разности их скоростей или (беря пример из современной физики) внутренних кинетических моментов — спинов , —то силы были бы равными и противоположными, но не лежали бы на прямой, соединяющей две данные частицы. [c.20]

Современная физика дает нам целый ряд примеров значительно большего изменения массы. Одним из них является случай, когда две частицы конечной массы образуются из энергии фотона, масса которого равна нулю. Наиболее ярким примером перехода массы в энергию ) является взрыв атомной бомбы. Количество движения при таком взрыве сохраняется, но кинетическая энергия движения значительно увеличивается. Полная энергия Т остается при этом постоянной, так как при взрыве уменьшается масса покоя заряда бомбы. Следует, однако, заметить, что, несмотря на фантастическое количество выделяющейся при этом энергии, потеря массы этой бомбы не превышает 0,1% от ее первоначальной массы. [c.229]

См. сборник переводов Новейшие проблемы современной физики за 1956 г., Элементарные частицы. [c.912]

В современной физике ведутся оживленные дискуссии о том, по каким направлениям должно идти обобщение современных теорий. Одним из наиболее интересных направлений являются попытки создания нелинейной квантовой теории поля. Существуют серьезные основания полагать, что теория поля, основанная на нелинейных уравнениях Дирака и Максвелла, будет лишена тех органических трудностей (расходимости собственной массы и собственной энергии элементарных частиц), которые привели к кризису современной физики. [c.915]

Исключительно важное место, которое занимает температура в современной физике и технике, определяя в макроскопической системе (т.е. системе, содержащей большое число молекул и других частиц) большинство ее свойств и протекающих в ней явлений (плотность, электропроводность, скорости химических реакций, фазовые превращения и т.д.), делает целесообразным выделение температуры в разряд величин с собственной размерностью единиц и соответственно включение единицы температуры в число основных. Обозначение размерности температуры 0. [c.189]

Однако этого мало. В разработке атомистической теории Ломоносов пошел еще дальше. Связав в единое целое материю и движение, он развил основы кинетической теории материи. В классической работе Размышления о причине теплоты и холода (1750 г.) учены объясняет нагревание и охлаждение тел не переливанием какой-то мифической невесомой жидкости — теплорода , как это делало большинство представителей науки того времени, а тепловым движением частиц самой материи. Учение о непрерывном движении частиц Ломоносов разрабатывал и в своих последующих трудах, в которых он строго научно объяснил целый ряд процессов н явлений и на много лет вперед определил пути развития важнейших наук современности — физики и химии. [c.20]

К настоящему времени наряду с заряженными (1- и я-мезонами с достоверностью установлено существование нейтральных 1с -мезонов с массой 264 т , а также ряда более тяжелых мезонов (с массой, меньшей массы протона) и гиперонов (с массой, большей массы протона). Ядерные мезоны, которые предсказал Юкава, оказались я-мезонами. См., например, сборник Проблемы современной физики , Тяжелые нестабильные частицы, вып. 4, ИЛ (1955). — Прим. ред. [c.64]

Совершенно новые возможности появились, когда частицы высоких энергий научились получать в лабораториях с помощью ускорителей заряженных частиц. Современные ускорители — это огромные инженерные сооружения, оснащенные сложнейшей управляющей, контрольной и измерительной аппаратурой. Будущее физики элементарных частиц тесно связано с развитием и усовершенствованием ускорительной техники для генерации частиц еще больших энергий в пучках повышенной плотности. [c.234]

Проблема изучения строения молекул — одна из наиболее актуальных задач современной физики и химии. Во всяком химическом или физическом эксперименте проявляются свойства частиц вещества (молекул, атомов, ионов) в их большой совокупности. По некоторому суммарному или, как еще иначе говорят, интегральному эффекту, который проявляется в газах, жидкостях и твердых (кристаллических) телах, делают выводы о свойствах и структуре атомов и молекул. [c.772]

Исследование природы движения, состоящего в перемене места с течением времени, без понятия массы невозможно ( Природа массы — вопрос № 1 современной физики [78]). Проблемы с применением термина масса требуют как анализа возникновения релятивистских понятий, так и нового отношения к основам классической механики. Сравнение показывает, что инерционная и гравитационная массы проявляются в ситуациях, сопровождаемых явлением, которое можно характеризовать как изменение нарушения симметрии . Этому принципиальному положению требуется конкретизация, содержащая указания о том, о какой симметрии идёт речь, в чём состоит её нарушение и как происходит изменение этого нарушения. Например, в физике элементарных частиц наблюдается появление массы при спонтанном нарушении калибровочной симметрии . Естественно провести анализ подобных ситуаций в классической механике. [c.239]

Физика частиц — наиболее фундаментальный раздел современной физики. Она ищет ответ на поставленный еще древними мыслителями вопрос о природе вещей . Ее девизом могут служить замечательные строки Б. Пастернака Во всем мне хочется дойти до самой сути... до оснований, до корней, до сердцевины... . [c.8]

Физика частиц занимает в современной физике особое место. Это, с одной стороны, определяется самим предметом исследований физика частиц, как мы уже говорили выше, — наиболее фундаментальный раздел современной физики, целью которого является установление самых общих физических законов. С другой стороны, это связано с характерными особенностями ее экспериментальных исследований, по масштабам и сложности установок не имеющих равных в других областях науки. Укажем эти особенности. [c.10]

В предыдущих главах мы рассказывали, придерживаясь по возможности исторической последовательности, о важнейших экспериментальных открытиях в физике частиц в период до конца 50-х годов. При этом мы стремились подготовить читателя к восприятию современных понятий, выработанных этой наукой. Дальнейшее изложение мы начнем с ряда основополагающих представлений современной физики частиц, с тем чтобы затем рассмотреть их более подробно и, в частности, показать, в какой мере они экспериментально обоснованы. Другими словами, сначала мы набросаем некую общую картину, а затем рассмотрим ее отдельные детали. Сейчас же мы обрушим на читателя множество терминов и понятий, надеясь, что у него хватит сил (и терпения) с ними справиться. [c.74]

Бозоны Хиггса — особая форма материи. И узнать, действительно ли они существуют, необходимо для понимания механизма появления масс частиц, а также для понимания природы вакуума. Поэтому поиск бозонов Хиггса — наиболее важная экспериментальная задача современной физики частиц. [c.205]

В книге изложены осиоцы ядерной физики как одного из крупных разде лои современной физики, изучаюи его специфические формы материи и движения. В ней кратко рассматривается проблема ядерных сил и современные представления о структуре атомных ядер, освещаются экспериментальные методы ядерной физики и физики элементарных частиц. [c.2]

Образ элементарной частицы в современной физике очень сложен, и каждая из них выступает как композиция многих других частиц. Невольно поражает также многочисленность известных сортов элементарных частиц. Возникает вопрос нет ли другого более первичного и элементарного материала, различными состояниями которого являются известные элементарные частицы Кроме того, широко известная взаимопревращаемость одних элементарных частиц в другие также приводит к мысли — не лежит ли в основе всех элементарных частиц что-то более первичное и элементарное, что-то более общее. Крайне невероятно, чтобы все частицы, связанные взаимными превращениями, не имели в своей основе чего-то общего. [c.387]

Авогадро Na и Больцмана к), элементарному электрическому заряду е, скорости света с, постоянной Планка h, константам физики элементарных частиц (массы покоя электрона т протона nif, и нейтрона т , константы сильного и слабого аяг взаимодействий). Понимание физического содержания и роли отдельных постоянных, входящих в качестве характеристических параметров в структуры различных физических теорий, невозможно без краткого изложения существа данной теории. Например, исторически первая константа физики—постоянная тяготения G— вводит нас в круг проблем теории гравитащш, крупнейшей и до сих пор еще не решенной проблемы современной физики. Изучение различных граней такой важнейшей физической постоянной, как скорость света с, нельзя представить без изложения основных идей специальной и общей теорий относительности А. Эйнштейна. Постоянная Планка А открывает нуть к познанию физики микромира. Физика элементарных частиц требует обсуждения современных теорий объединения различных взаимодействий. При этом на авансцену выходят связанные с классическими размерными физическими постоянными новые фундаментальные безразмерные величины— константы сильного а электромагнитного а слабого а г и гравитационного взаимодействий, размерность физического пространства N. Решение проблемы фундаментальных постоянных в целом требует анализа последних достижений физики элементарных частиц и космологии, синтеза успехов этих наук. Изучение физических постоянных с необходимостью превращается в связанный единым сюжетом рассказ о путях развития и проблемах физики. Сюжет весьма волнующ— возникновение и эволюция Вселенной, происхождение жизни и разума. Мировоззренческий аспект подобного рассмотрения проблемы постоянных очевиден. [c.7]

В современной физике и химии предложенное Авогадро понятие получило дальнейшее расширение и развитие. Постоянная Авогадро является теперь характеристикой не только газов, но и вообще любых форм вещества (жидкой, твердой, плазмы). В атомистической теории строения вещества вместо массы возникает понятие количества вещества, что обусловлено тем, что ряд явлений и закономерностей допускают особенно простое описание, если связать их с числом часгиц вещества. Свойства отдельных частиц при этом в ряде случаев не имеют значения. [c.65]

Скорость порядка сотен тысяч километров в секунду нисколько не удивит современного физика. Известно, что такие скорости могут иметь даже частицы, обладающие в отличие от фотона, массой покоя. В качестве примера ука жем электроны, вылетающие при Р-распаде атомных ядер различные частицы в космических лучах, частицы, полу чаемые на ускорителях. Отметим также излучение Вави лова — Черенкова ведь для его возникновения надо, чтобы скорость электрона превышала скорость света в той или иной прозрачной среде. [c.21]

В настоящее 1время обнаружены такие явления (например, дифракция электронов), которые с несомненностью указывают, что представление об электроне, как о механической частице, движущейся по определенной траектории, не может быть сохранено в современной физике. [c.59]

Задача о движении системы с го-лономными связями формально всегда может быть решена, что частично объясняется возможностью исключения зависимых координат. Однако для задач с неголономными связями общего метода решения не существует. Правда, дифференциальные уравнения неголономных связей можно рассматривать совместно с дифференциальными уравнениями движения и тогда можно исключить зависимые величины с помощью метода множителей Лагранжа, который мы рассмотрим позже. Однако в более специальных случаях неголономных связей требуется индивидуальный подход к каждой задаче. При формальном изложении классической механики почти всегда предполагается, что любая имеющаяся связь является голономной. Это ограничение несколько сужает применимость общей теории, несмотря на то, что в повседневной практике нередко встречаются неголоном-ные связи. Причина этого состоит в том, что связи, наложенные на систему, обычно реализуются посредством различных поверхностей, стенок или стержней и играют заметную роль лишь в макроскопических задачах. Но современных физиков интересуют главным образом микроскопические системы, в которых все объекты (как внутри системы, так и вне ее) состоят из молекул, атомов и еще более мелких частиц, порождающих определенные силы. Понятие связи становится в таких случаях искусственным и встречается редко. Связи используются здесь лишь как математические идеализации, полезные при описании [c.25]

Современная физика установила существование большого числа элементарных частиц различных типов эти частицы наблюдались и были идентифицированы. Кроме хорошо известных электронов, протонов, нейтронов и фотонов, теперь имеется обширный перечень мезонов и гипepoнoв ). Остается провести большое число исследований, прежде чем будут удовлетворительно классифицированы даже уже известные виды частиц тем не менее в разработке теоретических методов исследования уже достигнут значительный прогресс. [c.150]

На возможное возражение, что группа сама по себе является априорным понятием, можно указать, что понятие группы является результатом абстрагирования от различных подвижных инструментов циркуль, линейка и т. д., являющихся орудием геометрического исследования ). Напомним, что уже в геометрии Евклида неявно предполагалось, что все геометрические построения следует проводить с помощью только циркуля и линейки. Смысл этого требования становится ясен только с точки зрения программы Клейна. Геометрические свойства тел выражаются, таким образом, в терминах инвариантов группы и допускают изоморфную подстановку элементов пространства, в котором реализуется группа, и, следовательно, совершенно не зависят от самих геометрических объектов. Укажем, например, на реализацию геометрии Лобачевского на плоскости, предложенную А. Пуанкаре. Приведенный пример указывает на большую методологическую ценность программы Клейна. Аналогичный подход возможен также и в физике, где различные законы сохранения интерпретируются как свойства симметрии относительно различных групп. Основными группами современной физики являются группа Лоренца, заданная в пространстве Минковского, и группа непрерывных преобразований, заданная в криволинейном пространстве общей теории относительности, коэффициенты метрической формы которого определяют поле гравитации. В релятивистской квантовой механике мы переходим от группы Лоренца к ее представлениям, определяющим преобразования волновых функций. Как было показано П. Дираком, два числа I и 5, задающих неприводимое представление группы Лоренца, можно интерпретировать как константы движения угловой момент и внутренний момент частицы (спин). Иначе говоря, операторы, соответствующие этим инвариантам, перестановочны с гамильтонианом (квантовые скобки Пуассона от гамильтониана и этих операторов равны нулю). Числа, обладающие этими свойствами, называются квантовыми числами. В работах Э. Нетер дается общий алгоритм, позволяющий найти полную систему инвариантов любой физической теории, формулируемой в терминах лагранжева или гамильтонова формализмов. В основу алгоритма положена указанная выше связь между инвариантами группы Ли и константами движения уравнений Гамильтона или Лагранжа. В качестве простейшего примера рассмотрим вывод закона сохранения углового момента механической системы, заданной лагранжианом Г(х, X, (). Вводим непрерывную группу вращения, заданную системой инфи- [c.912]

Лагранжа выводятся уравнения сохранения углового момента Мк = pi Xj — X pj = onst, где индексы i, j, к образуют циклическую подстановку /, /, /с = 1, 2, 3. В современной физике теорема Нетер играет особо важную роль при математической интерпретации различных вариантов классификации элементарных частиц. Наиболее успешной из этих схем является классификация Гельмана ), в которой вводится наряду со спином, изотопическим спином ) и орбитальным моментом новое квантовое число странность, по которому проводится классификация элементарных частиц. Правила отбора по странности хорошо согласуются с экспериментальными данными по временам жизни элементарных частиц. В работе D Espagna и J. Prentki ) было показано, что странность можно полу- [c.912]

В современной физике радиационных повреждений существует два подхода к решению данной задачи. Первый — моделирование каскадов ПБА на ЭВМ. Второй — кинетический подход к описанию уравнений, заключающийся в составлении и решении кинетических уравнений для пространственно-энергетических функций распределения всех сортов частиц, вовлеченных в каскад. Каждый из этих подходов имеет свои достоинства и недостатки. Так, в первом подходе точно учитывается структура твердого тела, однако его возможности снижаются с повышением энергии сторонних частиц, вызывающих каскад. Кроме того, при этом практически неразрешимы такие проблемы, как проблема учета непарности взаимодействия и взаимодействия ПВА с электронами среды. Второй подход содержит возможности более детального учета коррелированных взаимодействий сторонних частиц и ПВА с атомами среды и электронами и не имеет органичений по энергиям. Однако в нем не учитывается кристаллическая структура твердых тел, что сильно снижает его точность при описании конечной стадии каскада, когда энергия большинства ПВА в каскаде становится меньше энергии порядка нескольких килоэлектронвольт. [c.21]

Отношение механики к физике можно рассматривать как проблему, решение которой последовательно подготавливается историческим анализом развития механики от ее зарождения до наших дней. Вместе с тем эта проблема тесно связана с актуальными задачами современной механики и современной физики. Та или иная трактовка отношения механики к физике неизбежна при переходе от ньютоновой к релятивистской механике. Это же в епце более отчетливом виде выявляется при разработке теории элементарных частиц. Нельзя подготовить вопросы, которые будут заданы природе физикой высоких энергий, если не рассмотреть во всей доступной сейчас общности вопрос о сохранении, исчезновении или видоизменении исходных образов механики при переходе в субатомный мир. В конце этой главы будет сказано о связи между современными тенденциями в теории поля и взаимно дополнительными определениями 1) механики как системы весьма обш,их понятий, охватывающих аристотелево местное движение , форх, и 2) физики как системы понятий, в известном смысле не сводимых к фора. [c.379]

Круг явлений, изучаемых в физике, или условные границы этой науки олределить очень трудно можно сказать только одно новые открытия, новые области технических приложений расширяют эти границы с каждым годом. За последнее время интенсивно разрабатываются новые разделы физики, такие, как, например, физика плазмы, физика элементарных частиц, физика полупроводников, биофизика, физика твердого тела и т. д. Все это находит отражение в курсе общей физики, но основной его задачей является подготовка к изучению новых разделов современной физики. Детальное изучение этих разделов физики в основном идет в специальных курсах и лабораториях, которые по плану следуют за курсом общей физики. Без знания основных законов и явлений, относящихся к общей физике, нельзя приступать к изучению специальных курсов. [c.9]

Теория суперструн забрасывает очень широкий невод в пучины мироздания. Это обширная и глубокая теория, охватывающая многие важнейшие концепции, играющие центральную роль в современной физике. Она объединяет законы макромира и микромира, законы, действие которых распространяется в самые дальние дали космического пространства и на мельчайшие частицы материи поэтому рассказать об этой теории можно по-разному. Автор выбрал подх1ад, который базируется на эволюции наших представлений о пространстве и в эеменй. [c.224]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...