Первые элементарные частицы

Отметим, что в этот же период Дж. Дж. Томсоном, после оригинальных исследований свойств катодных лучей (открытых еще в 1879 г.), было установлено, что катодные лучи представляют собой поток отрицательно заряженных частиц — электронов. В этих опытах Томсон установил, что масса электрона меньше одной тысячной доли массы атома водорода. Сообщение о проведенных опытах было сделано Дж. Дж. Томсоном 29 апреля 1897 г. Эту дату и принимают за дату открытия первой элементарной частицы — электрона, хотя соображения о существовании таких частиц высказывались еще раньше. [c.10]

В 1895 г. английский физик Томсон открыл первую элементарную частицу — электрон. Открытие электрона явилось результатом подробного изучения природы катодных лучей, которые оказались потоком частиц с отрицательным электрическим [c.542]

ПЕРВЫЕ ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ [c.94]

В 1895 г. английский физик Дж. Дж. Томсон открыл первую элементарную частицу — электрон. Открытие электрона явилось результатом подробного изучения природы катодных лучей. [c.94]

Первые элементарные частицы 95 [c.95]

Первые элементарные частицы 97 [c.97]

Первые элементарные частицы 99 [c.99]

К). Первые элементарные частицы [c.101]

Первые элементарные частицы 105> [c.105]

Открытие первой элементарной частицы — электрона, в свою очередь, поставило перед исследователями множество проблем. В первую очередь следует упомянуть о проблеме строения атома, неделимость которого была опровергнута существованием значительно меньшей частицы (см. 7). Но сюрпризы, связанные с открытием электрона и исследованием его свойств, на этом не кончаются. Очень скоро удалось обнаружить, что масса электрона зависит от его скорости (рис. 17). Считавшееся до сих пор [c.105]

Фотон был первой элементарной частицей, существование которой было предсказано теоретически. [c.18]

Эксперимент Томсона. В 1897 г. Дж. Дж. Томсон открыл первую элементарную частицу — электрон. Он разгадал природу катодных лучей и показал, что они представляют собой поток частиц с наибольшим значением отношения заряда к массе во/т — электронов. [c.55]

Лекция первая ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ [c.7]

Первой элементарной частицей, как известно, является электрон, открытый приблизительно пятьдесят лет назад. Потом был открыт протон некоторое время были известны только эти две элементарные частицы. Затем открыли нейтрон, и элементарных частиц стало уже три. [c.7]

Какие из частиц называть частицами, а какие — античастицами, до некоторой степени условно. В наше время электрон считается частицей, а позитрон — его античастицей. Но можно было бы сделать наоборот позитрон принять за частицу, а электрон — за античастицу от этого ничего не изменилось бы. Однако исторически первыми были открыты электроны, протоны, нейтроны и лишь позднее были открыты частицы (е , р, п,. . . ), получившие название античастиц. Античастица обозначается тем же символом, что и частица, но над символом ставится знак тильда ( ). Разделение всех известных элементарных частиц на частицы и античастицы в настоящее время признается одной из общих закономерностей природы. [c.349]

Переработаны таблицы элементарных частиц и резонансов. Первая из них для удобства пользования помещена в начале книги. [c.10]

Книга состоит из трех частей свойства ядер и радиоактивных излучений (часть первая), ядерные взаимодействия (часть вторая) и ядерные силы и элементарные частицы (часть третья). [c.12]

Историю открытия элементарных частиц и изучения их свойств можно разбить на два этапа. На первом этапе, окончившемся в 1932 г., были открыты шесть элементарных частиц фотон, электрон, протон, нейтрон, позитрон и нейтрино. История открытия и свойства этих частиц будут кратко охарактеризованы в 75. [c.542]

Второй этап изучения элементарных частиц начался одновременно с опытами- по исследованию ядерных сил. Как известно (см. 5 и 6), в этих опытах были установлены такие существенные свойства ядерных сил, как малый радиус их действия, большая эффективность, насыщение, обменный характер и др. В 1 указывалось, что возможны два пути построения теории ядерных сил. Первый путь заключается в феноменологическом подборе подходящего потенциала взаимодействия, который должен удовлетворять найденным из эксперимента свойствам ядерных сил ( 3—6). Второй — во введении мезонного поля и квантов этого поля, которые должны переносить ядерное взаимодействие. Развитие этого пути привело Юкаву к предсказанию существования в качестве ядерного кванта мезона — частицы с массой 200—ЗОО/Пе (см. 2). [c.107]

Существуют различные толкования термина ядерные реакции . В самом широком смысле ядерной реакцией называется любой процесс, начинающийся столкновением двух, редко нескольких, микрочастиц (простых или сложных) и идущий, как правило, с участием сильных взаимодействий (см. гл. VII, 1). С этой точки зрения ядерными реакциями в числе прочих являются и такие процессы, как, например, упругое рассеяние нуклон — нуклон, рождение нового пиона при столкновении пиона с нуклоном и др. Этому довольно всеобъемлющему определению удовлетворяют и ядерные реакции в узком смысле этого слова, под которыми понимаются процессы, начинающиеся столкновением простой или сложной микрочастицы (нуклон, дейтрон, у-квант, пион,...) с ядром. Мы будем в основном придерживаться первого, более широкого понимания термина ядерные реакции , поскольку нас интересуют и ядра, и элементарные частицы. [c.113]

Первая причина состоит в том, что для элементарных частиц сейчас не существует сколько-нибудь последовательной теории, но хорошо соблюдаются законы сохранения. [c.281]

В понятии электрического заряда заложены два свойства, вообще говоря, не связанных одно с другим. Во-первых, электрический заряд является аддитивной сохраняющейся величиной. Во-вторых, он представляет собой константу, характеризующую интенсивность взаимодействия заряженной частицы с электромагнитным полем. В физике элементарных частиц слово заряд всегда понимается в его первом значении. Как уже было отмечено в п. 3, [c.287]

На вопрос о том, что же на самом деле представляет собой свободный электрон, современная теория исчерпывающего и математически законченного ответа не дает прежде всего потому, что все (кроме, конечно, первой) изображенные на рис. 7.25 диаграммы (равно как вакуумные петли типа рис. 7.24) при попытке рассчитать их численно приводят к бессмысленным бесконечным результатам. Эти бесконечности являются одним из главных препятствий развитию теории элементарных частиц. Частичный выход из этого положения был найден на следующем пути. Сумма на рис. 7.25 дает полную ( экспериментальную , физическую ) свободную частицу. Таким образом, каждая из линий фейнмановской диаграммы уже включает в себя сумму типа рис. 7.25, т. е. относится к физической частице с шубой из виртуальных частиц. [c.329]

Исторически первой элементарной частицей является электрон, открытый Дж. Дж. Томсоном в 1897 г. Масса электрона =" = 9,109-10 г, т, е. в 1836,1 раза меньше массы самого легкого атома — атома водорода. Через массу электрона обычно выражаются массы других элементарных частиц. Электрон имеет отрицательный электрический заряд е = 4,803 10 ° GSE = [c.337]

Позитрон — это первая элементарная частица, предсказанная теоретически. В 1932 г. Д. Чедвиком был открыт нейтрон (п) (см, [c.338]

Анализ проблемы уместно начать с хронологии. Сегодня трудно представить, что когда-либо науке не было известно вообще ни одной физической постоянной. Тем не менее исторические факты убеждают нас в этом. Первая постоянная G (гравитационная) была введена в физику И. Ньютоном в 1687 г., а ее числовое значение было впервые измерено Г. Кавендишем только в 1793 г. Столь хорошо известные сегодня величины элементарного электрического заряда е и массы покоя электрона вошли в науку сравнительно недавно, после открытия в 1897 г. Дж. Томсоном первой элементарной частицы — электрона. Только в 1932 г. был открыт нейтрон и таблица фундаментальных постоянных пополнилась значением массы нейтрона т . Отношение [c.21]

История физики показывает, что точные опыты, измерения приводят к открытию новых физических явлений, новых физических постоянных. Так, эксперименты Дж. Томсона (1897) по отклонению катодных лучей в электрическом и магнитном полях привели к открытию им первой элементарной частицы— элскгро-на. В физике появились две новые фундаментальные постоянные—элементарный электрический заряд е и масса электрона Эти же данные разру1пили бытовавшее еще со времен Древней Греции представление о том, что атомы представляют собой мельчайшие, не делимые далее структурные единицы материи. Постоянная Планка h обязана своим рождением точным измере- [c.29]

В начале тридцатых годов были известны только четыре частицы электрон (е), протон (р), нейтрон (п) и -квант. Первая элементарная частица — электрон — была предсказана Лоренцом и открыта Томсоном в 1897 г. Вторая частица — протон — открыта Резерфордом в 1911 г. Открытие нейтрона Чадвиком привело к представлению о том, что из этих четырех частиц можно построить все известные формы материи ядра, атомы вещества и электромагнитное поле. Открытие других частиц значительно усложнило картину. [c.234]

В 1895 г. английский физик Дж. Дж. Томсон открыл первую элементарную частицу—электрон. Открытие электрона явилось результатом подробного изучения природы катодных лучей, которые оказались потоком частиц с отрицательным электрическим зарядом, равным 4,8 10 ° СГСЭ и массой 9,1-10 г, т.е. в 1837 раз меньшей, чем масса самого легкого атома (водорода). При этом во всех вариантах опыта с катодными лучами (разные материалы электродов, различный газ и др.) рбразующиеся частицы имели одинаковые массу и заряд. Исследование некоторых других явлений (электролиз, электронная эмиссия и др.) привело к аналогичному результату в составе всех атомов содержатся в разном количестве тождественные элементарные частицы, которые при известных условиях могут отделяться от атомов. Так как атомы электрически нейтральны, то атомный остаток (ион) имеет положительный заряд, равный по значению заряду всех отделившихся электронов. Открытие электрона привело к большому успеху в развитии представлений о веществе. В частности, была развита электронная теория металлов было получено естественное объяснение для химических сил сцепления атомов в молекуле (электрическое притяжение между электронами и положительными ионами). [c.130]

Весь период развития пузырьковых камер — от открытия их принципа (в 1952 г.) до выявлеиия серии новых частиц буквально конвейер.чым порядком 1961 г) — занял около 10 лет. Это может служить иллюстрацией с иожности экспериментальной работы в области физики элементарных частиц. Аналогичным образом, открытие антипротона, сделанное в 1955 г., было результатом принятого в 1948 г. решения строить бэватрон — первый ускоритель, способный сообщать протонам достаточную энергию для искусственного образования антипротонов. Как видно, десять лет — не слишком долгий период для приведения в исполнение крупного проекта в области техники исследования элементарных частиц. [c.447]

Таким образом, всякая элементарная частица характеризуется тремя зарядами барионным, электрическим и лептонным, а также странностью. Первые два заряда сохраняются во всех процессах, третий — в лептонных (в остальных процессах он, вообще говоря, тоже сохраняется, так как для всех частиц-нелепто-нов равен нулю), странность — в сильных и электромагнитных. При операции зарядового сопряжения меняются все тр заряда и странность . [c.641]

Простейшей схемой унитарной симметрии является составная модель адронов, предложенная в 1956 г. Саката и развитая в 1957 г. Л. Б. Окунем. В настоящее время эта схема не объясняет всей известной совокупности данных об адронах. Однако схема Саката — Окуня имеет особое значение как первооснова для последующих классификаций, благодаря чему она очень удобна для введения читателя в круг новых понятий. Поэтому мы остановимся на ней в первую очередь и достаточно подробно. Формальной основой рассматриваемой схемы является то, что элементарных частиц и резонансов значительно больше, чем характеризующих их квантовых чисел. Поэтому в принципе можно подобрать некоторое минимальное число фундаментальных частиц с настолько удачными наборами квантовых чисел, что из них можно скомбинировать все остальные наборы квантовых чисел, т. е. сконструировать все известные частицы и резонансы. [c.675]

Таким образом, всякая элементарная частица из числа рассмотренных до сих пор характеризуется тремя зарядами барионным, электрическим и лептонным. Первые два заряда сохраняются во всех процессах (сильных, электромагнитных и слабых), третий — в слабых процессах лептоп-ного типа (в остальных процессах он, вообще говоря, тоже сохраняется. Рис. 69. так как для всех частиц — нелепто- [c.116]

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]

Введение в определение важнейшего физического понятия столь расплывчатого термина, как ее современные теории , вряд ли можно признать правильным. XX век подарил нам множество современных теорий — общая и специальная теории относительности, квантовая механика, атомная и ядерная физика, физика элементарных частиц и т.д. Значительно расширились границы наблюдаемой части Вселегшой , что связано с громадными достижениями техники физического эксперимента. Определение кшровых постоянных [22] опирается в первую очередь на масштабный, пространственный фактор. Оно неявно предполагает постоянное существование наблюдателя . Современные теории эволюции Вселенной включают в рассмотрение временной фактор и уверенно оперируют с такими моментами ее развития, когда все вещество Вселешюй было сжато в сгусток сверхплотной раскаленной плазмы, состоящей из фотонов, квар-34 [c.34]

Феномен электрического заряда. Электрический заряд является важнейшей характерисгикой элементарных частщ. Обратим внимание на то, что независимо от частиц он не ществует, обратное же возможно (наличие нейтронов, л°- и А -мезонов и т. n.j. Заряды большинства элементарных частиц равны по модулю и равны е, несмотря на то что многие частицы резко отличаются по другим физическим параметрам — массе, магнитным свойствам, наличию внутренней структуры и др. Наиболее известной иллюстрацией к этом> являются свойства электрона и протона (см. табл. l). Однако несмотря на все различия мехсду характеристиками многих элементарных частиц, равенство по величине их электрических зарядов наводит на мысль о том, что между ними должно быть нечто общее, обусловленное в первую очередь их пока не известной нам внутренней структурой, что определяет их электрические свойства. Это нечто обшее мы пока не знаем, оно представляется нам как свойства материи, обусловливающие ее организацию в электрически заряженные частицы. Представляется возможным, что именно эти пока неведомые свойства материи вкупе с остальными характеристиками элементарных частиц обусловливают их стабильносгь, а следовательно, в конечном счете создают условия для возникновения и существования жизни. [c.107]

Последовательность различных курсов как общей, так и теоретической физики определяется прежде всего постепенным переходом к изучению все более сложных форм движения соответствующих структурных видов материи (макротела, молекулы, атомы, элементарные частицы и поля). Механика изучает закономерности простейшей формы движения — относительного перемещения тел в пространстве во времени. Термодинамика и статистическая физика рассматривают явления, обусловленные совокупным действием огромного числа непрерывно движущихся молекул или других частиц, из которых состоят окружающие н с тела. Благодаря очень большому количеству частиц беспорядочное их движение приобретает новые качества макроскопические свойства систем из большого числа частиц в обычных условиях совершенно не зависят от начального положения этих частиц, в то время как механическое состояние системы существенно зависит от начальных условий. Это один из примеров диалектического закона перехода количестЕ енных изменений в качественные возрастание количества механически движущихся частиц в системе порождает качественно новый вид движения — тепловое движение. Тепловое движение представляет собой изменения системы, обусловленные ее атомистическим строением и наличием огромного числа частиц оно связано с молекулярным механическим движением, но этим не исчерпывается его сущность. Всякое движение, — писал Ф. Энгельс, — заключает в себе механическое движение, перемещение больших или мельчайших частей материи познать эти механические движения является первой задачей науки, однако лишь первой ее задачей. Но это механическое движение не исчерпывает движения вообще. Движение — это не только перемена места в надмеханических областях оно является также и изменением качества. Открытие, что теплота представляет собою некоторое молекулярное движение, составило эпоху в науке. Но если я не имею ничего другого сказать о теплоте кроме того, что она представляет собой известное перемещение молекул, то лучше мне замолчать . Определяющим для возникновения теплового движения является не механическое движение от- [c.7]

По содержанию книгу можно разделить на две части. Первая часть посБяш,ена физике ядра и элементарных частиц. [c.6]

Но у сильных взаимодействий есть и слабые стороны, позволяющие в ряде ситуаций выдвигаться на первый план другим взаимодействиям. Во-первых, сильные взаимодействия — самые короткодействующие в природе. Их роль быстро становится ничтожной при переходе к расстояниям, превышающим 10" см. Поэтому, например, обеспечивая стабильность ядер, эти силы практически не влияют на атомные явления (см. гл. И, 1). Другим слабым местом сильных взаимодействий является их неуниверсальнрсть. Существуют частицы (фотон, электрон, мюон, нейтрино), которые не подвержены действию сил, обусловленных сильными взаимодействиями, и не могут рождаться за счет сильных взаимодействий при столкновениях. Частицы, подверженные сильным взаимодействиям, называются адронами (термин Л. Б. Окуня). К адронам принадлежит большинство известных элементарных частиц. Наконец, третьим ограничительным свойством сильных взаимодействий является то, что для них существует ряд законов сохранения, не выполняющихся по отношению к другим взаимодействиям. Ограничения такого рода мы подробно рассмотрим в последующих трех параграфах, а в 7 поясним, как это связано с симметриями различных взаимодействий. [c.279]

Наконец, третьей, столь же важной, как и две первые, причиной является то, что при переходе к микромиру законы сохранения начинают действовать более эффективно. Именно, если в макромире законы сохранения только запрещают, то в микромире они еще и разрешают все процессы, не подпавшие под запрет. Иначе говоря, в микромире все, что не запрещено полной совокупностью законов сохранения, должно обязательно соверишться. Микроскопический чемодан не может годами лежать на микроскопическом шкафу, а свалится на пол под действием квантовых флуктуаций. С частным проявлением этого общего правила мы уже встречались в теории а-распада (гл. VI, 3) при рассмотрении просачивания а-ча-стицы сквозь кулоновский барьер. Для ядра эффект кулонов-ского барьера может быть очень большим за счет того, что квантовые поправки к движению а-частицы в тяжелом ядре малы. Но взаимодействие элементарных частиц — процесс существенно квантовый, так что факторы запрета барьерного типа всегда малы. Только что описанное свойство законов сохранения в микромире не раз эффективно использовалось в физике элементарных частиц. Если какой-либо процесс был разрешен всеми известными законами сохранения и все же не наблюдался, то это означало, что он не до конца понят. Как мы увидим ниже, именно на этом пути была открыта новая элементарная частица — мюонное нейтрино. [c.282]

Драматична история открытия позитрона и его аннигиляции. Началась с того, что Дирак в 1928 г. предложил для описания движения релятивистского квантового электрона замечательное уравнение, которое удивительно хорошо без всяких эмпирических констант описывало все известные тогда тонкие детали спектра атома водорода. Вскоре, однако, было подмечено, что уравнение Дирака имеет лишние решения, соответствующие отрицательным массам и энергиям электрона. Существование же отрицательных масс явно невозможно, так как в этом случае частица двигалась бы против силы и, например, диполь из двух частиц с разными по знаку массами саморазгонялся бы. Эти лишние решения не удавалось Очеркнуть, не портя уравнения и ряда проверенных на опыте выводов из него. Тогда Дирак в 1930 г. выдвинул идею, потрясшую его современников. Он воспользовался принципом Паули и принял, что вакуум — это такое состояние, в котором заполнены все состояния электрона с отрицательной энергией. В этом случае переход электрона в состояние с отрицательной энергией невозможен. Если же вырвать вакуумный электрон из состояния с отрицательной энергией, то образуется электрон с положительной энергией и дырка на бесконечном фоне заполненных состояний. Можно показать, что такая дырка будет вести себя как частица с положительной массой (энергией) и с положительным зарядом. Дирак поначалу отождествил эту дырку с протоном. Но ему вскоре указали, что, во-первых, масса дырки должна быть строго равной массе электрона, а, во-вторых, дырка будет аннигилировать при столкновении с электроном. Тогда Дирак объявил, что предсказываемая им дырка представляет собой новую еще не открытую элементарную частицу. В эпоху, когда элементарных частиц было известно всего три, такое предсказание было столь смелым, что в него не поверили даже авторы монографий того времени, посвященных уравнению Дирака. Но вскоре (С. Д. Андерсон, 1932) позитрон был открыт в космических лучах, [c.338]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...