환경 법규 시스템의 기본 입자로서의 환경 법규. 소립자 법칙의 소립자란?

소립자는 미시 세계의 주요 구조 요소입니다. 기본 입자는 성분(양성자, 중성자) 및 비복합(전자, 중성미자, 광자). 현재까지 400개 이상의 입자와 그 반입자가 발견되었습니다. 일부 소립자는 특이한 성질을 가지고 있습니다. 따라서 오랫동안 중성미자 입자에는 정지 질량이 없다고 믿어졌습니다. 30대. 20 세기 베타 붕괴를 연구할 때 방사성 핵에서 방출되는 전자의 에너지 분포가 연속적으로 발생한다는 것을 발견했습니다. 이로부터 에너지 보존 법칙이 충족되지 않거나 전자 외에 감지하기 어려운 입자가 방출되는데, 이는 에너지의 일부를 운반하는 정지 질량이 0인 광자와 유사합니다. 과학자들은 이것이 중성미자라고 제안했습니다. 그러나 중성미자의 실험적 등록은 거대한 지하 시설에서 1956년에만 가능했습니다. 이러한 입자를 등록하기 어려운 것은 중성미자 입자의 높은 투과력으로 인해 포획이 극히 드물다는 사실에 있습니다. 실험 중에 중성미자의 나머지 질량은 0과 크게 다르지 않지만 0과 같지 않다는 것이 발견되었습니다. 안티 입자는 또한 흥미로운 특성을 가지고 있습니다. 그들은 쌍둥이 입자와 많은 동일한 속성(질량, 스핀, 1 수명 등)을 갖지만 전하 기호 또는 기타 특성에서 다릅니다.

1928년 P. Dirac은 4년 후 K. Anderson이 우주선의 일부로 발견한 전자의 반입자인 양전자의 존재를 예측했습니다. 전자와 양전자는 쌍입자의 유일한 쌍이 아니며 중성자를 제외한 모든 기본 입자는 고유한 반입자를 가지고 있습니다. 입자와 반입자가 충돌하면 소멸한다(위도부터. 전멸- 무로의 변환) - 소립자와 반입자를 다른 입자로 변환하는 것, 그 수와 유형은 보존 법칙에 의해 결정됩니다. 예를 들어, 전자-양전자 쌍이 소멸되면 광자가 생성됩니다. 검출된 소립자의 수는 시간이 지남에 따라 증가합니다. 동시에 기본 입자에 대한 검색이 계속되며, 이는 알려진 입자를 만들기 위한 합성 "구성 요소"가 될 수 있습니다. 존재 가설 이런 종류쿼크라고 불리는 입자는 1964년 미국 물리학자 M. Gell-Man에 의해 표현되었습니다(1969년 노벨상).

소립자는 많은 특성을 가지고 있습니다. 쿼크의 구별되는 특징 중 하나는 부분 전하를 갖는다는 것입니다. 쿼크는 쌍과 삼중항으로 서로 결합할 수 있습니다. 세 개의 쿼크 형태의 결합 바리온(양성자와 중성자). 쿼크는 자유 상태에서 관찰되지 않았습니다. 그러나 쿼크 모델은 많은 소립자의 양자수를 결정하는 것을 가능하게 했다.

소립자는 입자의 질량, 전하, 소립자가 참여하는 물리적 상호작용의 유형, 입자의 수명, 스핀 등의 특성에 따라 분류됩니다.

입자의 나머지 질량(질량을 가진 모든 입자 중 가장 가벼운 것으로 간주되는 전자의 나머지 질량과 관련하여 결정되는 나머지 질량)에 따라 다음을 구별합니다.

♦ 광자(gr. 사진- 정지 질량이 없고 빛의 속도로 움직이는 입자)

♦ 렙톤(gr. 렙토스– 빛) – 가벼운 입자(전자와 중성미자)

♦ 중간자(gr. 메소스- 매체) - 전자의 질량이 1에서 1000인 매체 입자(파이-메손, 카-메손 등);

♦ 바리온(gr. 바리- 무거운) - 천 질량 이상의 전자(양성자, 중성자 등)의 질량을 가진 무거운 입자.

전하에 따라 다음이 있습니다.

♦ 음전하를 가진 입자(예: 전자);

♦ 양전하를 가진 입자(예: 양성자, 양전자);

♦ 전하가 0인 입자(예: 중성미자).

분수 전하가 있는 입자가 있습니다. 쿼크.입자가 참여하는 기본 상호 작용 유형을 고려하면 다음과 같습니다.

♦ 강입자(gr. 아드로스- 크고 강함), 전자기적, 강하고 약한 상호 작용에 참여;

♦ 전자기 및 약한 상호 작용에만 참여하는 경입자;

♦ 입자 – 상호 작용의 운반자(광자 – 전자기 상호 작용의 운반자, 중력자 – 중력 상호 작용의 운반자, 글루온 – 강한 상호 작용의 운반자, 중간 벡터 보존 – 약한 상호 작용의 운반자).

입자의 수명에 따라 안정, 준 안정 및 불안정으로 나뉩니다. 대부분의 소립자는 불안정하며 수명은 10 -10 -10 -24초입니다. 안정된 입자는 오랫동안 부패하지 않습니다. 그들은 무한대에서 10 -10 초까지 존재할 수 있습니다. 광자, 중성미자, 양성자 및 전자는 안정적인 입자로 간주됩니다. 준 안정 입자는 전자기 및 약한 상호 작용의 결과로 붕괴되며, 그렇지 않으면 공명이라고합니다. 수명은 10 -24 -10 -26초입니다.

자연과학의 주제 다양한 형태자연에서 물질의 운동: 물질의 운반체(기질), 물질의 구조적 조직, 상호 연결, 내부 구조 및 기원의 연속적인 수준의 사다리를 형성합니다. 모든 존재의 기본 형태는 공간과 시간입니다. 일반적인 성격과 특정한 성격의 자연 현상의 자연적 연결.

2 기초과학이란?

기초 과학은 물리학, 화학, 생물학, 우주, 지구에 관한 과학과 같은 자연 과학(즉, 모든 표현의 자연에 관한 과학)입니다. 기초 과학에는 응용 과학이 발전한 기초 과학이 포함됩니다. 예를 들어, 수학이 없었다면 경제가 발전하지 못했을 것이고, 물리학과 화학이 없었다면 사이버네틱스가 없었을 것이며, 의학이 없었다면 제약이 없었을 것입니다.

3 과학적 개념이란 무엇입니까?

개념 - 대상, 현상, 과정, 대상에 대한 주요 관점, 체계적인 범위에 대한 안내 아이디어를 이해하고 해석하는 특정 방법.

4 어떤 입자가 기본입니까? 소립자의 분류.

소립자- 구성 요소로 분할할 수 없는(또는 입증될 때까지) 아핵 규모의 미세 물체를 가리키는 집합적 용어. 그들의 구조와 행동은 소립자 물리학에 의해 연구됩니다. 소립자의 개념은 물질의 이산 구조라는 사실에 기초합니다. 많은 소립자들은 복잡한 내부 구조를 가지고 있지만 그것들을 부분적으로 분리하는 것은 불가능합니다. 다른 기본 입자는 구조가 없으며 기본 입자로 간주될 수 있습니다. 기본 입자.

1932년 이래로 400개 이상의 기본 입자가 발견되었습니다.

분류

스핀의 크기에 따라 모든 기본 입자는 두 부류로 나뉩니다: 페르미온 - 반정수 스핀을 갖는 입자(예: 전자, 양성자, 중성자, 중성미자); 보손 - 정수 스핀을 갖는 입자(예: , 광자).

상호 작용 유형에 따라 소립자는 다음 그룹으로 나뉩니다.

복합 입자:

강입자 - 모든 유형의 기본 상호 작용에 참여하는 입자. 그것들은 쿼크로 구성되어 있으며 차례로 중간자(정수 스핀을 가진 강자, 즉 보손), 바리온(반정수 스핀을 가진 강자, 즉 페르미온)으로 세분됩니다. 여기에는 특히 원자의 핵인 양성자 중성자를 구성하는 입자가 포함됩니다.

기본(무구조) 입자:

렙톤-페르미온은 최대 10 -18 m 규모의 점 입자 형태(즉, 아무것도 구성되지 않음)를 가지며 강한 상호 작용에 참여하지 않습니다. 전자기 상호작용에 대한 참여는 하전된 경입자(전자, 뮤온, 타우-렙톤)에 대해서만 실험적으로 관찰되었으며 중성미자에 대해서는 관찰되지 않았습니다. 6가지 유형의 경입자가 알려져 있으며, 쿼크는 강입자를 구성하는 부분적으로 하전된 입자입니다. 그들은 자유 상태에서 관찰되지 않았습니다. 경입자와 같이 6가지 유형으로 나뉘며 구조가 없지만 경입자와 달리 강한 상호작용에 참여합니다.

게이지 보존 - 상호 작용이 수행되는 교환을 통한 입자 : 광자 - 전자기 상호 작용을 수행하는 입자. 8개의 글루온 - 강한 상호작용을 하는 입자; 세 개의 중간 벡터 보존 여 + , 여- 그리고 지 0 , 약한 상호작용 전달, 중력자는 중력 상호작용을 전달하는 가상의 입자입니다. 중력자의 존재는 아직 실험적으로 증명되지 않았지만 중력 상호작용의 약점으로 인해 매우 가능성이 있는 것으로 간주됩니다. 그러나 중력자는 표준 모델에 포함되지 않습니다.

강입자와 경입자는 물질을 형성합니다. 게이지 입자는 다양한 유형의 방사선 양자입니다.

또한 표준모형은 반드시 힉스 입자를 포함하고 있으나 아직 실험적으로 발견되지는 않았다.

처음에 "소립자"라는 용어는 물질의 첫 번째 벽돌인 절대적으로 기본적인 것을 의미했습니다. 그러나 1950년대와 1960년대에 비슷한 성질을 가진 수백 개의 강입자가 발견되면서 최소한 강입자는 내부 자유도가 있다는 것, 즉 엄밀한 의미에서 초등적이지 않다는 것이 분명해졌습니다. 이 의혹은 나중에 강입자가 쿼크로 구성되어 있다는 사실이 밝혀지면서 확인되었습니다.

따라서 우리는 물질의 구조에 대해 조금 더 깊이 살펴보았습니다. 물질의 가장 기본적인 점 부분은 이제 렙톤과 쿼크로 간주됩니다. 그들을 위해(게이지 보존과 함께) "기본 입자"라는 용어가 사용됩니다.

350개 이상의 기본 입자가 발견되었습니다. 이들 중 광자, 전자 및 뮤온 중성미자, 전자, 양성자 및 이들의 반입자는 안정하다. 나머지 기본 입자는 지수 법칙에 따라 약 1000초(자유 중성자의 경우)에서 무시할 수 있는 1초(공진의 경우 10-24초에서 10-22초)까지의 시간 상수로 자발적으로 붕괴합니다.

소립자의 구조와 거동은 소립자물리학에서 연구한다.

모든 소립자는 동일성의 원리(우주에서 같은 유형의 모든 소립자는 모든 속성이 완전히 동일함)와 미립자파 이원론(각 소립자는 드 브로이 파에 해당함)의 원리를 따릅니다.

모든 기본 입자는 상호 변환성의 특성을 가지며 이는 상호 작용의 결과입니다: 강함, 전자기적, 약함, 중력. 에너지 보존 법칙, 운동량, 각운동량, 전하, 중입자 전하 등의 법칙에 의해 이러한 변형이 금지되지 않는 경우 입자의 상호 작용은 입자 및 그 집합체를 다른 입자 및 그 집합체로 변형시킵니다.

소립자의 주요 특성: 질량, 스핀, 전하, 수명, 패리티, G-패리티, 자기 모멘트, 중입자 전하, 경입자 전하, 기묘함, 동위원소 스핀, CP 패리티, 전하 패리티.

백과사전 YouTube

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✪ CERN: 입자 물리학의 표준 모델

✪ 우주의 벽돌: 세상을 구성하는 소립자. David Tong 교수의 강의.

✪ 소립자

✪ 소립자의 세계(학자 Valery Rubakov의 말)

✪ 힉스 보존이란? / 소립자의 물리학

자막

소립자의 크기

매우 다양한 기본 입자에도 불구하고 그 크기는 두 그룹으로 나뉩니다. 강입자(중자 및 중간자)의 치수는 약 10-15m로 쿼크 사이의 평균 거리에 가깝습니다. 실험 오차의 한계 내에서 구조가 없는 기본 입자(게이지 보손, 쿼크 및 경입자)의 크기는 정확한 점과 일치합니다(직경의 상한은 약 10 -18 m)( 설명 참조). 이러한 입자의 최종 크기가 추가 실험에서 발견되지 않으면 게이지 보존, 쿼크 및 경입자의 크기가 기본 길이에 가깝다는 것을 나타낼 수 있습니다. -35m) .

그러나 소립자의 크기는 다소 복잡한 개념이며 항상 고전적 개념과 일치하는 것은 아닙니다. 첫째, 불확정성 원리는 물리적 입자를 엄격하게 국지화하는 것을 허용하지 않습니다. 입자를 정확하게 국부화된 양자 상태의 중첩으로 나타내는 파동 패킷은 항상 유한한 치수와 특정 공간 구조를 가지며 패킷 치수는 매우 거시적일 수 있습니다. 예를 들어 두 개의 슬릿에 대한 간섭이 있는 실험에서 전자는 "느낌 " 두 간섭계 슬릿은 거시적 거리만큼 분리되어 있습니다. 둘째, 물리적 입자는 주변의 진공 구조를 변경하여 단기 가상 입자의 "모피 코트"를 만듭니다. 이 영역의 공간적 치수는 입자가 소유한 게이지 전하와 중간 보존의 질량에 따라 달라집니다(거대한 가상 보존의 껍질 반경은 콤프턴 파장에 가깝고, 이는 차례로 입자에 반비례합니다). 대량의). 따라서 중성미자의 관점에서 볼 때 전자의 반지름(그들 사이의 약한 상호 작용만 가능)은 W-보존의 Compton 파장, ~3 × 10 -18 m 및 영역의 치수와 거의 같습니다. 강입자의 강한 상호작용은 여기에서 상호작용 캐리어로 작용하는 가장 가벼운 강입자인 파이 중간자(~10 -15 m )의 Compton 파장에 의해 결정됩니다.

이야기

처음에 "소립자"라는 용어는 물질의 첫 번째 벽돌인 절대적으로 기본적인 것을 의미했습니다. 그러나 1950년대와 1960년대에 유사한 성질을 가진 수백 개의 강입자가 발견되면서 최소한 강입자는 내부 자유도가 있다는 것, 즉 엄밀한 의미에서 기본이 아니라는 것이 분명해졌습니다. 이 의혹은 나중에 강입자가 쿼크로 구성되어 있다는 사실이 밝혀지면서 확인되었습니다.

따라서 물리학자들은 물질의 구조에 대해 조금 더 깊이 파고들었습니다. 물질의 가장 기본적인 점 부분은 이제 렙톤과 쿼크로 간주됩니다. 그들에게 (게이지 보존과 함께) 용어 " 근본적인입자".

1980년대 중반부터 활발하게 전개된 끈 이론은 소립자와 그 상호작용이 다음과 같은 결과를 가져온다고 가정한다. 다양한 종류특히 작은 "현"의 진동.

표준 모델

기본 입자의 표준 모델에는 12가지 맛의 페르미온, 해당 반입자 및 게이지 보존(광자, 글루온, 여- 그리고 지-보손), 입자 사이의 상호작용을 전달하는 입자와 2012년에 발견된 힉스 입자에 관성 질량이 존재하는 원인이 됩니다. 그러나 표준 모델은 중력을 포함하지 않고 그 값이 이론에서 직접 따르지 않는 수십 개의 자유 매개변수(입자 질량 등)를 포함하기 때문에 진정한 기본 모델이라기보다는 임시 이론으로 크게 간주됩니다. 예를 들어 중력자(중력을 전달하는 입자) 또는 일반 입자의 초대칭 파트너와 같이 표준 모델에서 설명하지 않는 기본 입자가 있을 수 있습니다. 전체적으로 이 모델은 61개의 입자를 설명합니다.

페르미온

12가지 맛의 페르미온은 각각 4개의 입자로 구성된 3개의 패밀리(세대)로 나뉩니다. 그 중 6개는 쿼크입니다. 나머지 6개는 경입자이며, 그 중 3개는 중성미자이고 나머지 3개는 단위 음전하를 가집니다.

분명한 것 같다. 소립자- 이것은 나눌 수 없는 입자 없이 내부 구조. 에 현대 과학초등학교를 암시적으로 암시한다.재료 입자가 동일하다매우 정확한 가리키다. 이것 검색 중단 가장 기본적인 물질 입자의 본질. 지금까지설치되지 않음 , 진정한 소립자는 무엇인가. 이것이 감지된 "원소" 입자가 더 이상 기본 기준을 충족하지 않는 이유입니다.그렇기 때문에 점점 더 많은 "기본" 입자가 있습니다! 350가지 이상의 "원소" 입자가 이미 발견되었으며 그 수는 계속해서 증가하고 있습니다.

이 복잡한 문제에 대한 주의 깊은 연구는 "원소" 입자에 대한 기존의 불만족스러운 상황이 핵 물리학의 맨 처음에 위치한 원인에 기인한다는 것을 보여주었습니다. 정의의 숨겨진 부정확성 때문입니다. 초등 개념 입자. 예, 소립자 정말해야합니다 나눌 수 없는, 즉, 하나의 입자로 구성되어야 합니다. 그러나 구조의 개념에는 다음이 포함됩니다. 사물을 구성하는 요소 뿐만 아니라 그러나 또한 그들의 형태 . 이것은 소립자를 의미한다. 그것은 가지고있다 구조는 하나여야 하며, 이 하나의 입자의 모양은 안정적이어야 합니다.

소립자는 미세 소용돌이입니다.통일이론에 따르면 진정한 소립자는 지속 가능한 구조 - 에테르 미세 소용돌이(참조 기본 요금). 따라서 다른 모든 소위 "원소" 입자는 형성될 때 회전을 받게 됩니다(참조 반물질의 비밀) 및 동일 이자형그리고 아르 자형(바라보다 중성자별), 즉, 다음과 같은 요금으로 큐. 진정한 기본 입자, 즉 미세 소용돌이가 아니라 그 화합물이 짧은 시간 동안 존재할 것입니다 (참조 입자가 빨리 분해되는 이유), 마이크로 와류로부터 받은 회전이 그것들을 깨뜨리기 때문입니다.

이것은 "기본"입자를 얻는 실험에 의해 설득력있게 확인됩니다. 그래서 사진에서 [3, p. 117]은 입자 궤적이 예리한 나선처럼 보이는 것을 보여주며, 이는 "기본" 재료 개체의 회전을 나타냅니다. 이 "입자"에 회전이 없으면 실험에서 "입자"의 직접적인 궤적이 있을 것이지만 그렇지 않습니다. 진정한 기본 "입자" 전자, r 소유하지 않는다 회전", ㅏ 존재하지 않는다 소립자가 존재하기 때문에 회전하지 않고 조건부 회전. 그것은 오직 하나에 속합니다(참조 소용돌이 형성) 안정적인 물리적 개체에 - 선풍 . 포함 - 강의 회오리 바람, 들판의 회오리 바람, 토네이도.

여기에서 보인다. 기본 중 하나 진정한 소립자의 본질은 에테르입니다. 그것의 존재는 통합 이론의 저자에 의해 입증되었지만(진공이 없습니다 참조), 에테르가 없다는 것을 증명하는 과학계에서 인정하는 실험이 있습니다. A. Michelson-E. Morley의 실험입니다. 다음 기사에서는 이 경험을 살펴볼 것입니다. . 동시에 그 결과를 통일자연이론의 관점에서 설명하고자 한다. 통일 이론이 이 경험을 우연히 발견한다면, 이 실험은 에테르뿐만 아니라 통합 이론도 논박할 것입니다.

물리학에서 소립자는 원자핵 규모의 물리적 물체로 구성 부분으로 나눌 수 없습니다. 그러나 오늘날 과학자들은 여전히 그 중 일부를 분할할 수 있었습니다. 이 가장 작은 물체의 구조와 특성은 소립자 물리학에서 연구합니다.

모든 물질을 구성하는 가장 작은 입자는 고대부터 알려져 왔습니다. 그러나 소위 "원자론"의 창시자는 철학자로 간주됩니다. 고대 그리스 Leucippus와 그의 더 유명한 제자 Democritus. 후자는 "원자"라는 용어를 도입했다고 가정합니다. 고대 그리스에서 "atomos"는 고대 철학자의 견해를 정의하는 "나누지 않는"으로 번역됩니다.

나중에 원자는 여전히 핵과 전자의 두 가지 물리적 물체로 나눌 수 있다는 것이 알려졌습니다. 후자는 1897년 영국인 Joseph Thomson이 음극선으로 실험을 수행하여 음극선이 동일한 질량과 전하를 가진 동일한 입자의 흐름임을 발견했을 때 최초의 기본 입자가 되었습니다.

Thomson의 연구와 병행하여 X-선 연구에 종사하는 Henri Becquerel은 우라늄 실험을 수행하고 새로운 종류방사능. 1898년 프랑스의 물리학자 마리와 피에르 퀴리 부부는 방사성 물질, 동일한 방사성 방출을 감지합니다. 나중에 그것은 알파(양성자 2개와 중성자 2개)와 베타 입자(전자)로 구성되어 있으며 Becquerel과 Curie는 노벨상. Marie Sklodowska-Curie는 우라늄, 라듐 및 폴로늄과 같은 원소에 대한 연구를 수행하면서 장갑을 사용하지 않는 것을 포함하여 어떠한 안전 조치도 취하지 않았습니다. 그 결과 1934년 그녀는 백혈병에 걸렸다. 위대한 과학자의 업적을 기리기 위해 퀴리 부부가 발견한 원소인 폴로늄은 Mary의 고향인 라틴어에서 폴란드인 Polonia의 이름을 따서 명명되었습니다.

1927년 제5차 솔베이 회의 사진. 이 사진에서 이 기사의 모든 과학자를 찾으십시오.

1905년부터 알버트 아인슈타인은 자신의 출판물을 빛의 파동 이론의 불완전성에 전념했으며, 그 가정은 실험 결과와 다릅니다. 그 결과 뛰어난 물리학자는 빛의 일부인 "빛 양자"에 대한 아이디어를 얻었습니다. 나중에, 1926년에, 그것은 미국의 물리화학자 Gilbert N. Lewis에 의해 그리스어 "phos"("빛")에서 번역된 "photon"으로 명명되었습니다.

1913년 영국의 물리학자 어니스트 러더퍼드(Ernest Rutherford)는 당시 이미 수행된 실험 결과에 기초하여 많은 원자핵의 질량이 화학 원소수소 핵 질량의 배수. 따라서 그는 수소 핵이 다른 원소의 핵 구성 요소라고 제안했습니다. 그의 실험에서 Rutherford는 질소 원자에 알파 입자를 조사했으며 결과적으로 Ernest가 다른 그리스 "protos"(첫 번째, 주)에서 "양성자"로 명명한 특정 입자를 방출했습니다. 나중에 양성자가 수소의 핵이라는 것이 실험적으로 확인되었습니다.

분명히 양성자는 유일한 것이 아닙니다. 요소화학 원소의 핵. 이 아이디어는 핵에 있는 두 개의 양성자가 서로 반발하고 원자가 즉시 붕괴한다는 사실에 의해 주도됩니다. 따라서 Rutherford는 양성자 질량과 같은 질량을 갖지만 전하를 띠지 않는 다른 입자의 존재에 대한 가설을 제시했습니다. 방사성 원소와 가벼운 원소의 상호 작용에 대한 과학자들의 일부 실험은 또 다른 새로운 방사선의 발견으로 이어졌습니다. 1932년 James Chadwick은 그가 중성자라고 불렀던 동일한 중성 입자로 구성되어 있다고 결정했습니다.

따라서 가장 유명한 입자인 광자, 전자, 양성자 및 중성자가 발견되었습니다.

새로운 아핵 물체의 추가 발견은 점점 더 빈번한 사건이 되었으며, 이 순간"기본"으로 간주되는 약 350개의 입자가 알려져 있습니다. 아직 분할할 수 없는 항목은 구조가 없는 것으로 간주되어 "기본"이라고 합니다.

스핀이란?

물리학 분야에서 더 많은 혁신을 진행하기 전에 모든 입자의 특성을 결정하는 것이 필요합니다. 질량과 전하를 제외하고 가장 유명한 것은 스핀도 포함합니다. 이 값을 "고유 각운동량"이라고 하며 전체적으로 아핵 물체의 변위와 관련이 없습니다. 과학자들은 스핀이 0, 1/2, 1, 3/2 및 2인 입자를 감지할 수 있었습니다. 단순화되었지만 스핀을 물체의 속성으로 시각화하려면 다음 예를 고려하십시오.

물체가 1과 같은 회전을 갖도록 하십시오. 그런 다음 그러한 물체는 360도 회전하면 원래 위치로 돌아갑니다. 비행기에서 이 물체는 연필이 될 수 있으며 360도 회전한 후 시작 위치. 스핀이 0인 경우 개체가 회전하면 단색 공과 같이 항상 동일하게 보입니다.

스핀 ½의 경우 180도 회전해도 모양이 유지되는 항목이 필요합니다. 동일한 연필이 될 수 있으며 양쪽에서 대칭으로 만 연마됩니다. 2의 스핀은 720도 회전을 통해 모양을 유지해야 하는 반면 3/2는 540도가 필요합니다.

이 특성은 소립자 물리학에서 매우 중요합니다.

입자 및 상호 작용의 표준 모델

구성하는 인상적인 미세 물체 세트를 가짐 세계, 과학자들은 그것을 구조화하기로 결정하여 "표준 모델"이라는 잘 알려진 이론적 구성이 형성되었습니다. 그녀는 17개의 기본 상호 작용을 사용하여 3개의 상호 작용과 61개의 입자를 설명하며 그 중 일부는 발견하기 훨씬 전에 예측했습니다.

세 가지 상호 작용은 다음과 같습니다.

전자기. 전하를 띤 입자 사이에서 발생합니다. 학교에서 알려진 간단한 경우, 반대 전하를 띤 물체는 끌어 당기고 같은 이름의 물체는 밀어냅니다. 이것은 소위 전자기 상호 작용의 캐리어인 광자를 통해 발생합니다.
강력하거나 그렇지 않으면 핵 상호 작용. 이름에서 알 수 있듯이 그 작용은 원자핵의 대상으로 확장되며 쿼크로 구성된 양성자, 중성자 및 기타 입자의 인력을 담당합니다. 강한 힘은 글루온에 의해 전달됩니다.
약한. 코어 크기보다 천 배 작은 거리에서 작동합니다. 이 상호 작용에는 렙톤과 쿼크, 그리고 이들의 반입자가 포함됩니다. 또한 상호작용이 약한 경우 서로 변신할 수 있다. 캐리어는 보존 W+, W- 및 Z0입니다.

그래서 Standard Model은 다음과 같이 구성되었다. 여기에는 모든 강입자(강한 상호 작용을 받는 입자)를 구성하는 6개의 쿼크가 포함됩니다.

어퍼(u);
마법에 걸린 (c);
참(t);
더 낮은 (d);
이상한(들);
사랑스럽다 (ㄴ).

물리학자들에게는 소명이 없다는 것을 알 수 있습니다. 나머지 6개의 입자는 경입자입니다. 이들은 강한 상호 작용에 참여하지 않는 스핀 1/2을 가진 기본 입자입니다.

전자;
전자 중성미자;
뮤온;
뮤온 중성미자;
타우 렙톤;
타우 중성미자.

표준 모델의 세 번째 그룹은 스핀이 1이고 상호 작용의 운반자로 표시되는 게이지 보존입니다.

글루온은 강하다.
광자 - 전자기;
Z-보존은 약하다.
W-보존은 약합니다.

여기에는 최근에 발견된 스핀 0이 있는 입자도 포함됩니다. 이 입자는 간단히 말해서 다른 모든 아핵 물체에 관성 질량을 부여합니다.

결과적으로 표준 모델에 따르면 우리의 세계는 다음과 같습니다. 모든 물질은 6개의 쿼크로 구성되어 강입자와 6개의 경입자를 형성합니다. 이 모든 입자는 세 가지 상호 작용에 참여할 수 있으며 그 캐리어는 게이지 보존입니다.

표준 모델의 단점

그러나 표준모형이 예측한 마지막 입자인 힉스 입자가 발견되기 전에도 과학자들은 그 이상을 넘어섰습니다. 대표적인 예라고 하는 것이 있습니다. 오늘날 다른 사람들과 동등한 "중력 상호 작용". 아마도 그 운반체는 질량이 없고 물리학자들이 아직 감지하지 못한 "중력자"인 스핀 2를 가진 입자일 것입니다.

더욱이 표준모형은 61개의 입자를 기술하고 있으며 오늘날 350개 이상의 입자가 인류에게 알려져 있다. 이것은 이론 물리학자들의 작업이 끝나지 않았음을 의미합니다.

입자 분류

스스로의 삶을 더 쉽게 만들기 위해 물리학자들은 모든 입자를 구조 및 기타 특성에 따라 그룹화했습니다. 분류는 다음 기능을 기반으로 합니다.

일생.
1. 안정적인. 그 중에는 양성자와 반양성자, 전자와 양전자, 광자, 중력자가 있습니다. 안정한 입자의 존재는 자유 상태, 즉 자유 상태에 있는 한 시간에 의해 제한되지 않습니다. 어떤 것과도 상호 작용하지 마십시오.
2. 불안정한. 다른 모든 입자는 일정 시간이 지나면 구성 부분으로 붕괴되므로 불안정하다고합니다. 예를 들어, 뮤온은 2.2마이크로초만 살고 양성자는 2.9 10*29년을 살며 그 후에 양전자와 중성 파이온으로 붕괴할 수 있습니다.
무게.
1. 광자, 글루온 및 중력자의 세 가지만 있는 질량이 없는 기본 입자.
2. 거대한 입자는 다른 모든 것입니다.
스핀 값.
1. 전체 스핀, 포함 0, boson이라는 입자가 있습니다.
2. 반정수 스핀을 가진 입자는 페르미온입니다.
상호 작용에 참여.
1. 강입자(구조 입자)는 네 가지 유형의 상호 작용 모두에 참여하는 아핵 물체입니다. 그것들은 쿼크로 구성되어 있다고 앞에서 언급했습니다. 강입자는 중간자(정수 스핀, 보손)와 바리온(반정수 스핀 - 페르미온)의 두 가지 하위 유형으로 나뉩니다.
2. 기본(구조 없는 입자). 여기에는 렙톤, 쿼크 및 게이지 보존이 포함됩니다(앞서 읽기 - "표준 모델 ..").

모든 입자의 분류에 익숙해지면 예를 들어 그 중 일부를 정확하게 결정할 수 있습니다. 따라서 중성자는 페르미온, 강입자 또는 오히려 바리온이며, 핵자, 즉 반정수 스핀을 가지며 쿼크로 구성되며 4개의 상호작용에 참여합니다. 핵은 일반 이름양성자와 중성자를 위해.

흥미롭게도 원자의 존재를 예언한 데모크리토스의 원자론에 반대하는 사람들은 세상의 어떤 물질도 무한대로 나눌 수 있다고 주장했습니다. 과학자들은 이미 원자를 핵과 전자로, 핵을 양성자와 중성자로, 그리고 이들은 차례로 쿼크로 분할하기 때문에 어느 정도는 옳을 수도 있습니다.
Democritus는 원자가 명확한 기하학적 모양을 가지고 있기 때문에 불의 "날카로운" 원자가 타오르고 고체의 거친 원자가 돌출부에 의해 단단히 고정되고 물의 매끄러운 원자가 상호 작용 중에 미끄러지며 그렇지 않으면 흐른다고 가정했습니다.
Joseph Thomson은 양전하를 띤 물체로 상상한 자신만의 원자 모델을 만들었습니다. 그의 모델은 "건포도가 든 푸딩"(매실 푸딩 모델)이라고 불 렸습니다.
쿼크의 이름은 미국 물리학자 머레이 겔만(Murray Gell-Mann)에서 따왔습니다. 과학자는 오리 꽥꽥거리는 소리(kwork)와 비슷한 단어를 사용하고 싶었습니다. 하지만 James Joyce의 소설 Finnegans Wake에서 "Three quarks for Mr. Mark!"라는 줄에서 "쿼크"라는 단어를 만났는데, 그 의미가 정확히 정의되지 않았고 Joyce가 단순히 운을 위해 사용했을 가능성이 있습니다. Murray는 그 당시 3개의 쿼크만 알려져 있었기 때문에 이 단어로 입자의 이름을 지정하기로 결정했습니다.
빛의 입자인 광자는 질량이 없지만 블랙홀 근처에서 중력 상호 작용의 도움으로 끌리면서 궤적을 바꾸는 것처럼 보입니다. 사실, 초질량체는 시공을 휘게 하고, 그로 인해 질량이 없는 입자를 포함한 모든 입자는 블랙홀을 향한 궤적을 변경합니다(참조).
대형 강입자 충돌기(Large Hadron Collider)는 모든 상호작용에 참여하는 원자핵의 차원을 가진 입자인 강입자의 두 방향 빔을 충돌하기 때문에 정확히 "강입자"입니다.