Глава 14. Элементарные частицы

Краткие итоги главы 14

1. Элементарные частицы — это первичные, неразложимые далее частицы, из которых построена вся материя. Элементарные частицы не остаются неизменными.

2. Все элементарные частицы способны превращаться друг в друга, и эти взаимные превращения — главный факт их существования.

Большинство элементарных частиц нестабильно и превращается самопроизвольно с течением времени в другие частицы; исключение составляют фотон, электрон, протон и нейтрино.

3. Все частицы имеют двойников — античастицы. Например, по отношению к электрону античастицей является позитрон. Частица и античастица имеют одинаковые массы, а их заряды противоположны по знаку. При столкновении частицы с античастицей они исчезают (аннигилируют), превращаясь в другие частицы. Аннигиляция позитрона и электрона сопровождается рождением двух (или трех) гамма-квантов.

4. Число открытых элементарных частиц в 70-е гг. составило несколько десятков. Кроме того, обнаружено более двухсот короткоживущих частиц — резонансов (со временем жизни порядка 10^-23 с). В связи с этим была высказана гипотеза, согласно которой все сильно взаимодействующие элементарные частицы построены из более фундаментальных частиц — кварков.

5. Кварки были обнаружены внутри протонов и нейтронов при наблюдении рассеяния электронов и нейтрино больших энергий на нуклонах. Однако в свободном состоянии кварки не найдены, и, по-видимому, расщепить нуклоны и другие частицы на кварки невозможно, так как силы взаимодействия кварков не убывают, а, напротив, увеличиваются по мере удаления их друг от друга.