§ 57. Элементарные частицы

Какие элементарные частицы вам известны?

1. Частицы, которые невозможно разделить на составные части, называют элементарными.

Ещё в XIX в. элементарными считались атомы. Их внутренняя структура — ядро и электроны — была обнаружена в опытах Э. Резерфорда в начале XX в. Вскоре стало известно, что и ядро состоит из отдельных частиц — протонов и нейтронов. Поэтому до 1932 г. считалось, что элементарными частицами являются электрон, протон и нейтрон. Отнесли к числу элементарных частиц и фотон.

Однако позже было обнаружено, что нейтрон, распадаясь, превращается в протон, электрон и ещё одну очень лёгкую электрически нейтральную частицу, названную нейтрино (в переводе с итальянского — «нейтрончик»). В 1935 г. X. Юкава предсказал существование мезонов, которые вскоре были экспериментально обнаружены. Началась эпоха открытия всё новых и новых элементарных частиц.

На сегодняшний день обнаружено около 400 различных элементарных частиц.

2. Теоретические исследования в области ядерной физики прогнозировали существование совершенно необычных частиц. Так, ещё в 1928 г. П. Дирак, один из основоположников квантовой физики, предсказал возможность существования «двойника» электрона, т. е. частицы со всеми характеристиками электрона, но имеющей положительный заряд. Эту частицу назвали позитроном, и в 1932 г. она была экспериментально обнаружена в космическом излучении.

В дальнейшем было установлено, что у всех элементарных частиц есть античастицы. Были обнаружены антипротон и антинейтрон и другие античастицы.

Из античастиц могут возникать атомы. Например, в атоме «антиводорода» вокруг отрицательно заряженного антипротона вращается положительно заряженный позитрон. Физические и химические свойства «антиатомов» совершенно тождественны своим естественным двойникам.

Следует особо подчеркнуть, что античастицы и антиатомы — такие же реальные частицы, как и их двойники. В 1969 г. на одном из ускорителей под Москвой российские физики получили ядра атомов антигелия. Иначе говоря, возможность существования антивещества — это объективная реальность, познание которой ещё только начинается.

Окончание >>>