Элементарные частицы. § 90. Классификация элементарных частиц → номер 98
1. Дайте определения элементарных и фундаментальных частиц.
Фундаментальные частицы — это элементарные бесструктурные единицы, которые до настоящего времени не удалось описать как составные.
Элементарные частицы — это микрообъекты, которые невозможно расщепить на составные части.
2. Чем отличаются фермионы от бозонов?
Тем, что бозоны — это частицы с целым спином, а фермионы — это частицы с полуцелым спином.
3. Сформулируйте принцип Паули. Как распределяются фермионы по энергетическим состояниям?
Принцип Паули:
В одном и том же энергетическом состоянии могут находится не более двух фермионов с противоположными спинами. Наиболее вероятно при наличии одного фермиона, что он расположится в состоянии с минимальной энергией Е1, и его спиновое число будет s = 1/2. Спин фермиона может иметь две ориентации, поэтому s = 0 или s = 1. Спиновое число системы из трех фермионов равно 1/2 или 3/2.
4. Сформулируйте принцип зарядового сопряжения. Как была обнаружена первая античастица — позитрон?
Принцип зарядового сопряжения: для каждой частицы должна существовать античастица.
Позитрон был обнаружен Карлом Андерсеном. Он фотографировал в камере Вильсона траектории частиц космических лучей и обнаружил трек, который принадлежал частице с массой электрона. Результаты опыта показали, что частица движется снизу вверх и обладает положительным зарядом, равным по модулю заряду электрона. Античастицу электрона назвали позитроном.
5. Охарактеризуйте такие процессы взаимопревращения частиц, как аннигиляция и рождение пары.
Аннигиляция — это процесс взаимодействия частицы с ее античастицей, в результате чего они превращаются в γ-кванты (фотоны) электромагнитного поля или другие частицы.