Концепции современного естествознания. Александр Садохин
Читать онлайн книгу.
предметами и явлениями макромира. Поиски новых способов описания микрообъектов содействовали созданию концепции элементарных частиц.
Согласно этой концепции, основными элементами структуры микромира выступают микрочастицы материи, которые не являются ни атомами, ни атомными ядрами, не содержат в себе каких-либо других элементов и обладают наиболее простыми свойствами. Такие частицы были названы элементарными, т. е. самыми простыми, не имеющими в себе никаких составных частей.
После того как было установлено, что атом является не последним «кирпичиком» мироздания, а построен из более простых элементарных частиц, поиск таких фундаментальных частиц занял главное место в исследованиях физиков. История их открытия началась в конце XIX в., когда в 1897 г. английский физик Д. Томсон открыл первую элементарную частицу – электрон. История открытия всех известных сегодня элементарных частиц прошла в два этапа.
Первый этап приходится на 1930–1950-е гг. К началу 1930-х гг. были открыты протон и фотон, в 1932 г. – нейтрон, спустя четыре года – первая античастица: позитрон, которая по массе равна электрону, но имеет положительный заряд. К концу этого периода стало известно о 32 элементарных частицах, причем каждая новая частица была связана с открытием принципиально нового круга физических явлений.
Второй этап приходится на 1960-е гг., кода общее число известных частиц превысило 200. На этом этапе основным средством открытия и исследования элементарных частиц стали ускорители заряженных частиц. В 1970–1980-е гг. поток открытий новых элементарных частиц усилился, и ученые заговорили о семействах элементарных частиц. На данный момент науке известно более 350 элементарных частиц, различающихся массой, зарядом, спином, временем жизни и рядом других физических характеристик.
Все элементарные частицы обладают общими свойствами. Одно из них – свойство корпускулярно-волнового дуализма, т. е. наличие у всех микрообъектов как свойств волны, так и свойств вещества.
Другим общим свойством является наличие почти у всех частиц (кроме фотона и двух мезонов) своих античастиц. Античастицы – элементарные частицы, схожие с частицами по всем признакам, но отличающиеся противоположными знаками электрического заряда и магнитного момента. После открытия большого числа античастиц ученые заговорили о возможности существования антивещества и даже антимира. При соприкосновении вещества с антивеществом происходит процесс аннигиляции – превращение частиц и античастиц в фотоны и мезоны больших энергий (вещество превращается в излучение).
Еще одним важным свойством элементарных частиц является их универсальная взаимопревращаемость. Этого свойства нет ни в макро-, ни в мегамире.
5.2. Классификация элементарных частиц
Элементарные частицы являются основными «кирпичиками», из которых состоят как материя, так и поле. При этом все они неоднородны: одни являются составными (протон,