Головна Головна -> Реферати українською -> Географія -> Теорії елементарних частинок

Теорії елементарних частинок

Назва:
Теорії елементарних частинок
Тип:
Реферат
Мова:
Українська
Розмiр:
11,95 KB
Завантажень:
297
Оцінка:
 
поточна оцінка 5.0


Скачати цю роботу безкоштовно
Пролистати роботу: 1  2  3  4  5  6  7 
Теорії елементарних частинок
План
1. Квантова електродинаміка
2. Теорія кварків
3. Теорія електрослабкої взаємодії
4. Квантова хромодинаміка
5. На шляху до великого об'єднання

Квантова електродинаміка
Квантова механіка дозволяє описувати рух елементарних частинок, але не їх виникнення або знищення, тобто застосовується лише для описування систем з незмінною кількістю частинок. Узагальненням квантової механіки є квантова теорія поля — це квантова теорія систем з нескінченною кількістю ступенів свободи (фізичних полів), яка враховує вимоги і квантової механіки, і теорії відносності. Потреба в такій теорії пояснюється квантово-хвильовим дуалізмом, існуванням хвильових властивостей у всіх частинок. У квантовій теорії поля взаємодію трактують як результат обміну квантами поля, а польові величини оголошуються операторами, які пов'язують з актами народження й знищення квантів поля, тобто частинок.
У середині XX ст. було створено теорію електромагнітної взаємодії — квантову електродинаміку (КЕД). Це продумана до найдрібніших деталей і оснащена досконалим математичним апаратом теорія взаємодії заряджених елементарних частинок (насамперед, електронів або позитронів) шляхом обміну фотонами. У КЕД для опису електромагнітної взаємодії використовується поняття віртуального фотона. Ця теорія задовольняє основним принципам як квантової теорії, так і теорії відносності.
У центрі теорії — аналіз актів випромінювання або поглинання одного фотона однією зарядженою частинкою, а також анігіляції електрон-позитронної пари у фотон або породження фотонами такої пари.
Якщо в класичному описі електрони уявляються у вигляді твердої точкової кульки, то в КЕД електромагнітне поле, яке оточує електрон, розглядається як хмара віртуальних фотонів, що невідступно рухається разом з електроном, оточуючи Його квантами енергії. Фотони виникають і зникають дуже швидко, а електрони рухаються в просторі не по цілком визначених траєкторіях. Ще можна тим чи іншим способом визначити початкову й кінцеву точки шляху — до і після розсіювання, але сам шлях у проміжку між початком і кінцем руху залишається невизначепим.
Розглянемо, наприклад, акт випромінювання (віртуального) фотона електроном. Після того, як електрон випромінює фотон, той породжує (віртуальну) електрон-позитронну пару, що може анігілювати з утворенням нового фотона. Останній може бути поглинутим вихідним електроном, але може породити нову пару й т.д. Таким чином, електрон вкривається хмарою віртуальних фотонів, електронів і позитронів,

Опис взаємодії за допомогою частинки-носія в КЕД призвів до розширення поняття фотона. Уводяться поняття реального (кванта видимого нами світла) і віртуального (швидкоплинного, примарного) фотона, якого "бачать" тільки заряджені частинки, котрі зазнають розсіювання.
Щоб перевірити, як узгоджується теорія з реальністю, фізики зосередили увагу на двох ефектах, які викликали особливий інтерес. Перший стосувався енергетичних рівнів атома водню — найпростішого атома. Згідно з КЕД, рівні повинні бути злегка змішеними щодо положення, яке 6 вони займали за умови відсутності віртуальних фотонів. Друга вирішальна перевірка КЕД стосувалася надзвичайно малої поправки щодо власного магнітного моменту електрона. Теоретичні й експериментальні результати перевірки КЕД збігаються надзвичайно точно — більш як дев'ять знаків після коми. Настільки вражаюча відповідність дає право вважати КЕД найбільш досконалою з усіх наявних природничо-наукових теорій. За створення КЕД С. Томанага, Р. Фейнман і Дж. Швінгер були визнані гідними Нобелівської премії за 1965 р. Великий внесок у становлення КЕД належить і видатному фізику-теоретику Л. Д. Ландау
Після подібного тріумфу КЕД було прийнято як модель для квантового опису трьох інших фундаментальних взаємодій. Зрозуміло, полям, пов'язаним з іншими взаємодіями, повинні відповідати інші частинки-носії.
Теорія кварків
Термін "кварк" обрано зовсім не довільно. У романі Дж. Джонса "Поминки за Фіннеганом" героєві сниться сон, у якому чайки, що ширяють над бурхливим морем, кричать різкими голосами: "Три кварки для містера Марка!" Така довільність цілком співзвучна з абстрактно-ненаочним характером понять сучасних фізичних теорій.

Завантажити цю роботу безкоштовно
Пролистати роботу: 1  2  3  4  5  6  7 



Реферат на тему: Теорії елементарних частинок

BR.com.ua © 1999-2017 | Реклама на сайті | Умови використання | Зворотній зв'язок