 |
Астронет: Patricia Schwarz/CalTech Перевод "Официального Сайта Теории Суперструн" http://variable-stars.ru/db/msg/1199352/experiments/exper2.html |
<< Краткая история экспериментов в физике элементарных частиц
| Оглавление | Объединение и масштабы >>
Стандартная Модель как она есть
Комбинируя некоторые теоретические представления и экспериментальные данные, можно построить
математическую модель, которая описывала бы известные элементарные (и не только элементарные) частицы
и объясняла бы их свойства. Такая модель была разработана и названа Стандартной Моделью. С
экспериментальной точки зрения Стандартная Модель подтверждена на все 100% (прим. перев.
правда, есть феномены, не укладывающиеся в рамки Стандартной Модели, например, осцилляции нейтрино).
В рамках Стандартной Модели все элементарные частицы можно разделить на два класса - бозоны (частицы,
которые являются переносчиками взаимодействий) и фермионы (частицы, из которых состоит привычная нам
материя). Спин бозонов равен 0, 1 или 2, а фермионов 1/2.
Частицы, являющиеся переносчиками взаимодействий
| Название |
Спин |
Заряд |
Масса
|
Наблюдался? |
| Гравитон |
2 |
0 |
0 |
еще нет |
| Фотон |
1 |
0 |
0 |
да |
| Глюон |
1 |
0 |
0 |
косвенно |
| W+ |
1 |
+1 |
80 ГэВ |
да |
| W- |
1 |
-1 |
80 ГэВ |
да |
| Z0 |
1 |
0 |
91 ГэВ |
да |
| Хиггс |
0 |
0 |
> 78 ГэВ |
еще нет |
В таблице выше перечислены элементарные частицы, которые, согласно Стандартной Модели, должны
переносить четыре известные нам взаимодействия. Необходимо отметить, что фактически гравитон не
является частью Стандартной Модели, но, тем не менее, мы включим его в рассмотрение. Фактически
гравитация и Стандартная Модель несовместимы, и это одна из причин, по которой все больше внимания
уделяется теории струн.
Когда говорят, что кварки и глюоны наблюдаются косвенно, имеют в виду, что есть свидетельства
того, что они существуют в составе адронов. Сами по себе ни те, ни другие не наблюдались. В теории
кварков и глюонов (КХД - Квантовой ХромоДинамике - прим. перев.)
считается, что они заключены внутри адронов и не могут наблюдаться по-отдельности в принципе
(это называется конфайнмент - прим. перев.), кроме, возможно, очень высоких температур
и плотностей, условий, которые были во Вселенной сразу после Большого Взрыва.
"Строительные блоки" материи
В Стандартной Модели фермионы, частицы из которых состоит вся привычная нам материя, разделены на три поколения. Таким образом, каждая из групп - кварки с зарядом 2/3, кварки с зарядом -1/3, электрон, мюон и тау-лептон, а также их нейтрино, состоят из трех частиц. В каждой группе в таблице частицы представлены по возрастанию массы.
Теоретическая физика на данный момент не может объяснить почему существуют именно три поколения "строительных блоков" вещества. Может быть, на этот вопрос сможет дать ответ теория струн.
| Название |
Спин |
Заряд |
Масса
|
Наблюдался? |
| Электрон |
1/2 |
-1 |
512 кэВ |
Да |
| Мюон |
1/2 |
-1 |
100 МэВ |
Да |
| Тау-лептон |
1/2 |
-1 |
1.8 ГэВ |
Да |
| Название |
Спин |
Заряд |
Масса
|
Наблюдался? |
| Электронное нейтрино |
1/2 |
0 |
0? |
Да |
| Мюонное нейтрино |
1/2 |
0 |
менее 170 кэВ |
Да |
| Тау-нейтрино |
1/2 |
0 |
менее 17 ГэВ |
Да |
| Название |
Спин |
Заряд |
Масса
|
Наблюдался? |
| u-кварк |
1/2 |
2/3 |
5 МэВ |
Косвенно |
| c-кварк |
1/2 |
2/3 |
1.4 ГэВ |
Косвенно |
| t-кварк |
1/2 |
2/3 |
174 ГэВ |
Косвенно |
| Название |
Спин |
Заряд |
Масса
|
Наблюдался? |
| d-кварк |
1/2 |
-1/3 |
9 МэВ |
Косвенно |
| s-кварк |
1/2 |
-1/3 |
170 МэВ |
Косвенно |
| b-кварк |
1/2 |
-1/3 |
4.4 ГэВ |
Косвенно |
<< Краткая история экспериментов в физике элементарных частиц
| Оглавление | Объединение и масштабы >>