Нужна помощь в написании работы?

Физики установили, что атом также имеет сложную структуру и состоит из электронной оболочки и ядра. Ядра в свою очередь состоят из протонов и незаряженных частиц нейтронов (нуклоны). Непонятно, почему ядро не разваливается, хотя протоны расталкивают друг друга будучи одноименно заряженными частицами. Атом имеет размер ~10–8 см,  ядро ~10–13 см, масса протона и нейтрона примерно в 1837 раз больше массы электрона. Для обоснования факта существования атомных ядер ввели новый вид сил – сильное взаимодействие для нуклонов (протонов и нейтронов). Причем, эта сила примерно в 100 раз превосходит кулоновское (электромагнитное) взаимодействие.

За счет этих сил в недрах Солнца и звезд непрерывно идут термоядерные реакции с превращением водорода в гелий (на Солнце). Характер сильного взаимодействия проясняет кварковая модель Гелл-Мана (1963). По ней все элементарные частицы состоят из кварков, в том числе нуклоны.

Кварки – это фермионы (полуцелый спин, то есть спиновое квантовое число) с дробным электрическим зарядом  е,   (е – заряд электрона). Считают, что существует шесть разновидностей кварков, отличающихся «ароматом»: u – верхний, d – нижний, o – очарованный, s – странный, b – красивый, t – истинный. Их комбинации дают любую элементарную частицу (например, протон – это uud, нейтрон udd и т.д.).

Переносчиком взаимодействия здесь являются глюоны (для электромагнитного поля – фотоны, для гравитационного – гравитоны). Глюоны не имеют массы покоя и электрического заряда, как и фотоны.

Слабое взаимодействие обуславливает распад протонов и нейтронов. Нейтроны неустойчивы, поэтому идет реакция    с превращением нейтрона в протон, электрон и антинейтрино, протон же распадается на нейтрон, позитрон и нейтрино. Слабое взаимодействие возникает между лептонами - электронами, нейтрино, мюонами, тауонами.

Радиус действия слабого взаимодействия ~10–16 см. Оно слабее электромагнитного, но намного сильнее гравитационного. Слабое взаимодействие передается частицами – бозонами   и Z0.  Масса их ~ в 100 раз больше массы протона:

 имеет заряд ±e, массу 85 mp,

Z0 – частицы не имеют заряда, но масса их 95 mp.

Внимание!
Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.

Без этих частиц было бы невозможно образование сложных систем, без кварков не было бы ядер, без лептонов не было бы атомов, химических элементов, жизни.

В Теории Великого Объединения (ТВО), созданной Саламом, Вайнбергом (1967), энергия объединения электрослабого и сильного взаимодействия связана с частицами – переносчиками лептокварками. Их масса (энергия) составляет ~1015 ГэВ, именно она – прародитель (преон), сыгравший важнейшую роль в рождении вещества сразу после возникновения Вселенной.

Остановимся на понятии суперсилы. В Теорию Великого Объединения входили и монополи (магнитные). Их масса громадна в сравнении с массой нуклонов. Поэтому при аннигиляции монополя и антимонополя выделялась бы гигантская энергия (бинарное оружие). Возникла идея суперсимметрии со спином – ее основой. Эта суперсимметрия соответствует превращению фермиона в бозон и наоборот. То есть она связывает в одно семейство частицы с разными спинами.

Включить в суперсилу теорию гравитации можно лишь при наличии гравитона со спином 2 и, в частности, частиц со спином 3/2 (последних пока опыт не обнаружил). Описание гравитации на языке суперсимметрии называют супергравитацией – такой вариант теории требует существования загадочных частиц «гравитино» и именно со спином 3/2.

Если такие частицы найдут, то идея о суперсиле будет подтверждена. Теоретически это направление суперсимметрии рассматривают как супергравитацию N = 8. В это семейство N = 8 входит 163 частицы: 70 – со спином 0, 56 – со спином 1/2, 28 – со спином 1 и 8 – со спином 3/2, 1 гравитон со спином 2.

Кроме того, она дает описание полей и вещества с использованием квантовых законов.

Поделись с друзьями