Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
§ 1.2.2. Фермионы
Ядро атома любого элемента периодической системы представляет собой совокупность положительных протонов и нейтральных нейтронов (нуклонов), за исключением атома водорода, ядром которого оказывается один единственный протон (рис. 1.22).
Неклассическая физика открыла, что нуклоны также являются составными объектами, состоящими из менее массивных частиц. А, вот, отрицательно заряженный электрон является фундаментальной (неделимой) частицей, представляющей собой один из лептонов (табл. 1.1) – фундаментальных частиц, не участвующих в сильном взаимодействии между нуклонами и между составными их частями.
Таблица 1.1
Свойства лептонов
|
№ |
Название |
Условное |
Заряд в единицах заряда |
Масса в единицах, а.е.м. |
Спин |
Примечание |
|
1 |
Электрон |
е– |
–1 |
5,5∙10–4 |
± 1/2 |
ħ = где h –постоянная Планка (h = 6,6∙10–34 Дж/Гц) из уравнения Е = h∙ν, Е – энергия фотона, ν – частота его колебаний |
|
2 |
Электронное нейтрино |
νе |
0 |
± 1/2 |
||
|
3 |
Мюон |
µ– |
–1 |
1,1∙10– |
± 1/2 |
|
|
4 |
Мюонное нейтрино |
νµ |
0 |
2,0∙10–4 |
± 1/2 |
|
|
5 |
Тау-лептон |
τ– |
–1 |
1,9∙100 |
± 1/2 |
|
|
6 |
Тау-нейтрино |
ντ |
0 |
± 1/2 |
,Причём, для каждого лептона, есть соответствующий антилептон. Например, античастицей электрона является позитрон (е+), античастицей электронного нейтрино, электронное антинейтрино (νе) и так далее.
Протоны и нейтроны состоят из кварков – фундаментальных (неделимых) частиц, которые «склеиваются» невещественными неделимыми (фундаментальными) глюонами (рис. 1.23).
Протон Нейтрон
Рис. 1.23. Глюонно-кварковое строение протона и нейтрона
В настоящее время открыты 6 сортов (ароматов) кварков (табл. 1.2), образующих вместе с глюонами различные элементарные частицы.
Таблица 1.2
Свойства кварков
|
№ п/п |
Условное обозначение |
Этимология |
Перевод |
Заряд в единицах заряда протона |
Масса в единицах, а.е.м. |
Спин в единицах ħ |
|
1 |
U |
up |
верхний |
+2/3 |
2,5∙10–3 |
±1/2 |
|
2 |
d |
down |
нижний |
–1/3 |
5,2∙10–3 |
±1/2 |
|
3 |
S |
strange |
странный |
–1/3 |
1,0∙10–1 |
±1/2 |
|
4 |
C |
очарованный |
+2/3 |
1,4∙100 |
±1/2 |
|
|
5 |
b |
beauty |
прелестный |
–1/3 |
4,5∙100 |
±1/2 |
|
6 |
t |
truth |
истинный |
+2/3 |
1,9∙102 |
±1/2 |
Каждому кварку соответствует антикварк. Поскольку и лептоны и кварки обладают одинаковым спином (s = ±1/2ħ), то они были объединены в общий класс частиц, который называют «ФЕРМИОНЫ».