Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Částicová fyzika – kvarkový model dds ddd udduuduuu uds uus dssuss S=0 S=-1 S=-2 S=-3 Q=-1 Q=0 Q=1 Q=2 sss Nedostatky kvarkového modelu : • Nebyly nikdy.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Částicová fyzika – kvarkový model dds ddd udduuduuu uds uus dssuss S=0 S=-1 S=-2 S=-3 Q=-1 Q=0 Q=1 Q=2 sss Nedostatky kvarkového modelu : • Nebyly nikdy."— Transkript prezentace:

1 Částicová fyzika – kvarkový model dds ddd udduuduuu uds uus dssuss S=0 S=-1 S=-2 S=-3 Q=-1 Q=0 Q=1 Q=2 sss Nedostatky kvarkového modelu : • Nebyly nikdy pozorovány samostatné kvarky • Porušoval Pauliho vylučovací princip

2 Částicová fyzika – kvarkový model O. Greenberg navrhuje řešení problému s Pauliho vylučovacím principem zavedením nové kvantové vlastnosti kvarků – barvy. Má-li každý kvark v dané částici (uuu, ddd, sss) jinou barvu, nejsou identické a Pauliho vylučovací princip se na něj nevztahuje. u ds uuudddsss

3 Částicová fyzika – kvarkový model u u d u d d Vlastnost „barevnost“ u složených částic nepozorujeme, neboť tři různé barvy či barva a antibarva dá dohromady „bílou“ – bezbarvou částici. Neutron Proton ud π-π- du π+π+ Pozn.: kvantová vlastnost „barva“ samozřejmě nemá nic společného s optickými jevy.

4 Částicová fyzika – objev J/Ψ Zavedení barev kvarků vyřešilo problém s Pauliho vylučovacím principem a zároveň naznačilo, proč nelze pozorovat samostatné kvarky – pokud pozorovatelné objekty (částice) musí být bezbarvé, pak je možné spojovat kvarky po dvou (barva-antibarva) nebo po třech (tři barvy nebo tři antibarvy), ne však čtyřech či po jednom. Nutnost „bezbarvosti“ pozorovatelných částic byla ale spekulace a kvarkový model nebyl podložen experimentálně. Mezi roky 1964 – 1974 se o kvarcích v „lepší fyzikální společnosti“ nemluvilo. S. C. C. Ting Burton Ritcher Objev J/Ψ r. 1974, Nobelova cena r. 1976

5 Částicová fyzika – objev J/Ψ • Elektricky neutrální • Extrémně těžká (3.1 GeV) • Extrémní doba života ( s) Obdobně těžké částice (mezony) mají typickou dobu života s, tato částice žije tedy 1000x déle, než srovnatelné částice. To je jako objevit kdesi v Andách vesničku, ve které se lidé dožívají běžně let. To nemůže být nějaká anomálie, ale známka úplně nových, doposud neznámých biologických jevů. Objev J/Ψ tedy znamenal převrat ve fyzice částic. Tento objev je často označován jako Listopadová revoluce.

6 O vlastnostech J/Ψ se v měsících po jeho objevu hodně diskutovalo, nicméně zcela vyhovující vysvětlení podal kvarkový model: Částicová fyzika – objev J/Ψ J/Ψ je vázaný stav nového kvarku a antikvarku. Tento kvark byl označen jako půvabný (charm). Vázaný stav cc by dle kvarkového měl mít opravdu tak dlouhý život, jak bylo naměřeno.

7 Částicová fyzika – kvarkový model Existence nového kvarku (c) impikuje existenci mnoha nových částic: (dss) Ξ- Ξ 0 (uss) (sss) (dds) Σ- Σ+ (uus) (ddd) Δ- Δ++ (uuu) Δ 0 (ddu) Δ+ (duu) cus cdd ccd ccc ccu cuu cud ccs css cds c=0c=0 c=1c=1 c=2c=2 c=3c=3

8 Částicová fyzika – standardní model RodinaČásticeSymbolm (MeVc -2 ) Náboj (e) Anti- částice Elektronová elektron e-e e+e+ elektronové neutrino < Mionová mion mionové neutrino < Tauonová tauon 1777 tauonové neutrino < Leptony Současné vědomosti o elementárních částicích shrnuje tzv. Standardní model. Elementární se zde rozumí taková částice, u které nelze pomocí současných experimentálních metod pozorovat vnitřní strukturu.

9 Částicová fyzika – standardní model ČásticeSymbolm (MeVc -2 ) Náboj (e) Anti- částice Horní (Up)u5+ 2/3u Dolní (Down)d10- 1/3d Půvabný (Charm)c /3c Podivný (Strange)s200- 1/3s Pravdivý (Truth)t≈ /3t Krásný (Beauty)b /3b Kvarky Současné vědomosti o elementárních částicích shrnuje tzv. Standardní model. Elementární se zde rozumí taková částice, u které nelze pomocí současných experimentálních metod pozorovat vnitřní strukturu.

10 Částicová fyzika – standardní model Jak to všechno drží pohromadě? Elektromagnetická Silná Slabá Gravitační 4 základní interakce Elmg., silnou a slabou interakci lze vysvětlit pomocí výměny určitých druhů částic částic - mediátorů

11 Částicová fyzika – standardní model e- • Interakce vysvětlena výměnou částic (mediátorů) • Kvantová teorie pole • Feynmanovy diagramy

12 Částicová fyzika – standardní model Elektromagnetická • Reaguje na elektrický náboj • Nekonečný dosah • Odpudivá i přitažlivá • Nosičem (mediátorem) je foton

13 Částicová fyzika – standardní model Silná • Reaguje na barvu • Krátký dosah • Přitažlivá, odpudivá pouze na velmi krátké vzdálenosti • Nosičem (mediátorem) je gluon Silná interakce drží pohromadě kvarky v částicích, její zbytková forma pak drží pohromadě atomová jádra.

14 Částicová fyzika – standardní model Neexistují volné barevné částice – za což může jev uvěznění kvarků. Budeme-li se snažit uvolnit kvark z nitra nukleonu, poroste síla, kterou je v něm vázán. Pokud při „oddalování“ kvarku dodáme dostatečnou energii, vytvoří se pár kvark – antikvark, který se naváže k původním tak, že vzniknou dvě nové bezbarvé částice. Analogii vidíme při natahování pružiny. Pokud pružinu natáhneme moc, praskne a zbudou nám pružiny dvě.

15 Částicová fyzika – kvarkový model Slabá • Reaguje na typ kvarku či leptonu (někdy označováno jako chuť - flavor) • Krátký dosah • Odpudivá, neexistují stabilní systémy vázané slabou interakcí. Je zodpovědná za některé rozpady částic • Nosičy (mediátory) jsou tzv. intermediální bozony

16 Částicová fyzika – standardní model Mediátorm (GeVc -2 )Náboj (e) foton00 gluon00 W W-80.4 ZoZo graviton00


Stáhnout ppt "Částicová fyzika – kvarkový model dds ddd udduuduuu uds uus dssuss S=0 S=-1 S=-2 S=-3 Q=-1 Q=0 Q=1 Q=2 sss Nedostatky kvarkového modelu : • Nebyly nikdy."

Podobné prezentace


Reklamy Google