– Standardní model – Základních částic a interakcí

Prezentace na téma: "– Standardní model – Základních částic a interakcí"— Transkript prezentace:

1 – Standardní model – Základních částic a interakcí

2 Atom název – „Dále nedělitelný“ atomové jádro a atomový obal
rozměry cca m elektricky neutrální

3 Atomové jádro nejhmotnější část atomu – cca 99% hmotnosti atomu
relativně stabilní nukleony – protony a neutrony rozměry cca m kladně nabité

4 Nukleony a kvarky hmotnost protonu je 0.938 GeV/c2 = 1.67 x 10-27 kg
nukleony nejsou elementární – mají vnitřní strukturu - jsou tvořeny částicemi zvanými kvarky rozměry cca m kdyby protony a neutrony měly průměr 10 cm, kvarky a elektrony by byly menší než 0.+ mm a celý atom by měl průměr kolem 10 km

5 Standardní model podruhé

6 Podle spinu dělíme částice do dvou skupin: fermiony a bosony
Částice s neceločíselným spinem (liché násobky ½) elementární částice kvarky a leptony Bosony Částice s celočíselným spinem Pozn.: Spin představuje kvantový stav částice, na němž závisí, jak se bude částice orientovat ve vnějším magnetickém poli.

7 Fermiony Kvarky jejich náboj je neceločíselným násobkem elementárního náboje (Qu = 2/3, Qd = -1/3) nevyskytují se samostatně, ale pouze ve vázaných stavech - pár kvark – antikvark → mezony - 3 kvarky → baryony - sešt „vůní“ (druhů) – u, d, c, s, t, b Leptony celočíselný elektrický náboj působí na sebe slabými slami

8 Klidová hmotnost (MeV)
Fermiony Tabulka kvarků Symbol Vůně Klidová hmotnost (MeV) Elektrický náboj Izospin Podivnost Půvab Krása Pravda Antičástice d dolů (angl. down) 4 - 8 u nahoru (angl. up) 1,5 - 4 s podivný (angl. strange) − 1 c půvabný (angl. charm) + 1 b krásný (angl. beauty), popř. spodní (bottom) t pravdivý (angl. truth), popř. horní (top) ± 1800

9 Bosony - intermediální částice – zprostředkovávají vzájemné silové působení (interakci) částic

10 Hmota a antihmota Ke každému typu částice existuje odpovídající typ antičástice Částice a antičástice – stejná hmotnost a spin, opačné náboje Některé elektricky neutrální bosony jsou samy sobě antičásticí Tvůrci seriálu StarTrek využili antihmotu jako zbraň i jako pohon

11 Interakce

12 Interakce mezi částicemi
Silná - drží kvarky uvnitř protonu, neutron - působí - mezi kvarky - mezi protony a neutrony v atomovém jádře (tzv. zbytková interakce) Slabá - způsobuje rozpad neutronu, beta rozpad jader - působí na leptony (jediná interakce, které se můžou účastnit neutrina)

13 Interakce mezi částicemi
Elektromagnetická - působí na částice s elektrickým nábojem - sjednocení elektrické a magnetické Gravitační - působí mezi částicemi s nenulovou hmotností - v mikrosvĕtĕ je v porovnání s ostatními interakcemi mnohem slabší - zatím nezahrnuta ve Standardním modelu (modelu popisující elementární částice a interakce mezi nimi)

14 intermediální částice
Interakce mezi částicemi Interakce intermediální částice hmotnost dosah Elektro-magnetická foton 0 GeV/c2 nekonečno silná gluony 10-15 m slabá W, Z 80, 91 GeV/c2 10-18 m gravitační graviton

15 Interakce mezi částicemi

16 Teorie sjednocování sil
Elektro-magnetická Elektroslabá Velké sjednocení Slabá Teorie všeho Silná Gravitační

17 Higgsův boson

18 Higgsův bosson - Teoreticky předpokládaná částice - svatý grál fyziků,
Antihiggsův boson - Když Higgsův bosom nenajdou, bude vyloučena momentálně nejdokonalejší teorie všeho (podla vědce Higgse), a fyzici budou muset vystoupit s novou teorií, která se opět bude muset dokázat

19 Podivnost :-) Podivnost byla zavedena proto, aby bylo možné objasnit skutečnost, že některé částice (např. kaony) s očekávaným velmi rychlým rozpadem pod vlivem silné interakce se ve skutečnosti rozpadaly velmi pomalu. Pro podivnost se používá symbol S. Podivnost úzce souvisí s přítomností podivných kvarků, tzn. kvarků s nacházejících se v částici. Podivný kvark s má podivnost -1, jeho antičástice má podivnost +1 a ostatní kvarky mají podivnost 0. Podivnost složené částice je pak součtem podivností jednotlivých kvarků. Podivnost se zachovává při silných a elektromagnetických interakcích. Při slabých interakcích se podivnost nezachovává, neboť při slabých interakcích dochází ke změně podivnosti o .

20 Poděkování