Particulă elementară

Model standard al particulelor elementare

În fizica particulelor o particulă elementară este o particulă indivizibilă care nu este compusă din particule mai simple. ^[1]

Particulele elementare care alcătuiesc universul pot fi împărțite în materie de particule, de tip fermionic ( quark , electroni și neutrini , toate cu masă ) și forță de particule, de tip bosonic , purtătoare a forțelor fundamentale existente în natură ( fotoni și gluoni , fără masă și bosonii W și Z mase ). Modelul standard are în vedere mai multe alte particule instabile care există în anumite condiții pentru o perioadă variabilă, dar foarte scurtă, înainte de a se descompune în alte particule . Printre acestea există cel puțin un boson Higgs , care joacă un rol foarte special.

Istorie

Până la începutul secolului al XIX-lea se credea că atomul este elementul constitutiv al materiei și, prin urmare, indivizibil prin definiție. Descoperirea de către fizica atomică că atomul are propria sa structură internă, adică este compus din particule subatomice mai simple, a dat naștere teoriei atomice și, prin urmare, fizicii nucleare și fizicii particulelor .

După descoperirile de electroni , protoni și neutroni , începând cu anii treizeci , numărul și tipul de particule elementare au crescut continuu, conducând din anii șaizeci la introducerea așa-numitului model standard, care descrie toate particulele cunoscute și trei dintre cele patru interacțiuni fundamentale . și anume interacțiunea electromagnetică , interacțiunea puternică și interacțiunea slabă .

Electronul

În 1897 Lord Kelvin scria că „ electricitatea este un lichid omogen continuu”. Aceste considerații au devenit inutile atunci când, în același an, Joseph John Thomson a realizat celebrul său experiment cu care a determinat raportul e / m între sarcina electrică și masa razelor catodice .

Razele catodice, definite astfel încât sunt emise de un catod , atunci când trec printr-un condensator suferă o anumită abatere, a cărei direcție arată că sarcina purtată de fascicul este negativă. La fel se întâmplă dacă razele sunt supuse unui câmp magnetic . Prin compensarea deflexiunilor produse de câmpurile electrice și magnetice, Thomson a calculat viteza fasciculului. Amplitudinea de îndoire produsă de fiecare câmp separat i-a permis, de asemenea, să evalueze e / m , raportul dintre sarcină și masa componentelor fasciculului.

Valoarea e / m pe care Thomson a obținut-o pentru razele catodice a fost foarte mare: aceasta implica particule cu masă foarte mică în comparație cu sarcina. Această particulă a fost numită electron , simbol și , din grecul elektron , chihlimbar .

Descoperirea nucleului atomic

În 1911, Ernest Rutherford , bombardând o foaie subțire de metal cu radiație alfa , a adus dovezi experimentale care arată că aproape toată masa atomilor este conținută într-un mic nucleu atomic cu un diametru de 10 de ⁵ ori mai mic decât atomul în sine. Regiunea exterioară este deci ocupată de electroni Thomson, toți identici unul cu celălalt, dar nucleii atomici diferă unul de altul atât în masă, cât și în sarcină electrică.

Cel mai ușor nucleu, cel al hidrogenului, are o singură sarcină electrică pozitivă, iar toate celelalte nuclee au sarcini pozitive care sunt multipli întregi ai acelei hidrogen. Prin urmare, s-a presupus că nucleul era compus din acele particule, oricare ar fi acestea, din care nucleul de hidrogen avea o probă. A fost botezat de protonul Rutherford, simbol $p$ ${\ displaystyle p}$ $p$ , din protonul grecesc, formă neutră de protos , „primul”.

Cu toate acestea, era clar că nucleele cu mai mulți protoni se vor dezintegra din cauza forței de repulsie electrostatică , astfel încât, pentru a fi stabil, era necesar fie o particulă stabilizatoare, fie o altă forță decât cea electrică, de o asemenea intensitate pentru a contracara repulsia. De fapt, ambele ipoteze sunt adevărate.

În 1932, Irène Joliot-Curie , fiica lui Pierre și Marie Curie , împreună cu soțul ei, Frédéric Joliot, au descoperit că beriliul , după bombardarea cu particule dintr-o sursă de poloniu , emite particule neutre din punct de vedere electric. Au demonstrat că aceste particule pot scoate protoni din material care conține hidrogen . Părea natural să presupunem că particulele neutre erau fotoni, dar ar fi nevoie de fotoni cu energie prea mare (50 M eV ) pentru a provoca un astfel de fenomen. Apoi experimentul a fost reluat de James Chadwick care a arătat că acele particule nu erau lipsite de masă, ca fotonul, ci aveau aproximativ masa protonului. Această particulă, numită mai târziu neutronul $(n)$ ${\ displaystyle (n)}$ ${\ displaystyle (n)}$ , fusese ipotezat încă din 1920 de Rutherford.

În acest moment, s-a ajuns la concluzia că nucleul atomic este, de fapt, alcătuit din protoni separați de un număr aproximativ egal de neutroni.

Ulterior s-a descoperit că neutronul are o masă mai mare, deși ușor, decât cea a protonului. Din acest motiv, este instabil, adică tinde să se descompună în alte particule mai stabile. În cazul neutronului, avem dezintegrarea β , cunoscută din 1900 , care duce neutronul să se descompună într-un proton și un electron. Cu toate acestea, experimentele de dezintegrare $\beta$ ${\ displaystyle \ beta}$ $\ beta$ arată că pentru a asigura conservarea energiei, a fost nevoie de un nou tip de particulă neutră pentru a egaliza energia totală din sistem înainte și după descompunere. Această particulă a fost numită neutrino (simbol $\nu$ ${\ displaystyle \ nu}$ $\ nu$ ). Procesul de descompunere $\beta$ ${\ displaystyle \ beta}$ $\ beta$ A fost considerat:

n\to p+e^{-}+\nu

{\ displaystyle n \ to p + e ^ {-} + \ nu}

{\ displaystyle n \ to p + e ^ {-} + \ nu}

.

Descoperirea antimateriei

În anii 1932 - 33 a fost descoperită o altă particulă nouă: pozitronul . Această descoperire a fost posibilă prin utilizarea unui dispozitiv extrem de ingenios, numit cameră de nori , proiectat de Charles Thomson Rees Wilson .

Existența pozitronului fusese deja prezisă teoretic în anii 1930 - 31 . Predicția s-a bazat pe teoria electronică elegantă formulată de Paul Adrien Maurice Dirac , care aplicase metodele mecanicii cuantice pentru a stabili ecuații de undă într-un câmp electric . Soluțiile acestor ecuații au dat două stări electronice cu energie cinetică respectiv pozitivă și negativă.

Conform teoriei, trebuiau să se producă tranziții între cele două state. Deoarece nu au fost observate, Dirac a dedus că toate stările de energie negative trebuiau ocupate, dar dacă s-ar fi produs un decalaj, adică o stare de energie ar fi fost liberă, ar fi trebuit să corespundă unei particule observabile cu masă și rotire egale cu cele a electronului și cu sarcină opusă. Acel decalaj a fost pozitronul. Această particulă, de fapt descoperită de Carl David Anderson , este, prin urmare, antiparticula electronului.

Pe parcursul desfășurării treptate a proprietăților unei particule de mai multe ori convențiile s-au schimbat. Cel acceptat în prezent pentru neutrin este diferit de cel adoptat pentru prima dată de Fermi. De fapt, astăzi se crede că este antineutrino ( ${\bar {\nu }}$ ${\ displaystyle {\ bar {\ nu}}}$ ${\ bar \ nu}$ ) particula neutră emisă de dezintegrare $\beta$ ${\ displaystyle \ beta}$ $\ beta$ neutronului:

n\to p+e^{-}+{\bar {\nu }}_{e}

{\ displaystyle n \ to p + e ^ {-} + {\ bar {\ nu}} _ {e}}

{\ displaystyle n \ to p + e ^ {-} + {\ bar {\ nu}} _ {e}}

unde este $p$ ${\ displaystyle p}$ $p$ este protonul, $e^{-}$ ${\ displaystyle e ^ {-}}$ $și ^ {-}$ este electronul și ${\bar {\nu }}_{e}$ ${\ displaystyle {\ bar {\ nu}} _ {e}}$ ${\ bar {\ nu}} _ {e}$ este antineutrinul electronic .

Mezonii și structura nucleară

Următorul pas al studiului nucleului și al particulelor sale în acest moment a încremenit asupra dificultăților de a defini natura forțelor care țin nucleul împreună.

Acest obstacol a început să fie depășit în 1935 cu o propunere a lui Hideki Yukawa că într-un nucleu protonii și neutronii sunt ținuți împreună de un câmp, în același mod în care într-un atom nucleul și electronul sunt legați împreună de câmpul electromagnetic . El a subliniat, de asemenea, că dimensiunea mică a nucleului implică faptul că domeniul de acțiune al forțelor nucleare este mic. Acum, pentru principiile relativității speciale, impulsul mediu al câmpului este de ordinea vitezei luminii înmulțită cu masa cuantică asociată câmpului. Din dimensiunea nucleelor, Yukawa a concluzionat astfel că această masă este de aproximativ 200 de ori masa electronului. Mai târziu, el însuși a observat: „Deoarece o cuantă cu o masă atât de mare nu a fost niciodată observată experimental, se pare că teoria de mai sus este greșită”.

El nu știa, totuși, că Anderson și Seth Neddermeyer efectuează cercetări ample asupra capacității particulelor încărcate de raze cosmice de a trece prin materie. Cei doi, în ciuda dificultăților datorate explorării unui astfel de câmp nou, au perseverat în cercetarea lor și, în anii 1934 - 36 , au ajuns la concluzia că în razele cosmice existau noi tipuri de particule, unele încărcate pozitiv, altele negativ. , masă. intermediar între electron și nucleoni și s-a crezut că sunt tocmai particulele Yukawa. Au fost numiți mezoni .

O colecție de valori experimentale ale masei mezonice în unități me , masa electronilor , publicată în 1945 a concluzionat că valoarea medie a fost de 172 m, dar abaterile de la această valoare medie au fost foarte mari.

Un experiment, publicat în 1947 , de Marcello Conversi , Ettore Pancini și Oreste Piccioni privind studiul interacțiunilor dintre mezonii razelor cosmice și nucleii atomici a arătat că această interacțiune era extrem de slabă. Apoi, Fermi, Edward Teller și Victor Frederick Weisskopf au subliniat că nu era deloc ceva greșit, deoarece aceste particule, care interacționează atât de puțin cu nucleele, nu pot fi decât intermediari de forțe. $10^{13}$ ${\ displaystyle 10 ^ {13}}$ $10 ^ {{13}}$ ori mai slabe decât forțele nucleare foarte intense. Din acest motiv s-a ajuns la concluzia că acele particule nu erau cele prezise de Yukawa, iar acestea din urmă nu au putut fi observate din cauza duratei lor scurte de viață care nu permitea impresia instrumentelor disponibile atunci.

Cu apariția noilor tehnologii, însă, aceste observații au fost posibile. Noua tehnică care a permis aceste observații, emulsia fotografică , a fost dezvoltată de F. Powell și grupul său. Din examinarea plăcilor acestor instrumente foarte sensibile a fost posibil să se descopere două tipuri diferite de mezon: $\pi$ ${\ displaystyle \ pi}$ $\ pi$ Și $\mu$ ${\ displaystyle \ mu}$ $\ mu$ . Decăderea lor a fost:

\pi \to \mu ^{+}+\nu

{\ displaystyle \ pi \ to \ mu ^ {+} + \ nu}

{\ displaystyle \ pi \ to \ mu ^ {+} + \ nu}

\mu ^{+}\to e^{+}+\nu +{\bar {\nu }}

{\ displaystyle \ mu ^ {+} \ to e ^ {+} + \ nu + {\ bar {\ nu}}}

{\ displaystyle \ mu ^ {+} \ to e ^ {+} + \ nu + {\ bar {\ nu}}}

Mesonii încărcați negativ se dezintegrează, s-a dovedit, în același mod ca pozitivele. Masele mezonilor au fost, de asemenea, obținute din studii detaliate $\pi$ ${\ displaystyle \ pi}$ $\ pi$ Și $\mu$ ${\ displaystyle \ mu}$ $\ mu$ (botezate ulterior respectiv pion și muon ) care sunt respectiv de 273 și de 207 ori masa electronului.

Descoperirea existenței a două tipuri de mezoni a rezolvat situația. Pionul este identificat cu mezon Yukawa și, așa cum sa dovedit a interactiona puternic cu nuclee, serveste ca intermediar pentru forțele nucleare , în timp ce urmașul său, muon, este mezon razelor cosmice observate de Conversi, Pancini și Piccioni, care face nu interacționează puternic cu nucleele.

Situația existentă în 1947 a fost o schemă nu prea complicată. Neutroni ( $n$ ${\ displaystyle n}$ $n$ ), protoni ( $p$ ${\ displaystyle p}$ $p$ ), electronii ( $e^{-}$ ${\ displaystyle e ^ {-}}$ $și ^ {-}$ ) și fotonii erau obiecte familiare. Mesonul $\pi$ ${\ displaystyle \ pi}$ $\ pi$ avea rațiunea sa de eter ca intermediar prin care se transmit forțele nucleare. Singurele particule elementare neașteptate au fost muoni $\mu$ ${\ displaystyle \ mu}$ $\ mu$ și neutrini $\nu$ ${\ displaystyle \ nu}$ $\ nu$ .

Cu toate acestea, această stare relativ simplă nu a durat mult. Într-adevăr, tocmai în 1947 , la Manchester , George Rochester și Clifford Charles Butler au obținut urme datorate produselor încărcate de dezintegrare a unei particule de masă neutră dintr-un număr mare de fotografii din camera de nor a dușurilor penetrante ale razelor cosmice. Egală cu aproximativ 1000 electronice. mase, o valoare diferită de cea a masei tuturor particulelor cunoscute până atunci.

Doi ani mai târziu, în 1949 , folosind noua tehnică de emulsie fotografică, Powell și colaboratorii săi au obținut o fotografie a unei particule de raze cosmice. Ei au interpretat procesul ca urmare a unei particule K ' care se dezintegrează în trei mezoni. Atât modelul de dezintegrare, cât și masa particulei primare $K.$ ${\ displaystyle K}$ $K.$ nu se potriveau cu niciuna dintre particulele cunoscute la acea vreme. Powell și grupul său au numit acest nou meson al particulelor $\tau$ ${\ displaystyle \ tau}$ $\ tau$ , dar mai târziu a ajuns să coincidă cu $K.$ ${\ displaystyle K}$ $K.$ . Cu $\tau$ ${\ displaystyle \ tau}$ $\ tau$ un număr mare de alte particule au fost identificate în acea perioadă.

Deoarece astfel de particule au venit în mod neașteptat, li s-a dat numele colectiv de particule ciudate . Acestea sunt generate în coliziuni în care sunt implicate energii de peste un miliard de eV.

Dezvoltări moderne

Până în anii 1948 - 53 singura sursă disponibilă a unor energii atât de mari erau razele cosmice. Prin urmare, s-au întreprins multe cercetări pentru a studia existența noilor particule ciudate în razele cosmice. Dar razele cosmice nu sunt o sursă controlabilă de particule de mare energie; în plus, frecvența cu care particulele cosmice de mare energie sunt întâlnite în instrumentele de dimensiuni normale este foarte mică.

Din fericire, datorită dezvoltării rapide a tehnologiei de a construi mașini capabile să accelereze particule cu energie ridicată ( acceleratoare de particule ), a devenit posibilă în această perioadă să se construiască mașini în domeniul de un miliard de eV. Când prima astfel de mașină, numită cosmotron , a început să funcționeze la Laboratorul Național Brookhaven din Long Island (NY, SUA) în 1953 , a devenit posibil să se producă particule ciudate la comandă în laborator.

Schema generală de organizare a particulelor, interacțiunilor și materiei

Lista și clasificarea particulelor

Același subiect în detaliu: Lista particulelor .

Particulele elementare se disting începând de la rotirea lor.

Fermiuni , având o rotație pe jumătate întregi, împărțite în următoarele două clase plus antiparticulele lor respective:

Leptonele , supuse unei interacțiuni slabe , împărțite în trei familii, fiecare dintre ele fiind asociată cu un anumit neutrino .

Nume	Incarcare electrica	Masă ( GeV / c ² )
Electron (e ^- , β ^- )	-1	0,000511
Neutrino de electroni (ν _e )	0	~ 0
Muon (μ)	-1	0,1056
Neutrino muon (ν _μ )	0	~ 0
Tauone (τ)	-1	1.777
Neutrin Tau (ν _τ )	0	~ 0

Cuarcii , supuși unei interacțiuni puternice și a unei interacțiuni electro-slabe .

Nume	Sarcină	Masa estimată ( MeV / c ² )
Quark up (u)	+2/3	1,5 până la 4 ¹
Quark down (d)	-1/3	4 la 8 ¹
Quark ciudat / lateral (e)	-1/3	de la 80 la 130
Farmec Quark / Centru (c)	+2/3	1 150 la 1 350
Fund quark / Frumusețe (b)	-1/3	4 100 la 4 400
Quark top / Adevăr (t)	+2/3	174 300 ± 5 100

Antileptoni (aceeași subdiviziune ca și leptonii)
Antiquark (Aceeași subdiviziune ca și quark-urile)

Bosoni , având un spin întreg, mediatori ai interacțiunilor fundamentale :

Nume	Simbol	Antiparticulă	Sarcină	A învârti	Masă (GeV / c ² )	Interacțiuni	Puterea mediată
Foton	γ	se	0	1	0	slab nuclear , electromagnetic , gravitațional	forța electromagnetică
Boson W	W ^±	W ^±	± 1	1	80.4	slab nuclear , electromagnetic , gravitațional	forță nucleară slabă
Boson Z	Z ⁰	se	0	1	91.2	nuclear slab , gravitațional	forță nucleară slabă
Gluonă	g	se	0	1	0	putere nucleară gravitațională	forță nucleară puternică
Bosonul Higgs	H ⁰	se?	0	0	~ 125,5 ^[2] ^[3]	electro-slab și gravitațional	-
Graviton (ipotetic ^[1] )	G.	se?	0	2	0	gravitațional	forta gravitationala

Tabelul fermionilor fundamentali

Cele două clase de fermioni fundamentali pot fi împărțiți pe generații (prin convenție sunt descrise numai proprietățile particulelor stângaci): ^[4]

Prima generație
Nume	Simbol	Sarcină electric	Isospin slab	Hypercharge	Sarcină culoare *	Masă **
Electron	$e^{-}$ ${\ displaystyle e ^ {-}}$ $și ^ {-}$ , $\beta ^{-}$ ${\ displaystyle \ beta ^ {-}}$ ${\ displaystyle \ beta ^ {-}}$	$-1$ ${\ displaystyle -1}$ $-1$	$-1/2$ ${\ displaystyle -1/2}$ $-1/2$	$-1/2$ ${\ displaystyle -1/2}$ $-1/2$	$\mathbf {1}$ ${\ displaystyle \ mathbf {1}}$ ${\ mathbf {1}}$	511 keV / c ²
Pozitron	$e^{+}$ ${\ displaystyle e ^ {+}}$ $și ^ {+}$ , $\beta ^{+}$ ${\ displaystyle \ beta ^ {+}}$ ${\ displaystyle \ beta ^ {+}}$	$+1$ ${\ displaystyle +1}$ $+1$		$+1$ ${\ displaystyle +1}$ $+1$	$\mathbf {1}$ ${\ displaystyle \ mathbf {1}}$ ${\ mathbf {1}}$	511 keV / c ²
Neutrino electronic	$\nu _{e}$ ${\ displaystyle \ nu _ {e}}$ $\ nu _ {e}$		$+1/2$ ${\ displaystyle +1/2}$ $+1/2$	$-1/2$ ${\ displaystyle -1/2}$ $-1/2$	$\mathbf {1}$ ${\ displaystyle \ mathbf {1}}$ ${\ mathbf {1}}$	<2 eV / c ²
Quark up	$tu$ ${\ displaystyle u}$ $tu$	$+2/3$ ${\ displaystyle +2/3}$ $+2/3$	$+1/2$ ${\ displaystyle +1/2}$ $+1/2$	$+1/6$ ${\ displaystyle +1/6}$ $+1/6$	$\mathbf {3}$ ${\ displaystyle \ mathbf {3}}$ ${\ displaystyle \ mathbf {3}}$	~ 3 MeV / c ² ***
Antiquark sus	${\bar {u}}$ ${\ displaystyle {\ bar {u}}}$ ${\ bar {u}}$	$-2/3$ ${\ displaystyle -2/3}$ $-2/3$		$-2/3$ ${\ displaystyle -2/3}$ $-2/3$	$\mathbf {\bar {3}}$ ${\ displaystyle \ mathbf {\ bar {3}}}$ ${\ displaystyle \ mathbf {\ bar {3}}}$	~ 3 MeV / c ² ***
Quark jos	$d$ ${\ displaystyle d}$ $d$	$-1/3$ ${\ displaystyle -1/3}$ $-1/3$	$-1/2$ ${\ displaystyle -1/2}$ $-1/2$	$+1/6$ ${\ displaystyle +1/6}$ $+1/6$	$\mathbf {3}$ ${\ displaystyle \ mathbf {3}}$ ${\ displaystyle \ mathbf {3}}$	~ 6 MeV / c ² ***
Antiquark jos	${\bar {d}}$ ${\ displaystyle {\ bar {d}}}$ ${\ bar {d}}$	$+1/3$ ${\ displaystyle +1/3}$ $+1/3$		$+1/3$ ${\ displaystyle +1/3}$ $+1/3$	$\mathbf {\bar {3}}$ ${\ displaystyle \ mathbf {\ bar {3}}}$ ${\ displaystyle \ mathbf {\ bar {3}}}$	~ 6 MeV / c ² ***

A doua generație
Nume	Simbol	Sarcină electric	Isospin slab	Hypercharge	Sarcină culoare *	Masă **
Muon	$\mu ^{-}$ ${\ displaystyle \ mu ^ {-}}$ $\ mu ^ {-}$	$-1$ ${\ displaystyle -1}$ $-1$	$-1/2$ ${\ displaystyle -1/2}$ $-1/2$	$-1/2$ ${\ displaystyle -1/2}$ $-1/2$	$\mathbf {1}$ ${\ displaystyle \ mathbf {1}}$ ${\ mathbf {1}}$	106 MeV / c ²
Antimuone	$\mu ^{+}$ ${\ displaystyle \ mu ^ {+}}$ $\ mu ^ {+}$	$+1$ ${\ displaystyle +1}$ $+1$		$+1$ ${\ displaystyle +1}$ $+1$	$\mathbf {1}$ ${\ displaystyle \ mathbf {1}}$ ${\ mathbf {1}}$	106 MeV / c ²
Neutru muon	$\nu _{\mu }$ ${\ displaystyle \ nu _ {\ mu}}$ $\ nu _ {\ mu}$		$+1/2$ ${\ displaystyle +1/2}$ $+1/2$	$-1/2$ ${\ displaystyle -1/2}$ $-1/2$	$\mathbf {1}$ ${\ displaystyle \ mathbf {1}}$ ${\ mathbf {1}}$	<2 eV / c ²
Farmecul Quark	$c$ ${\ displaystyle c}$ $c$	$+2/3$ ${\ displaystyle +2/3}$ $+2/3$	$+1/2$ ${\ displaystyle +1/2}$ $+1/2$	$+1/6$ ${\ displaystyle +1/6}$ $+1/6$	$\mathbf {3}$ ${\ displaystyle \ mathbf {3}}$ ${\ displaystyle \ mathbf {3}}$	~ 1,3 GeV / c ²
Farmecul Antiquark	${\bar {c}}$ ${\ displaystyle {\ bar {c}}}$ ${\ bar {c}}$	$-2/3$ ${\ displaystyle -2/3}$ $-2/3$		$-2/3$ ${\ displaystyle -2/3}$ $-2/3$	$\mathbf {\bar {3}}$ ${\ displaystyle \ mathbf {\ bar {3}}}$ ${\ displaystyle \ mathbf {\ bar {3}}}$	~ 1,3 GeV / c ²
Quark ciudat	$s$ ${\ displaystyle s}$ $s$	$-1/3$ ${\ displaystyle -1/3}$ $-1/3$	$-1/2$ ${\ displaystyle -1/2}$ $-1/2$	$+1/6$ ${\ displaystyle +1/6}$ $+1/6$	$\mathbf {3}$ ${\ displaystyle \ mathbf {3}}$ ${\ displaystyle \ mathbf {3}}$	~ 100 MeV / c ²
Antiquark ciudat	${\bar {s}}$ ${\ displaystyle {\ bar {s}}}$ ${\ baruri}}$	$+1/3$ ${\ displaystyle +1/3}$ $+1/3$		$+1/3$ ${\ displaystyle +1/3}$ $+1/3$	$\mathbf {\bar {3}}$ ${\ displaystyle \ mathbf {\ bar {3}}}$ ${\ displaystyle \ mathbf {\ bar {3}}}$	~ 100 MeV / c ²

A treia generație
Nume	Simbol	Sarcină electric	Isospin slab	Hypercharge	Sarcină culoare *	Masă **
Tauone (sau tau )	$\tau ^{-}$ ${\ displaystyle \ tau ^ {-}}$ $\ tau ^ {-}$	$-1$ ${\ displaystyle -1}$ $-1$	$-1/2$ ${\ displaystyle -1/2}$ $-1/2$	$-1/2$ ${\ displaystyle -1/2}$ $-1/2$	$\mathbf {1}$ ${\ displaystyle \ mathbf {1}}$ ${\ mathbf {1}}$	1,78 GeV / c ²
Antitauone	$\tau ^{+}$ ${\ displaystyle \ tau ^ {+}}$ $\ tau ^ {+}$	$+1$ ${\ displaystyle +1}$ $+1$		$+1$ ${\ displaystyle +1}$ $+1$	$\mathbf {1}$ ${\ displaystyle \ mathbf {1}}$ ${\ mathbf {1}}$	1,78 GeV / c ²
Neutrin tauonic	$\nu _{\tau }$ ${\ displaystyle \ nu _ {\ tau}}$ $\ nu _ {\ tau}$		$+1/2$ ${\ displaystyle +1/2}$ $+1/2$	$-1/2$ ${\ displaystyle -1/2}$ $-1/2$	$\mathbf {1}$ ${\ displaystyle \ mathbf {1}}$ ${\ mathbf {1}}$	<2 eV / c ²
Top quark	$t$ ${\ displaystyle t}$ $t$	$+2/3$ ${\ displaystyle +2/3}$ $+2/3$	$+1/2$ ${\ displaystyle +1/2}$ $+1/2$	$+1/6$ ${\ displaystyle +1/6}$ $+1/6$	$\mathbf {3}$ ${\ displaystyle \ mathbf {3}}$ ${\ displaystyle \ mathbf {3}}$	173 GeV / c ²
top antiquark	${\bar {t}}$ ${\ displaystyle {\ bar {t}}}$ ${\ bar {t}}$	$-2/3$ ${\ displaystyle -2/3}$ $-2/3$		$-2/3$ ${\ displaystyle -2/3}$ $-2/3$	$\mathbf {\bar {3}}$ ${\ displaystyle \ mathbf {\ bar {3}}}$ ${\ displaystyle \ mathbf {\ bar {3}}}$	173 GeV / c ²
Fundul de quark	$b$ ${\ displaystyle b}$ $b$	$-1/3$ ${\ displaystyle -1/3}$ $-1/3$	$-1/2$ ${\ displaystyle -1/2}$ $-1/2$	$+1/6$ ${\ displaystyle +1/6}$ $+1/6$	$\mathbf {3}$ ${\ displaystyle \ mathbf {3}}$ ${\ displaystyle \ mathbf {3}}$	~ 4,2 GeV / c ²
fund antiquark	${\bar {b}}$ ${\ displaystyle {\ bar {b}}}$ ${\ ghimpe}}$	$+1/3$ ${\ displaystyle +1/3}$ $+1/3$		$+1/3$ ${\ displaystyle +1/3}$ $+1/3$	$\mathbf {\bar {3}}$ ${\ displaystyle \ mathbf {\ bar {3}}}$ ${\ displaystyle \ mathbf {\ bar {3}}}$	~ 4,2 GeV / c ²
Notă: * - Aceste taxe nu sunt taxe abeliene normale care pot fi adăugate, ci valori proprii ale reprezentărilor grupului Lie . - Ce se înțelege în mod obișnuit prin masă rezultă dintr-o cuplare între un fermion stângaci și un dreptaci: de exemplu, masa unui electron derivă din cuplarea dintre un electron stângaci și un electron dreptaci, care este antiparticula unui pozitron stângaci. Neutrinii prezintă, de asemenea, o mare varietate în împerecherile lor de masă, motiv pentru care nu este corect să vorbim despre mase de neutrini în tipurile lor de bază sau să spunem că un neutrin de stângaci și un electroni de dreapta au aceeași masă, ca și tabelul pare să sugereze. ***** - Ceea ce a fost de fapt măsurat experimental sunt masele barionilor și hadronilor și diferite secțiuni transversale . Întrucât quark-urile nu pot fi izolate din cauza închiderii QCD . Să presupunem că cantitatea prezentată aici este masa quarkului la scara de renormalizare a tranziției de fază QCD. Pentru a calcula această cantitate, este necesar să construiți un model de rețea și să încercați să atribuiți diferite mase pentru quark până când le găsiți pe cele pentru care modelul se apropie cel mai bine de datele experimentale. Deoarece masele quark-urilor din prima generație sunt cu mult sub scara QCD, incertitudinile sunt foarte mari: modelele actuale QCD cu rețea par să sugereze că masele acestor quarks sunt semnificativ mai mici decât cele din tabel.

Notă

^ ^a ^b Sylvie Braibant, Giorgio Giacomelli și Maurizio Spurio, Particles and Fundamental Interactions: An Introduction to Particle Physics , ediția a II-a, Springer , 2012, pp. 1–3, ISBN 978-94-007-2463-1 .
^ Experimentul ATLAS prezintă cea mai recentă stare de căutare Higgs , CERN, 13 decembrie 2011. Adus 13 decembrie 2011 (arhivat din original la 6 ianuarie 2012) .
^ Căutare CMS pentru modelul standard al bosonului Higgs în datele LHC din 2010 și 2011 , CERN, 13 decembrie 2011. Accesat la 13 decembrie 2011 .
^ W.-M. Yao și colab . ( Particle Data Group ), Review of Particle Physics: Quarks ( PDF ), în Journal of Physics G , vol. 33, 2006, p. 1, DOI : 10.1088 / 0954-3899 / 33/1/001 .

Bibliografie

( FR ) Albert Messiah, Mécanique quantique, tom 1 , Dunod, 2003, ISBN 978-21-00-07361-0 .
Paul Dirac, Principiile mecanicii cuantice, Bollati Boringhieri , 1971, ISBN 978-88-33-95161-4 .
( EN ) John von Neumann,Bazele matematice ale mecanicii cuantice , Princeton University Press, 1955, ISBN 978-06-91-08003-1 .
(EN) Stephen Gustafson, Israel M. Sigal, Conceptele matematice ale mecanicii cuantice, Springer , 2003, ISBN 978-35-40-44160-1 .
(EN) Franz Schwabl, Mecanica cuantică, Springer, 2002, ISBN 978-35-40-71932-8 .
( EN ) Franco Strocchi, O introducere în structura matematică a mecanicii cuantice, un curs scurt pentru matematicieni , World Scientific Publishing, 2005, ISBN 978-98-12-83522-2 .
L. Pauling și EB Wilson Introducere în mecanica cuantică cu aplicații la chimie (McGrawHill, New York, 1935)
S. Dushman Elementele mecanicii cuantice (John Wiley & Sons, New York, 1938)
M. Planck, L. Silberstein și HT Clarke Originea și dezvoltarea teoriei cuantice (Clarendon Press, Oxford, 1922)
F. Reiche, H. Hatfield și L. Henry Teoria cuantică (EP Dutton & co., New York, 1922)
JF Frenkel Mechanics Wave: Advanced General Theory (Clarendon Press, Oxford, 1934)
NF Mott Elements of Wave Mechanics (Cambridge University Press, 1958)
Antonio Ereditato, Particulele elementare , Il Saggiatore, 2017, ISBN 978-88-42-82352-0 .
Gian Carlo Ghirardi, O privire asupra ziarelor lui Dumnezeu , Il Saggiatore , 1997, ISBN 978-88-42-82135-9 .

Personaje

Carl David Anderson ( 1905 - 1991 )
Clifford Charles Butler ( 1922 - 1999 )
James Chadwick ( 1891 - 1974 )
Marcello Conversi ( 1917 - 1988 )
Paul Adrien Maurice Dirac ( 1902 - 1984 )
Enrico Fermi ( 1901 - 1954 )
Jean Frédéric Joliot ( 1900 - 1958 )
Irène Joliot-Curie ( 1897 - 1956 )
William Thomson Kelvin ( 1824 - 1907 )
Seth Neddermeyer
Ettore Pancini ( 1915 - 1981 )
Oreste Piccioni ( 1915 - 2002 )
Cecil Frank Powell ( 1903 - 1969 )
George Rochester ( 1908 - 2002 )
Ernest Rutherford ( 1871 - 1937 )
Edward Teller ( 1908 - 2003 )
Joseph John Thomson ( 1856 - 1940 )
Victor Frederick Weisskopf ( 1907 - 2002 )
Charles Thomas Rees Wilson ( 1869 - 1959 )
Hideki Yukawa ( 1907 - 1981 )

->

Elemente conexe

Alte proiecte

Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe particule elementare

linkuri externe

Particella elementare , su Treccani.it – Enciclopedie on line , Istituto dell'Enciclopedia Italiana .
( EN )Particella elementare , su Enciclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Controllo di autorità	Thesaurus BNCF 4211 · LCCN ( EN ) sh85098374 · GND ( DE ) 4014413-6 · BNF ( FR ) cb119415082 (data) · NDL ( EN , JA ) 00571436

Portale Fisica : accedi alle voci di Wikipedia che trattano di fisica

[PFIp1-3-1] Sylvie Braibant, Giorgio Giacomelli și Maurizio Spurio, Particles and Fundamental Interactions: An Introduction to Particle Physics , ediția a II-a, Springer , 2012, pp. 1–3, ISBN 978-94-007-2463-1 .

[ATLAS-13Dec2011-2] Experimentul ATLAS prezintă cea mai recentă stare de căutare Higgs , CERN, 13 decembrie 2011. Adus 13 decembrie 2011 (arhivat din original la 6 ianuarie 2012) .

[3] Căutare CMS pentru modelul standard al bosonului Higgs în datele LHC din 2010 și 2011 , CERN, 13 decembrie 2011. Accesat la 13 decembrie 2011 .

[4] W.-M. Yao și colab . ( Particle Data Group ), Review of Particle Physics: Quarks ( PDF ), în Journal of Physics G , vol. 33, 2006, p. 1, DOI : 10.1088 / 0954-3899 / 33/1/001 .

[1]

[2]

[3]

[4]