 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
93
определенное в квантовой механике, однозначно вытекает из предшествующего состояния, как
того требует принцип причинности.
В становлении квантовомеханических представлений важную роль сыграл выдвинутый Н.
Бором в 1923 г.
принцип соответствия: всякая новая, более общая теория, являющаяся
развитием классической, не отвергает ее полностью, а включает в себя классическую теорию,
указывая границы ее применения, причем в определенных предельных случаях новая теория
переходит в старую.
Так, формулы кинематики и динамики релятивистской механики переходят при скоростях,
много меньших скорости света, в формулы механики Ньютона. Например, хотя гипотеза де
Бройля приписывает волновые свойства всем телам, но волновыми свойствами макроскопических
тел можно пренебречь и для них можно применять классическую механику Ньютона.
4.5. Элементарные частицы
Общие сведения
Ядерная физика изучает структуру и свойства атомных ядер. Она исследует также
взаимопревращения атомных ядер, происходящие в результате как радиоактивных распадов, так и
различных ядерных реакций. К ядерной физике тесно примыкают физика элементарных частиц,
физика и техника ускорителей заряженных частиц, ядерная энергетика.
Ядерно-физические исследования имеют огромное научное значение, позволяя продвигаться в
понимании строения материи, и в то же время чрезвычайно важны в практическом отношении (в
энергетике, медицине и т. д.).
Элементарные частицы – первичные, неразложимые частицы, из которых, как предполагается,
состоит вся материя. В современной физике этот термин обычно употребляется не в своем точном
значении, а в менее строгом – для наименования большой группы мельчайших частиц материи,
удовлетворяющих условию, что они не являются атомами или атомными ядрами, за исключением
протона. К элементарным частицам относятся протоны, нейтроны, электроны, фотоны, пи-мезоны,
мюоны, тяжелые лептоны, нейтрино трех типов, странные частицы (К-мезоны, гипероны),
разнообразные резонансы, мезоны со скрытым очарованием, «очарованные» частицы,
промежуточные векторные бозоны и т. п. – всего их несколько сотен, в основном нестабильных.
Их число продолжает расти по мере расширения наших знаний. Большинство перечисленных
частиц не удовлетворяет строгому определению элементарности, поскольку являются составными
системами.
Массы большинства элементарных частиц имеют порядок массы протона, равной 1,7 · 10
-24
г.
Размеры протона, нейтрона, пи-мезона и других адронов – 10
-13
см, а электрона и мюона не
определены, но меньше 10
-16
см. Микроскопические массы и размеры элементарных частиц
обусловливают квантовую специфику их поведения. Наиболее важное квантовое свойство всех
элементарных частиц – способность испускаться и поглощаться при взаимодействии с другими
частицами.
Истинно элементарные частицы
В настоящее время с теоретической точки зрения известны следующие истинно элементарные
(на данном этапе развития науки считающиеся неразложимыми) частицы: кварки и лептоны (эти
разновидности относятся к частицам вещества), кванты полей (фотоны, векторные бозоны,
глюоны, гравитино и гравитоны), а также частицы Хиггса.
Каждая пара лептонов объединяется с соответствующей парой кварков в четверку, называемую
поколением. Свойства частиц повторяются из поколения в поколение, отличаются лишь массы:
второе тяжелее первого, третье тяжелее второго. Предполагается, что в природе встречаются в
основном частицы первого поколения, а остальные можно создать искусственно на ускорителях
заряженных частиц или при взаимодействии космических лучей в атмосфере.
К истинно элементарным частицам относятся кванты полей, создаваемых частицами вещества.
Массивные W-бозоны являются переносчиками слабых взаимодействий между кварками и
лептонами. Глюоны – переносчики сильных взаимодействий между кварками. Как и сами кварки,