-->
|
|
|
§ 36. Ìèð ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö Îòêðûòèå íîâûõ ÷àñòèöÄî òðèäöàòûõ ãîäîâ 20-ãî âåêà ñòðîåíèå ìàòåðèè ïðåäñòàâëÿëîñü ó÷¸íûì óäèâèòåëüíî ïðîñòûì: êàçàëîñü, ÷òî «ïîëíûé íàáîð» ÷àñòèö, èç êîòîðûõ ñîñòîèò âñ¸ âåùåñòâî, ñîñòàâëÿþò âñåãî òðè ÷àñòèöû: ïðîòîí, íåéòðîí è ýëåêòðîí. Ïîýòîìó èõ íàçâàëè «ýëåìåíòàðíûìè». Ê ÷èñëó ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö îòíîñèëè òàêæå ôîòîí — ïåðåíîñ÷èê ýëåêòðîìàãíèòíûõ âçàèìîäåéñòâèé. ×àñòèöû è àíòè÷àñòèöûÏðåäñòàâëåíèå î «ïðîñòîì» óñòðîéñòâå ìèðà ðàçðóøèëîñü, êîãäà â 1932 ãîäó îòêðûëè àíòè÷àñòèöó ýëåêòðîíà — ÷àñòèöó, êîòîðàÿ èìååò òàêóþ æå ìàññó, ÷òî è ýëåêòðîí, íî îòëè÷àåòñÿ îò íåãî çíàêîì ýëåêòðè÷åñêîãî çàðÿäà. Ýòó ÷àñòèöó íàçâàëè ïîçèòðîíîì.  äàëüíåéøåì âûÿñíèëîñü, ÷òî, êðîìå ýëåêòðè÷åñêîãî çàðÿäà, ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû ìîãóò èìåòü è äðóãèå çàðÿäû, òàêæå ñîõðàíÿþùèåñÿ ïðè âçàèìîäåéñòâèÿõ. Íàïðèìåð, íóêëîíû îáëàäàþò áàðèîííûì çàðÿäîì. Áûëè îòêðûòû àíòè÷àñòèöû ïðîòîíà è íåéòðîíà (èõ íàçâàëè àíòèïðîòîí è àíòèíåéòðîí). Îáå ýòè ÷àñòèöû îáëàäàþò îòðèöàòåëüíûì áàðèîííûì çàðÿäîì, à àíòèïðîòîí èìååò îòðèöàòåëüíûé ýëåêòðè÷åñêèé çàðÿä. Ñîãëàñíî ñîâðåìåííûì ïðåäñòàâëåíèÿì, ó êàæäîé ÷àñòèöû åñòü àíòè÷àñòèöà. ×àñòèöà è àíòè÷àñòèöà èìåþò îäèíàêîâóþ ìàññó, íî ïðîòèâîïîëîæíûå çíàêè âñåõ çàðÿäîâ. Àíòè÷àñòèöà ìîæåò ñîâïàäàòü ñ ñàìèìè ÷àñòèöàìè. Ïðèìåðîì òàêîé ÷àñòèöû ÿâëÿåòñÿ ôîòîí. Âçàèìîïðåâðàùåíèÿ ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèöÄîëãîå âðåìÿ ôèçèêè ñ÷èòàëè ñàìî ñîáîé ðàçóìåþùèìñÿ, ÷òî ñëîæíûå ìèêðîîáúåêòû ñîñòîÿò èç áîëåå ïðîñòûõ — ïîäîáíî òîìó, êàê ìåõàíèçì ñîñòîèò èç äåòàëåé. ×òîáû âûÿñíèòü, èç ÷åãî ñîñòîÿò òå èëè èíûå ìèêðîîáúåêòû, ôèçèêè, íà÷èíàÿ ñ Ðåçåðôîðäà, «ïðîùóïûâàëè» ìèêðîîáúåêòû, áîìáàðäèðóÿ èõ áûñòðûìè ÷àñòèöàìè. Äëÿ ýòîãî ñîçäàâàëè ìîùíûå óñêîðèòåëè, â êîòîðûõ çàðÿæåííûå ÷àñòèöû ðàçãîíÿëèñü äî ñêîðîñòåé, ÷ðåçâû÷àéíî áëèçêèõ ê ñêîðîñòè ñâåòà! Îäíàêî âî âòîðîé ïîëîâèíå 20-ãî âåêà âûÿñíèëîñü, ÷òî ïðè ñòîëêíîâåíèÿõ ÷àñòèö âûñîêîé ýíåðãèè îíè íå «ðàñêàëûâàþòñÿ» íà áîëåå ïðîñòûå ÷àñòèöû, à âìåñòî ýòîãî ðîæäàþòñÿ íîâûå ÷àñòèöû, â òîì ÷èñëå åù¸ íåèçâåñòíûå. Ìàññû ðîæä¸ííûõ ÷àñòèö ìîãóò äàæå ïðåâûøàòü ìàññû ñòàëêèâàþùèõñÿ ÷àñòèö. Êðîìå òîãî, îêàçàëîñü, ÷òî ÷àñòèöû ìîãóò ïðåâðàùàòüñÿ äðóã â äðóãà. Íàïðèìåð, ÷àñòèöà è àíòè÷àñòèöà ïðè ñòîëêíîâåíèè àííèãèëèðóþò, òî åñòü èñ÷åçàþò, ïðåâðàùàÿñü â äðóãèå ÷àñòèöû (÷àñòî ýòèìè ÷àñòèöàìè ÿâëÿþòñÿ ôîòîíû). Ïðè ýòîì, îäíàêî, âûïîëíÿþòñÿ âñå çàêîíû ñîõðàíåíèÿ, â òîì ÷èñëå çàêîíû ñîõðàíåíèÿ ýíåðãèè, èìïóëüñà è ýëåêòðè÷åñêîãî çàðÿäà. Íàïðèìåð, ïðè ñòîëêíîâåíèè ýëåêòðîíà è ïîçèòðîíà îíè ìîãóò ïðåâðàòèòüñÿ â äâà γ-êâàíòà. Âî âòîðîé ïîëîâèíå 20-ãî âåêà ïðè èññëåäîâàíèè êîñìè÷åñêèõ ëó÷åé è â ýêñïåðèìåíòàõ íà óñêîðèòåëÿõ íîâûå ÷àñòèöû ñòàëè îòêðûâàòü äåñÿòêàìè, è ñåãîäíÿ èõ ÷èñëî ñîñòàâëÿåò óæå íåñêîëüêî ñîòåí. Íåêîòîðûå èç âíîâü îòêðûòûõ ÷àñòèö ÷ðåçâû÷àéíî êîðîò- êîæèâóùèå: îíè «æèâóò» ÷óòü áîëüøå âðåìåíè, íåîáõîäèìîãî ñâåòó, ÷òîáû ïðîëåòåòü ñêâîçü àòîìíîå ÿäðî. Îòêðûâàåìûå ÷àñòèöû ïî-ïðåæíåìó íàçûâàëè ýëåìåíòàðíûìè. Íî, êàê ìåòêî çàìåòèë åù¸ Ôåðìè, ñòàíîâèëîñü âñ¸ áîëåå î÷åâèäíûì, ÷òî ïîíÿòèå «ýëåìåíòàðíàÿ» îòíîñèòñÿ ñêîðåå ê óðîâíþ íàøèõ çíàíèé, ÷åì ê èñòèííîé ïðèðîäå ÷àñòèöû.
|
|
|