Подальший розвиток концепції атомізму

Після того, коли фізики встановили, що атом не є останньою цеглинкою світобудови й сам він побудований з більше простих, елементарних часток, ідея пошуку таких часток зайняла головне місце в їхніх дослідженнях. Як і раніше думка фізиків була спрямована на те, щоб звести все різноманіття складних властивостей тіл і явищ природи до простих властивостей невеликого числа первинних, фундаментальних часток, які згодом були названі елементарними. У точному значенні слова такі частки не повинні містити в собі які-небудь інші елементи. Однак у звичайному вживанні фізики називають елементарними такої частки, які не є атомами або атомними ядрами, за винятком протона й нейтрона. Найбільш відомими елементарними частками є електрон, фотон, пі-мезони, мюони, важкі лептони й нейтрино. Пізніше були відкриті частки з досить екзотичними назвами: дивні частки, мезони зі схованим «зачаруванням» зачаровані частки, іпсилон - частки, різноманітні резонансні частки й багато хто інші. Загальне їхнє число перевищує 350. Тому навряд чи всі такі частки можна назвати справді елементарними, не утримуючих інших елементів. Це переконання підсилюється у зв'язку з гіпотезою про існування кварків, з яких, по припущенню, побудовані всі відомі елементарні частки.

Очевидно, всі частки, які в цей час уважаються елементарними, є специфічними формами існування матерії, які не об'єднані в ядра й атоми, внаслідок чого їх часто називають суб’ядерними частками.

Історично електрон був першою елементарною часткою, відкритої ще наприкінці минулого століття відомим англійським фізиком Дж. Дж. Томсоном (1856-1940). В 1919 р. Э. Резерфорд, бомбардуючи атоми х-частками, відкрив протони. На початку століття був відкритий фотон, в1932р. така незвичайна частка, як позбавлений заряду нейтрон, через чотири роки - перша античастинка - позитрон, що по масі дорівнює електрону, але має позитивний заряд. Надалі при дослідженні космічних променів були виявлені багато інших елементарних часток, зокрема мюони й різні типи мезонів.

З початку 50-х років основним засобом відкриття й дослідження елементарних часток стали прискорювачі заряджених часток. З їхньою допомогою вдалося відкрити такі античастинки, як антипротон і антинейтрон. Відтоді фізики стали висувати гіпотези про існування антиречовинного й навіть антиматеріального миру. В 1970 і 1980-е роки потік відкриттів нових елементарних часток підсилився, і вчені заговорили навіть про сімейства елементарних часток, які назвали «дивними», «зачарованими» і «гарними».

Одна з характерних рис елементарних часток полягає в тому, що вони мають украй незначні маси й розміри. Маса більшості з них - порядку маси протона, тобто 1,6 * 10 - 24 г Інша їхня властивість полягає в здатності народжуватися й знищуватися, тобто випускатися й поглинатися при взаємодії з іншими частками. Ми вже наводили приклад перетворення пари електрон і позитрон у два фотони:

е\ - + e\+ :>2гама.

Подібного ж взаємоперетворення відбуваються й з іншими елементарними частками, тому термін «аннігіляція», що означає буквальні зникнення або перетворення в ніщо, не зовсім підходить для характеристики взаємоперетворення елементарних часток. По інтенсивності, з якої відбуваються взаємодії між елементарними частками, їх ділять на сильне, електромагнітне, слабке й гравітаційне.

Сильна взаємодія є найбільш інтенсивним і саме воно обумовлює зв'язок між протонами й нейтронами в атомних ядрах.

Електромагнітна взаємодія менш інтенсивно за своїм характером і визначає специфіку зв'язку між електронами і ядрами в атомі, а також між атомами в молекулі.

Слабка взаємодія - найменш інтенсивно, вона викликає повільно, що протікають процеси, з елементарними частками, зокрема розпад так званих квазічасток.

Гравітаційна взаємодія відбувається на надзвичайно коротких відстанях і внаслідок крайньої малості мас часток дає досить малі ефекти, але його сила значно зростає при взаємодії більших мас.

Наведена класифікація взаємодій має відносний характер, тому що істотно залежить від енергії часток. У всякому разі вона ставиться лише до взаємодії часток, що володіють не занадто великою енергією.

По типі взаємодії, у якому беруть участь елементарні частки, всі вони, за винятком фотона, можуть бути віднесені до двох груп.

Подібні статті

Геном людини
XX століття стало століттям найбільших відкриттів у всіх областях природознавства, століттям науково-технічної революції, яка змінила і вигляд Землі, і вигляд її мешканців. Можливо, однієї з основних галузей знання, які будуть визначати ви ...

Сигові риби
Сиги вод СНД відносяться до двох видів: ряпушки і власне сиги, кожен з безліччю форм. По екології всіх сигів підрозділяють на прохідних, озерно-річкових і озерних. Перші нагулюються в морі або в озері, звідки йдуть на нерест високо вгору п ...