Cząstki elementarne

Cząstki elementarne
Klasyfikacja cząstek elementarnych
Zderzenia i rozpady
Leptony i liczba leptonowa
Hadrony; liczba barionowa i dziwność
Ścieżka ośmiokrotna i model kwarkowy
Oddziaływania fundamentalne i cząstki pośredniczące
1
Klasyfikacja cząstek elementarnych
Fermiony
– spin połówkowy
Bozony – spin całkowity
(elektron, proton,neutrino...)
(foton)
Leptony
(tylko fermiony)
– nie podlegają oddziaływaniom silnym
Hadrony (fermiony i bozony)
– podlegają oddziaływaniom silnym
(e-,e+,ν,μ,...)
(n,p,...)
elementarne
złożone z kwarków
Bozon Higgsa
Bariony
– fermiony
Mezony
– bozony
(n,p,...)
(π,...)
2
Klasyfikacja cząstek elementarnych
Leptony
Kwarki
q
l
γ
W
Foton
W+/W -
H
Źródło: Wikipedia
Z
Z0
u, c, t
d, s, b
g
Gluony
Bozon Higgsa
3
Akceleratory cząstek
Tevatron w Fermilabie
(Batavia, Illinois, USA)
Symulacja zdarzenia
w CMS (CERN)
4
Detekcja cząstek elementarnych
Komora pęcherzykowa (Fermilab)
CMS (CERN)
5
Zderzenia i rozpady
oddziaływania silne
oddziaływania słabe
6
Leptony
X
X
X
Trzy rodziny leptonów
Nie podlegają oddziaływaniom silnym
Wszystkie leptony są fermionami, s = ½
Prawo zachowania liczb leptonowych (uniwersalne)
7
Hadrony: liczba barionowa i dziwność
Podlegają oddziaływaniom silnym
Fermiony – bariony; bozony – mezony
Zasada zachowania liczby barionowej
(uniwersalna):
bariony: B = 1
taki proces nie zachodzi
antybariony: B = -1
inne cząstki: B = 0
taki proces zachodzi ...
… a taki nie zachodzi
Zasada zachowania dziwności (w oddziaływaniach silnych):
Kaon (K), cząstka Σ (i wiele innych) – cząstki dziwne
K+: dziwność S = 1; Σ+: dziwność S = -1
Dalsze zasady zachowania (w oddziaływaniach silnych):
powab, B', T, izospin, hiperładunek, parzystość
8
Hadrony: ścieżka ośmiokrotna
oktet barionowy (spin ½)
dekuplet barionowy (spin 3/2)
9
Hadrony: ścieżka ośmiokrotna
nonet mezonowy (spin 0)
10
Model kwarkowy – bariony (spin 1/2)
11
Model kwarkowy – mezony
12
Oddziaływania fundamentalne
i cząstki pośredniczące
Oddziaływanie elektromagnetyczne
foton (bezmasowy)
elektrodynamika kwantowa
Oddziaływanie słabe
cząstki W (q = ±e, m = 80,6 GeV/c2),
Z (q = 0, m = 91,2 GeV/c2)
Oddziaływania silne (kolorowe)
teoria
oddziaływań
elektrosłabych
teorie
wielkiej
unifikacji
(GUT)
teoria
wszystkiego
gluony
chromodynamika kwantowa
Grawitacja ???
13