Презентация на тему: Кварки

кварки Физикопедия.рф

Строение материи Мельчайшая частица вещества – молекула. Молекулы состоят из атомов. Атом состоит из ядра и электронов которые вращаются вокруг него. Ядро атома состоит из протонов и нейтронов. А из чего состоят протоны нейтроны и другие элементарные частицы?....

Гипотеза Гелл-Манна В1964 г Гелл-Манн (Gell-Mann) предложил теорию объясняющую строение адронов (барионов и мезонов). Согласно этой теории, адроны состоят из неких фундаментальных объектов, названных Гелл-Манном кварками.

Сколько кварков существует На сегодня считается, что существуют шесть различных типов кварков Аромат, тоже что и тип – условное обозначение для различных типов кварков Тип Аромат u up Верхний d down Нижний c charm Очарованный s strange Странный t top(true) Самый высокий(истинный) b bottom(beauty) Самыйнизкий(красивый)

Свойства кварков Согласно Стандартной модели строения вещества и квантовой хромодинамики, кварки обладают рядом специфических свойств: массой, цветом, электрическим зарядом(Q), спином(J), странностью(S), очарованием(c), красотой(b) и истинностью(t). Каждое свойство задается величиной , называемой квантовое число. (каждый кварк описывается набором квантовых чисел)

Свойства кварков (Сводная таблица) Свойства адронов определяются набором значений квантовых чисел соответствующих кварков Аромат Масса, МэВ/с2 I спин I3 проекция спина Qq/e заряд s странность c очарование b красота tистинность u up 330; (5) 1/2 1/2 2/3 0 0 0 0 d down 340; (7) 1/2 -1/2 -1/3 0 0 0 0 s strange 450; (150) 0 0 -1/3 -1 0 0 0 сcharm 1500 0 0 2/3 0 1 0 0 b beauty 5000 0 0 -1/3 0 0 -1 0 t truth 174000 0 0 2/3 0 0 0 1

Свойства кварков (цвет) Каждый из шести кварков может существовать в трех видах или лицах. Каждый вид задается цветом. Принято считать три цвета: красный, зеленый и синий. Цвет или цветовой заряд, характеризует взаимодействие кварков и глюонов. u u u

Свойства кварков (электрический заряд) Кварки имеют дробный электрический заряд по отношению к элементарному заряду (к заряду электрона) Тип Заряд u up + 2/3 е d down - 1/3 е c charm + 2/3 е s strange - 1/3 е t top(true) +2/3 е b bottom(beauty) -1/3 е

Свойства кварков (антикварки) Антикварки обладают противоположным по знаку электрическим зарядом и антицветом (антикрасный, антизеленый, антисиний) Заряд Тип Кварк Антикварк u + 2/3 е - 2/3 е d - 1/3 е + 1/3 е c + 2/3 е - 2/3 е s - 1/3 е + 1/3 е t +2/3 е - 2/3 е b - 1/3 е +1/3 е

Свойства кварков (спин) Спин – внутренняя квантовая характеристика частицы. Спин обозначается буквой J. Спин измеряется целыми и полуцелыми числами, кратными постоянной Планка J = 0; 1/2 ħ; 1 ħ; 3/2 ħ; 2 ħ;… Кварк может иметь спин +1/2 ħ или -1/2 ħ Спин это векторная характеристика частицы. Принято считать, что при положительном значении спин направлен вверх, при отрицательном вниз u u J=+1/2 ħ J= -1/2 ħ Частица имеющая спин J может находиться в (2J+1) спиновых состояниях

Свойства кварков Кварки не существуют в свободном виде, они всегда «связаны» друг с другом в частицах, которые они образуют. Неразрывность кварковых связей называется конфайнмент При образовании адронов из кварков должно выполнятся условие: комбинация кварков должна быть бесцветной. Бесцветная комбинация трех кварков (красный+зеленый+синий) Бесцветная комбинация двух кварков (кварк+антикварк)

Все Свойства кварков (бесцветные комбинации) Все барионы состоят из комбинации трех кварков разного цвета , антибарины из трех антикварков различных антицветов Все мезоны состоят из двух кварков несущих цвет и антицвет

Согласно стандартной модели — лучшей на сегодняшний день теории строения материи, — кварки, объединяясь, образуют всё многообразие элементарных частиц, из которых, в свою очередь, состоят ядра атомов. 

Строение барионов Барионы состоят из трех кварков p - протон n - нейтрон Δ - гиперон ++ Заряд частицы определяется суммарным зарядом кварков d u u u d d u u u Частица Протон Нейтрон Гиперон Заряд +2/3+2/3-1/3= +1 +2/3-1/3-1/3= 0 +2/3+2/3+2/3= +2

Мезоны Мезоны состоят из двух кварков (кварка и антикварка) u u d s π -мезон 0 К -мезон 0 красный голубой (антикрасный) зеленый пурпурный (антизеленый)

Систематизация барионов Странность Проекция спина Различие барионов определяется их составом Одинаковый у всех барионов

Систематизация гиперонов Одинаковый у всех гиперонов

Систематизация мезонов Одинаковый у всех мезонов

Открытие пентакварка Пентакварк – гипотетическая субатомная частица, состоящая из пяти кварков. Несколько экспериментов 2003 года подтверждают, что обнаружен пентакварк массой приблизительно 1540МэВ/с2, которая состоит из двух «верхних», двух «нижних» кварков и одного «странного» антикварка (uudds)

Схема рождения пентакварка пентакварк

Открытия продолжаются 14 июля 2015 г. учёные из коллаборации LHCb сообщили об открытии пентакварков в результате столкновений протонов при энергиях до восьми тераэлектронвольт на Большом адронном коллайдере. Состав: пять кварков (u,u,d,c,c) Теоретически обоснована Мюрреем Гелл-Манном(1964) Обнаружена на БАК (Болшой адронный коллайдер) (2015) Названа по количеству кварков в составе(Пять кварков) Ведутся разговоры о возможном существовании частиц содержащих 4 кварка и 6 кварков. Поиски продолжаются.

http://elementy.ru/trefil/21196?context=20442 http://nuclphys.sinp.msu.ru/students/quarks/index.html http://znaniya-sila.narod.ru/phisics/phisics_atom_04.htm http://serg.fedosin.ru/qu.htm http://www.hep.by/gnu/nuclphys/astro/astro02.htm http://www.quickiwiki.com/ru Автор презентации «Кварки» Помаскин Юрий Иванович - - учитель физики, Почетный работник общего образования. Презентация может быть использована на уроках физики, астрономии и во внеклассной работе. Используемые источники: