Класификация на елементарните частици

Колко разнообразни са елементарни частици, така са и техните различни характеристики. Въз основа на характеристиките се съставя класификацията на елементарните частици.

Един от най-важните показатели е масата. Важно е да се вземе предвид остатъчната маса на частицата, тъй като по време на движение, особено при високи скорости, тя значително се увеличава. Понякога, без да се обмисля този факт, някои учени обявиха откриването на нови частици, въпреки че се занимаваха с отдавна познатите. Референтната единица се счита за остатъчната маса на електрона, тъй като тя е най-леката от тях. В наше време класификацията на елементарните частици в съответствие с техните масови почивки е, както следва:

• фотони, които нямат маса за почивка, тъй като непрекъснато се движат с лека скорост;
• леките частици са лептони, които включват неутрини и електрони;
• средни частици, които тежат от една маса на електрони до хиляда;
• тежки бариони, които имат маса от повече от хиляда електронни маси, които включват неутрони, протони, хиперони.

Следващата характеристика, според която класификацията на елементарните частици се създава, е тяхната електрически заряд. Това е кратно на заряда на един електронен (-1) винаги. Според тази характеристика, всички частици са разделени на положително заредени, отрицателно заредени и с нулева заряд. Също така се предполага наличието на частици с частичен заряд.

Друга характеристика, чрез която се създава класификацията на елементарните частици, е времето на техния живот:

• стабилни частици, към които се отнасят електроните, неутрино, фотон и протон, неутронът остава стабилен, докато е в него състава на ядрото на атома, и в свободно състояние се разпада в рамките на 15 минути;
• нестабилни частици - всички останали. Животът им е 10 (-10) - 10 (-24) секунди, а частиците с най-кратък живот - резонанси, които се сринат преди да могат да напуснат атомно ядро или атом. Те живеят 10 (-25) - 10 (-26) секунди. Въпреки че съществуването на такива частици беше теоретично изчислено, практически никой не ги записа. В живота на човек най-важната роля, разбира се, принадлежи на стабилни частици, защото от тях се изграждат всички макро-тела.

Следващата класификационна характеристика е типът на взаимодействие:

• лептоните са частици, които участват само в слаби и електромагнитни взаимодействия;
• хадроните са частици, които в допълнение към горното също участват в силни взаимодействия.

Но най-важната характеристика на елементарните частици е въртенето (описанието на инерцията на частиците). Тази стойност в класическата механика описва характеристиката на въртенето на тялото. Но физиката, като се имат предвид свойствата на елементарните частици, спинът се характеризира по различен начин - като вътрешната степен на свобода на дадена частица. Той може да приеме положителни стойности, които са пропорционални на константата на Планк, за разлика от въртенето в механиката, способни да взимат всякакви ценности. Коефициентът, изразяващ неговата пропорционалност, се нарича квантово число на въртене. За някои частици може да има цяло число (0, 1, 2), а в други - половинномерни (1/2, 3/2) стойности. Частицата с нейното 0-вото завъртане изглежда еднакво, когато се завърта под всякакъв ъгъл, със завъртане на една - тя поема една и съща форма, след като я завърти на 360 градуса и от завъртанията до 2 - след 180 градусов завой, frac12- - при 720 градуса. Всички частици с не-интегрална стойност на въртене се наричат ​​фермиони. Те включват всички широко известни частици, например, протони, електрони, неутрони. Гърбът им е 1/2. И с цели числа, бозони. Тези вещества, всъщност, са кванти на полета, но дори и притежаващи корпускулни свойства, все още действат като полета в класическата граница. Ясен пример за бозони е фотон, чието въртене е 1, както и мезони с нулево центрофугиране.