1 / 16

Částicová fyzika – kvarkový model

Částicová fyzika – kvarkový model. udd. uud. uuu. ddd. S= 0. uus. dds. Q= 2. uds. S= -1. dss. uss. Q=1. S= -2. Q= 0. S= -3. sss. Nedostatky kvarkového modelu : Nebyly nikdy pozorovány samostatné kvarky Porušoval Pauliho vylučovací princip. Q=-1.

avel
Download Presentation

Částicová fyzika – kvarkový model

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Částicová fyzika – kvarkový model udd uud uuu ddd S=0 uus dds Q=2 uds S=-1 dss uss Q=1 S=-2 Q=0 S=-3 sss • Nedostatky kvarkového modelu : • Nebyly nikdy pozorovány samostatné kvarky • Porušoval Pauliho vylučovací princip Q=-1

  2. Částicová fyzika – kvarkový model u u u u d d d s s s d s 1964 - O. Greenberg navrhuje řešení problému s Pauliho vylučovacím principem zavedením nové kvantové vlastnosti kvarků – barvy. Má-li každý kvark v dané částici (uuu, ddd, sss) jinou barvu, nejsou identické a Pauliho vylučovací princip se na něj nevztahuje.

  3. Částicová fyzika – kvarkový model d u u d d u d u u d Vlastnost „barevnost“ u složených částic nepozorujeme, neboť tři různé barvy či barva a antibarva dá dohromady „bílou“ – bezbarvou částici. Neutron Proton π- π+ Pozn.: kvantová vlastnost „barva“ samozřejmě nemá nic společného s optickými jevy.

  4. Částicová fyzika – objev J/Ψ Burton Ritcher 1931 - S. C. C. Ting 1936 - Zavedení barev kvarků vyřešilo problém s Pauliho vylučovacím principem a zároveň naznačilo, proč nelze pozorovat samostatné kvarky – pokud pozorovatelné objekty (částice) musí být bezbarvé, pak je možné spojovat kvarky po dvou (barva-antibarva) nebo po třech (tři barvy nebo tři antibarvy), ne však čtyřech či po jednom. Nutnost „bezbarvosti“ pozorovatelných částic byla ale spekulace a kvarkový model nebyl podložen experimentálně. Mezi roky 1964 – 1974 se o kvarcích v „lepší fyzikální společnosti“ nemluvilo. Objev J/Ψr. 1974, Nobelova cena r. 1976

  5. Částicová fyzika – objev J/Ψ • Elektricky neutrální • Extrémně těžká (3.1 GeV) • Extrémní doba života (10-20 s) Obdobně těžké částice (mezony) mají typickou dobu života 10-23 s, tato částice žije tedy 1000x déle, než srovnatelné částice. To je jako objevit kdesi v Andách vesničku, ve které se lidé dožívají běžně 70000 let. To nemůže být nějaká anomálie, ale známka úplně nových, doposud neznámých biologických jevů. Objev J/Ψtedy znamenal převrat ve fyzice částic. Tento objev je často označován jako Listopadová revoluce.

  6. Částicová fyzika – objev J/Ψ J/Ψje vázaný stav nového kvarku a antikvarku. Tento kvark byl označen jako půvabný (charm). Vázaný stav cc by dle kvarkového měl mít opravdu tak dlouhý život, jak bylo naměřeno. O vlastnostech J/Ψse v měsících po jeho objevu hodně diskutovalo, nicméně zcela vyhovující vysvětlení podal kvarkový model:

  7. Částicová fyzika – kvarkový model Existence nového kvarku (c) impikuje existenci mnoha nových částic: ccc c=3 ccd ccu c=2 ccs cud cdd cuu c=1 cds css cus (ddd) Δ- Δ+ (duu) Δ0 (ddu) Δ++ (uuu) (dds) Σ- Σ+ (uus) c=0 Ξ0 (uss) (dss) Ξ- (sss)

  8. Částicová fyzika – standardní model Současné vědomosti o elementárních částicích shrnuje tzv. Standardní model. Elementární se zde rozumí taková částice, u které nelze pomocí současných experimentálních metod pozorovat vnitřní strukturu. Leptony

  9. Částicová fyzika – standardní model Současné vědomosti o elementárních částicích shrnuje tzv. Standardní model. Elementární se zde rozumí taková částice, u které nelze pomocí současných experimentálních metod pozorovat vnitřní strukturu. Kvarky

  10. Částicová fyzika – standardní model Elektromagnetická Gravitační Slabá Silná Jak to všechno drží pohromadě? 4 základní interakce Elmg., silnou a slabou interakci lze vysvětlit pomocí výměny určitých druhů částic částic - mediátorů

  11. Částicová fyzika – standardní model • Interakce vysvětlena • výměnou částic (mediátorů) • Kvantová teorie pole • Feynmanovy diagramy e- e-

  12. Elektromagnetická Částicová fyzika – standardní model • Reaguje na elektrický náboj • Nekonečný dosah • Odpudivá i přitažlivá • Nosičem (mediátorem) je foton

  13. Částicová fyzika – standardní model Silná • Reaguje na barvu • Krátký dosah • Přitažlivá, odpudivá pouze na velmi krátké vzdálenosti • Nosičem (mediátorem) je gluon Silná interakce drží pohromadě kvarky v částicích, její zbytková forma pak drží pohromadě atomová jádra.

  14. Částicová fyzika – standardní model Neexistují volné barevné částice – za což může jev uvěznění kvarků. Budeme-li se snažit uvolnit kvark z nitra nukleonu, poroste síla, kterou je v něm vázán. Pokud při „oddalování“ kvarku dodáme dostatečnou energii, vytvoří se pár kvark – antikvark, který se naváže k původním tak, že vzniknou dvě nové bezbarvé částice. Analogii vidíme při natahování pružiny. Pokud pružinu natáhneme moc, praskne a zbudou nám pružiny dvě.

  15. Částicová fyzika – kvarkový model Slabá • Reaguje na typ kvarku či leptonu (někdy označováno jako • chuť - flavor) • Krátký dosah • Odpudivá, neexistují stabilní systémy vázané slabou • interakcí. Je zodpovědná za některé rozpady částic • Nosičy (mediátory) jsou tzv. intermediální bozony

  16. Částicová fyzika – standardní model

More Related