Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Wstęp do fizyki cząstek elementarnych Ewa Rondio.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Wstęp do fizyki cząstek elementarnych Ewa Rondio."— Zapis prezentacji:

1 Wstęp do fizyki cząstek elementarnych Ewa Rondio

2 cząstki elementarne krótka historia pierwsze cząstki próby klasyfikacji troche o liczbach kwantowych kolor uwięzienie kwarków obecny stan wiedzy oddziaływania składniki Modelu Standartowego

3

4 Krótka historia 1905 – A. Einstein wyjaśnił obserwowany efekt fotoelektryczny postulując, że światło jest strumieniem kwantów energii fotony 1923 – Compton badał rozpraszanie fotonów na elektronach Rys F. Żarnecki Fotony niosą nie tylko energię, ale i pęd - jak cząstki. badanie cząstek zderzenia

5 rozpraszanie Rutherforda hipotez jądra atomowego stad już blisko do protonu, potem neutron...

6 pierwszy etap foton, elektorn, jądro atomu – potem jego składniki: proton i neutron potem cząstki obsewowane w promieniowaniu kosmicznym przyspieszanie cząstek i produkcja nowych

7

8 produkcja nowych cząstek w zderzeniach cząstki naładowane można przyspieszac, kierować ich ruchem i zderzać z tarczą najlepsze pociski to protony lub elektrony (sa naładowane i trwałe, mozna je łatwo zbierac i przyspieszać) obserwujemy co powstaje w miarę wzrostu dostępnych energii można produkować coraz cięższe cząstki

9 Zderzenie dwóch obiektów o dużej energii Powstaje wiele obiektów, niektóre zupełnie inne niż te które się zderzyły

10 pojawiają się coraz to nowe cząstki LHC

11 coraz więcej cząstek elementarych... cząstki o spinie całkowitym MEZONY cząstki o spinie połówkowym BARIONY potrzeba uporzadkowania, może te cząstki mają bardziej elementarne składniki ????

12 propozycja Gel-Manna:

13 q=- 1/3 q=+2/3 wszystkie znane wówczas sząstki można poskładać z 3 cegiełek o dość dziwnych własnościach między innymi ich ładumek musi być ułamkowy (1/3 i 2/3) np. proton =uud u u d d s s

14 hipoteza wydawała się dziwna, ale wprowadzała porządek i miała bardzo ciekawe własności symetrii mezony (spin 0,1..) składają się z pary kwark- anty kwark bariony (spin ½, 3/2...) składają się z trzech kwarków wszystkie cząstki dało się wpisac w takie rodziny (8, 12..), ale nie wszystkie miejsca były pełne

15 taki model pozwala opisac zachowanie cząstek i wyjaśnić niektóre ich własności taki rozpad możliwy jeśli wystarczy energii po sprawdzeniu mas wiemy, że nie wystarczy dlatego kwarki s musza zniknać to wydłuża proces przykład:

16 jak budujemy, tesujemy hipotezy czy dla każdej cząskti znajdujemy miejsce czy ten opis nie łamie zadnych podstawowych praw? tu okazało się, że jest problem: istniała cząskta jej zbudowanie wymaga 3 kwarków takich samych (u) równolegle ustawionych spinach (spin cząstki jest 3/2) to jest sprzeczne z zakazem Pauliego (2 fermiony nie moga sie znajdować w tym samym stanie) trzeba wprowadzic liczbe kwantową którą będą sie różnić !!!!

17 aby cząskta mogła istnić kwark u musi występować w trzech wersjach przez analogie do optyki dla liczby kwantowej rozróżniającej te 3 wersje przyjęto nazwę KOLOR kwarki występują w 3 kolorach obserwowane cząstki bariony i mezony nie niosą liczby kwantowej koloru są BIAŁE takie wyjaśnienie uratowało model, a przy okazji dostarczyło argumentu dlaczegow naturze obserwujemy tylko trojki krarków i pary kwark-antykwark obserwowane cząskti są białejak to wyjaśnić???

18 przy pewnej odległości energia struny bardzo duża może się zamienic na masę nowej pary kwark-antykwark teraz mamy stare i nowe kwarki, które mogą tak się zgrupować aby powstały 2 białe cząstki barion = 3 kwarki biały mezon kwark- antykwark biały jesli odsuwamy kwarki naciąga sie miedzy nimi struna kolorowa im dłuższa struna tym większą ma energię kwark ma kolor, oddiaływania między kwarkami to oddziaływania obiektów kolorowych

19

20 czy inne obserwacje potwierdzają model kwarków i istnienie koloru? dopuszczenie cząstek składających sie z 3 kwarków różniacych sie tylko kolorem pozwala opisać cząstke i dla 3 rodzajów kwarków należy się też spodziewać cząstki zbudowanye z sss gdy wprowadzano kwarki takiej cząstki nie znano jej masa została przewidziana na podstawie modelu i w krótkim czsie ją znaleziono jest to cząstka jej obserwacja bardzo wzmocniła model kwarków

21 barion = 3 kwarki biały mezon kwark-antykwark biały dalsze badania wykazały, że jest jeszcze czwarty kwark, potem odkryto jeszcze 2 tak wiec mamy 6 kwarków tworzacych 3 pary : ładunek -1/3 i ładunek 2/3 każdy kwark występuje w 3 kolorach z takiego zestawu kwarków można zbudować wszystkie znane dziś HADRONY bariony i mezony uczestniczą w oddziaływaniach silnych = hadrony

22 dołożenie czwartego kwarka powoduje, że dotychczasowe rodziny cząstek poszerzają się (nowa oś c )

23 czy to wszystkie cząstki elementarne ?? wiemy, że NIE elektron nie jest hadronem, nie składa się z kwarków

24 LEPTONY – cząstki, które nie biorą udziału w oddziaływaniach silnych (biorą w słabych i jeśli mają ładunek to w elektro-magnetycznych) pierwszy odkryty lepton elektron teraz wiemy, że leptonów jest 6, tworzą pary: naładowany – neutralny (neutrino) o nich będzie poźniej

25 czy teraz juz may wszystkie składniki? wiemy, że nie, bo w naszej klasyfikacji nie ma FOTONU to nośnik pola (elektro-magnetycznego) Diagramy Feynmana cząstki komunikiją się przez wymianę cząstki przenoszącej oddzalywanie prezentacja graficzna:

26 oddziaływanie to wymiana nośnika = kwantu pola

27 potwierdzenie istnienia koloru pomiar stosunku przekrojów czynnych w oddziaływaniu e+e-

28

29

30 D. Kiełczewska, wykład 1 Model Standardowy – opis cząstek i ich oddziaływań e u d u u d c c d c s s tt s b t b b To są wszystkie (obecnie znane) cząstki elementarne Podlegają tym samym UNIWERSALNYM prawom fizyki

31 D. Kiełczewska, wykład 1 Generacja IGeneracja II Model Standardowy w kolorach Bosony pośredniczące gluony Generacja III Leptony Kwarki


Pobierz ppt "Wstęp do fizyki cząstek elementarnych Ewa Rondio."

Podobne prezentacje


Reklamy Google