Darstellung der Elementarteilchen und ihrer Wechselwirkungen. Vortrag „Elementarteilchen“ in der Physik – Projekt, Bericht

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Stufe 1. Vom Elektron zum Positron: 1897-1932

Positroon-Elektron

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Stufe 2. Vom Positron zu den Quarks

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Elementarteilchen

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Grundlegende Wechselwirkungen

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Teilchen und Antiteilchen

γ hν=2mc2 Elektron Positron

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Stufe 3. Von der Quark-Hypothese bis heute

Fast die gesamte Masse eines jeden Atoms ist im Kern konzentriert, der hunderttausendmal kleiner als ein Atom ist. Der Kern besteht aus Protonen und Neutronen, die wiederum aus Quarks bestehen. (Abbildung von www.star.bnl.gov)

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Struktur von Hadronen

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Gluonen

Die Gluonenkräfte, die Quarks in einem Proton binden, werden nicht schwächer, wenn sich ein Quark von einem anderen entfernt. Dadurch wird beim Versuch, ein Quark aus einem Proton zu „reißen“, durch das Gluonenfeld ein zusätzliches Quark-Antiquark-Paar erzeugt und kein Quark, sondern ein Pi-Meson vom Proton getrennt. Das Pi-Meson kann bereits beliebig weit vom Proton entfernt fliegen, da die Kräfte zwischen den Hadronen mit zunehmender Entfernung schwächer werden. (Abbildung von www.nature.com)

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Symmetrie der Elementarteilchen

moderne Theorie Bei Elementarteilchen ist das Konzept der Symmetrie der Gesetze bezüglich bestimmter Transformationen führend. Symmetrie wird als Faktor betrachtet, der die Existenz verschiedener Gruppen und Familien von Elementarteilchen bestimmt.

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So sieht ein typisches „interessantes“ Ereignis im CDF-Detektor am Tevatron aus. Gezeigt wird die Endansicht des Detektors. Die Strahlen kollidieren in einer Richtung senkrecht zum Muster und die erzeugten Partikel streuen in verschiedene Richtungen und werden im Magnetfeld abgelenkt. Je größer der Impuls des Teilchens ist, desto schwächer wird es abgelenkt. Das Histogramm an den Rändern zeigt die Energiefreisetzung der Partikel. (Abbildung von www-cdf.fnal.gov)

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"Physiklabor

Diese Zahl veranschaulicht die manchmal mühsame und sogar geringfügige Arbeit, die Physiker leisten müssen, um seltene Ereignisse aus allen Statistiken zu isolieren. Tatsächlich ist es oft unmöglich, zuverlässig zu sagen, ob das Teilchen, an dem wir interessiert sind, bei jedem einzelnen Ereignis entstanden ist oder nicht. Nur aus der Gesamtheit aller Statistiken können aussagekräftige Informationen gewonnen werden. (Kunstwerk: CERN. Abbildung von www.exploratorium.edu))

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Hausaufgaben

Schreiben Sie eine Geschichte über Elementarteilchen. Verfassen Sie Fragen und Antworten „Jumble“

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Präsentation für eine Physikstunde in der 11. Klasse (Profilniveau)

Abgeschlossen von: Popova I.A., Physiklehrerin Belovo, 2012

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Ziel:

• Einführung in die Physik der Elementarteilchen und Systematisierung des Wissens zum Thema.
• Entwicklung des abstrakten, ökologischen und wissenschaftlichen Denkens der Studierenden auf der Grundlage von Vorstellungen über Elementarteilchen und deren Wechselwirkungen

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Wie viele Elemente enthält das Periodensystem?

Nur 92.

Wie? Ist da mehr?

Stimmt, aber der Rest ist künstlich gewonnen und kommt in der Natur nicht vor.

Also - 92 Atome. Aus ihnen lassen sich auch Moleküle herstellen, d.h. Substanzen!

Die Tatsache, dass alle Stoffe aus Atomen bestehen, wurde jedoch bereits von Demokrit (400 v. Chr.) festgestellt.

Er war ein großer Reisender und sein Lieblingsspruch war:

„Nichts existiert außer Atomen und reinem Raum, alles andere ist eine Sicht“

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Antiteilchen – ein Teilchen mit der gleichen Masse und dem gleichen Spin, aber entgegengesetzten Ladungswerten aller Art;

Zeitleiste der Teilchenphysik

Jedes Elementarteilchen hat sein eigenes Antiteilchen

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Zeitleiste der Teilchenphysik

Alle diese Teilchen waren instabil, d.h. zerfielen in Teilchen mit geringerer Masse und wurden schließlich zu stabilen Protonen, Elektronen, Photonen und Neutrinos (und ihren Antiteilchen).

Theoretische Physiker standen vor der schwierigsten Aufgabe, den gesamten entdeckten „Zoo“ von Teilchen zu ordnen und zu versuchen, die Anzahl der Elementarteilchen auf ein Minimum zu reduzieren, um zu beweisen, dass andere Teilchen aus Elementarteilchen bestehen

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Zeitleiste der Teilchenphysik

Aus diesem Modell ist nun eine kohärente Theorie aller bekannten Arten von Teilchenwechselwirkungen geworden.

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Wie erkennt man ein Elementarteilchen?

Normalerweise werden Spuren (Flugbahnen oder Spuren), die Partikel hinterlassen, anhand von Fotos untersucht und analysiert.

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Klassifizierung von Elementarteilchen

Alle Teilchen werden in zwei Klassen eingeteilt:

• Fermionen, aus denen Materie besteht;
• Bosonen, durch die Wechselwirkung stattfindet.

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Fermionen werden unterteilt in

• Leptonen
• Quarks.

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Quarks

• Gell-Mann und Georg Zweig schlugen 1964 das Quark-Modell vor.
• Das Pauli-Prinzip: In einem System miteinander verbundener Teilchen gibt es niemals mindestens zwei Teilchen mit identischen Parametern, wenn diese Teilchen einen halbzahligen Spin haben.

M. Gell-Mann-Konferenz im Jahr 2007

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Was ist Spin?

• Spin zeigt, dass es einen Zustandsraum gibt, der nichts mit der Bewegung eines Teilchens im gewöhnlichen Raum zu tun hat;
• Spin (von englisch to spin – to spin) wird oft mit dem Drehimpuls eines „schnell rotierenden Kreisels“ verglichen – das stimmt nicht!
• Spin ist eine interne Quanteneigenschaft eines Teilchens, die in der klassischen Mechanik keine Entsprechung hat;
• Spin (vom englischen Spin – Twirl, Rotation) ist der Eigendrehimpuls von Elementarteilchen, der Quantennatur hat und nicht mit der Bewegung des Teilchens als Ganzes verbunden ist

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Spins einiger Mikropartikel

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Quarks

• Quarks nehmen sowohl an starken als auch an schwachen und elektromagnetischen Wechselwirkungen teil.
• Die Ladungen von Quarks sind gebrochen – von -1/3e bis +2/3e (e ist die Ladung des Elektrons).
• Quarks existieren im heutigen Universum nur in gebundenen Zuständen – nur als Teil von Hadronen. Ein Proton ist beispielsweise uud, ein Neutron ist udd.

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Vier Arten physischer Interaktionen

• Gravitation,
• elektromagnetisch,
• schwach,
• stark.

Schwache Wechselwirkung – verändert die innere Natur von Partikeln.

Starke Wechselwirkungen bestimmen verschiedene Kernreaktionen sowie die Entstehung von Kräften, die Neutronen und Protonen in Kernen binden.

Der Mechanismus der Wechselwirkungen ist derselbe: durch den Austausch anderer Teilchen – Träger der Wechselwirkung.

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• Elektromagnetische Wechselwirkung: Träger – Photon.
• Gravitationswechselwirkung: Träger – Gravitationsfeldquanten – Gravitonen.
• Schwache Wechselwirkungen: Träger – Vektorbosonen.
• Träger starker Wechselwirkungen: Gluonen (von englisches Wort Leim - Leim), mit Ruhemasse gleich Null.
• Sowohl Photonen als auch Gravitonen haben keine Masse (Ruhemasse) und bewegen sich immer mit Lichtgeschwindigkeit.
• Ein wesentlicher Unterschied zwischen Trägern schwacher Wechselwirkung und Photonen und Gravitonen ist ihre Massivität.

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Eigenschaften von Quarks

Quark-Supermultiplets (Triade und Antitriade ) ,d,s>,d,s>

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Eigenschaften von Quarks: Farbe

Quarks haben eine Eigenschaft, die Farbladung genannt wird.

Es gibt drei Arten von Farbladungen, die üblicherweise als bezeichnet werden

• Blau,
• Grün
• Rot.

Jede Farbe hat eine Ergänzung in Form ihrer eigenen Antifarbe – Antiblau, Antigrün und Antirot.

Im Gegensatz zu Quarks haben Antiquarks keine Farbe, sondern eine Antifarbe, also die entgegengesetzte Farbladung.

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Eigenschaften von Quarks: Masse

Quarks haben zwei Hauptmassentypen, die sich in ihrer Größe unterscheiden:

aktuelle Quarkmasse, geschätzt in Prozessen mit signifikanter Übertragung des quadratischen 4-Impulses, und

Strukturmasse (Block, konstituierende Masse); umfasst auch die Masse des Gluonenfeldes um das Quark und wird aus der Masse der Hadronen und ihrer Quarkzusammensetzung geschätzt.

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Eigenschaften von Quarks: Geschmack

Jeder Flavor (Typ) eines Quarks wird durch solche Quantenzahlen charakterisiert wie

• Isospin Iz,
• Fremdheit S,
• Charme C,
• Charme (Boden, Schönheit) B′,
• Wahrheit (Obersteheit) T.

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Eigenschaften von Quarks

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Betrachten wir die Aufgaben

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Welche Energie wird bei der Vernichtung eines Elektrons und eines Positrons freigesetzt?

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Welche Energie wird bei der Vernichtung eines Protons und Antiprotons freigesetzt?

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Welche Kernprozesse erzeugen Neutrinos?

A. Während des α-Zerfalls.

B. Während des β-Zerfalls.

B. Wenn γ-Quanten emittiert werden.

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Welche Kernprozesse erzeugen Antineutrinos?

A. Während des α-Zerfalls.

B. Während des β-Zerfalls.

B. Wenn γ-Quanten emittiert werden.

D. Während jeglicher nuklearer Transformationen

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Ein Proton besteht aus...

A. . . .Neutron, Positron und Neutrino. Folie 33

1.Welche physikalischen Systeme entstehen aus Elementarteilchen durch elektromagnetische Wechselwirkung?

A. Elektronen, Protonen. B. Atomkerne. B. Atome, Materiemoleküle und Antiteilchen.

2. Aus Sicht der Wechselwirkung werden alle Teilchen in drei Typen unterteilt: A. Mesonen, Photonen und Leptonen. B. Photonen, Leptonen und Baryonen. B. Photonen, Leptonen und Hadronen.

3. Was ist der Hauptfaktor für die Existenz von Elementarteilchen? A. Gegenseitige Transformation. B. Stabilität. B. Die Wechselwirkung von Teilchen untereinander.

4. Welche Wechselwirkungen bestimmen die Stabilität von Atomkernen? A. Gravitation. B. Elektromagnetisch. B. Nuklear. D. Schwach.

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6. Die Realität der Umwandlung von Materie in ein elektromagnetisches Feld: A. Bestätigt durch die Erfahrung der Vernichtung eines Elektrons und eines Positrons. B. Bestätigt durch das Experiment der Vernichtung eines Elektrons und eines Protons.

7. Reaktion der Umwandlung von Materie in ein Feld: A. e + 2γ→e+B. e + 2γ→e- B.e+ +e- =2γ.

8. Welche Wechselwirkung ist für die Umwandlung von Elementarteilchen ineinander verantwortlich? A. Starke Interaktion. B. Gravitation. B. Schwache Wechselwirkung D. Stark, schwach, elektromagnetisch.

Antworten: B; IN; A; IN; B; A; IN; G.

5. Gibt es in der Natur unveränderliche Teilchen?

A. Es gibt. B. Sie existieren nicht.

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Literatur

Periodensystem Elementarteilchen

Ishkhanov B.S. , Kabin E.I. Physik von Kernen und Teilchen, 20. Jahrhundert /

Tabelle der Elementarteilchen

Teilchen und Antiteilchen

Elementarteilchen. Verzeichnis > Chemische Enzyklopädie /

Teilchenphysik

Quark /sila.narod.ru/physics/physics_atom_04.htm

Quark. Material aus Wikipedia – der freien Enzyklopädie /

2. Über Quarks.

Regenbogenharmonie

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Beispiele für Phänomene, die Zweifel an der Unveränderlichkeit von Atomen aufkommen lassen Elektrifizierung von Körpern Linienspektren der Emission und Absorption von Atomen Radioaktivität Elektrolyse Photoelektrischer Effekt Thermionische Emission Elektrische Entladung in Gasen Schlussfolgerung: Atome sind komplex Interne Struktur und sind nicht die einfachsten unzerstörbaren und unveränderlichen Teilchen

Elementarteilchen (vom lateinischen elementarius – ursprünglich, am einfachsten, grundlegend) Die Teilchen, aus denen Atome aufgebaut sind, galten als zu keiner Umwandlung fähig. Elektronen, Protonen und Neutronen galten zunächst als elementar. Später wurden Photonen in die Zahl der Elementarteilchen einbezogen Es wurde festgestellt, dass das freie Neutron instabil ist und durchschnittlich 15 Minuten lebt. Man kann jedoch nicht sagen, dass das Neutron aus diesen Teilchen besteht; sie entstehen im Moment des Zerfalls

Elementarteilchen sind Teilchen, die beim gegenwärtigen Entwicklungsstand der Physik nicht als Kombination anderer, „einfacherer“ Teilchen betrachtet werden können, die in einem freien Zustand existieren. Ein Elementarteilchen, das mit anderen Teilchen oder Feldern interagiert, müssen sich wie ein Ganzes verhalten. Alle Elementarteilchen verwandeln sich ineinander, und diese gegenseitigen Transformationen sind die Haupttatsache ihrer Existenz. Die Unteilbarkeit von Elementarteilchen bedeutet nicht, dass ihnen eine innere Struktur fehlt

ANTI-TEILCHEN Im Jahr 1928 entwickelte Paul Dirac eine Theorie der Elektronenbewegung in einem Atom unter Berücksichtigung relativistischer Effekte. Aus der Gleichung ergab sich, dass das Elektron ein „Doppel“ haben muss – ein Teilchen gleicher Masse, aber mit positiver Elementarladung. 1932 entdeckte K. Anderson experimentell Positronen in der kosmischen Strahlung

ANTIPEICHEN Alle Elementarteilchen haben Antiteilchen. Geladene Teilchen existieren paarweise. 1955 wurde ein Antiproton entdeckt. 1956 ein Antineutron. Es gibt wirklich neutrale Teilchen – Photon, Pi-Null-Meson, Etameson. Sie stimmen vollständig mit ihren Antiteilchen überein

VERNICHTUNG Es stellte sich heraus, dass Antiteilchen zu einer besonderen Art der Wechselwirkung fähig sind (bewiesen durch das Experiment von F. Joliot-Curie im Jahr 1933). Zwei Antiteilchen vernichten sich beim Treffen (vom lateinischen nihil – nichts) und verwandeln sich in zwei, selten drei Photonen. Zwei Antiteilchen vernichten sich beim Zusammentreffen (von lat. nihil – nichts) und verwandeln sich in zwei, selten drei Photonen

Elementarteilchen werden entsprechend ihrer Fähigkeit in Gruppen eingeteilt verschiedene Arten grundlegende Wechselwirkungen 1. Gravitationswechselwirkung - - wird durch das Gesetz beschrieben universelle Schwerkraft- - wirkt zwischen allen Körpern des Universums - - spielt nur für makroskopische Körper großer Massen eine große Rolle - - Träger - Gravitonen?

2. Elektromagnetische Wechselwirkung – wirkt zwischen allen elektrisch geladenen Teilchen und Körpern sowie Photonen – Quanten elektromagnetisches Feld- bietet die Möglichkeit der Existenz von Atomen und Molekülen; bestimmt die Eigenschaften von Festkörpern, Flüssigkeiten, Gasen und Plasma – bewirkt die Spaltung schwerer Kerne; Emission und Absorption von Photonen durch Materie – Träger – Photonen

3. Die starke Wechselwirkung – das ist die Wechselwirkung zwischen Nukleonen und anderen schweren Teilchen – manifestiert sich sehr stark kurze Distanzen~ m – ein Beispiel ist die Wechselwirkung von Nukleonen durch Kernkräfte – Teilchen, die zu dieser Wechselwirkung fähig sind, werden Hadronen – Träger – Gluonen und Mesonen genannt

4. Schwache Wechselwirkung – daran sind alle Elementarteilchen außer Photonen beteiligt – manifestiert sich nur in sehr kleinen Abständen ~ m – ein Beispiel für schwache Wechselwirkung ist der Prozess des Beta-Zerfalls eines Neutrons, der Zerfall eines geladenen Pions – Träger – Zwischenbosonen

QUARKS Hauptidee, erstmals von M. Gell-Mann und J. Zweig ausgedrückt, besagt, dass alle an starken Wechselwirkungen beteiligten Teilchen aus fundamentaleren Teilchen – Quarks – aufgebaut sind. Abgesehen von Leptonen, Photonen und Zwischenbosonen sind alle bereits entdeckten Teilchen zusammengesetzt. Quarks existieren im heutigen Universum nur in gebundenen Zuständen – nur als Teil von Hadronen. Ein Proton ist beispielsweise uud, ein Neutron ist udd.

Quark-Zusammensetzung von Elementarteilchen Alle Teilchen werden in zwei Klassen eingeteilt: Fermionen, aus denen die Materie besteht; Bosonen, durch die Wechselwirkung stattfindet. Fermionen werden in Leptonen und Quarks unterteilt. Derzeit behaupten 6 Leptonen und 6 Quarks, echte Elementarteilchen zu sein

Zusammenfassung Bei der Erforschung von Atomen und Elementarteilchen wurden Phänomene entdeckt, die den Gesetzen der klassischen Physik überhaupt nicht gehorchten, und dies führte zur Entstehung der Quantenphysik als Physik der Mikroweltphänomene. Welche Beziehung besteht zwischen klassischer und Quantenphysik? Existieren sie als zwei unabhängige Theorien oder hat die Quantenphysik die klassische Theorie widerlegt und aufgehoben?

Zusammenfassung: Weder das erste noch das zweite ist passiert. Die Gesetze der Quantenphysik erwiesen sich als universelle Gesetze, die nicht nur auf Systeme von Elementarteilchen, sondern auch auf alle Körper des Makrokosmos anwendbar waren. Gemäß dem Korrespondenzprinzip erwies sich die klassische Physik als Sonderfall der Quantenphysik, der nur in einem begrenzten Bereich von Entfernungen und Größen von Körpern in der Makrowelt anwendbar war.

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Elementarteilchen

Städtische, nicht standardmäßige Haushaltsbildungseinrichtung „Gymnasium Nr. 1, benannt nach G. Kh. Tasirov der Stadt Belovo“

Präsentation für eine Physikstunde in der 11. Klasse (Profilniveau)

Ausgefüllt von: Popova I.A., Physiklehrerin

Belovo, 2012

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Einführung in die Physik der Elementarteilchen und Systematisierung des Wissens zum Thema. Entwicklung des abstrakten, ökologischen und wissenschaftlichen Denkens der Studierenden auf der Grundlage von Vorstellungen über Elementarteilchen und deren Wechselwirkungen

Folie 3

Wie viele Elemente enthält das Periodensystem?

Nur 92. Wie? Ist da mehr? Stimmt, aber der Rest ist künstlich gewonnen und kommt in der Natur nicht vor. Also - 92 Atome. Aus ihnen lassen sich auch Moleküle herstellen, d.h. Substanzen! Die Tatsache, dass alle Stoffe aus Atomen bestehen, wurde jedoch bereits von Demokrit (400 v. Chr.) festgestellt. Er war ein großer Reisender und sein Lieblingsspruch war:

„Nichts existiert außer Atomen und reinem Raum, alles andere ist eine Sicht“

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Antiteilchen – ein Teilchen mit der gleichen Masse und dem gleichen Spin, aber entgegengesetzten Ladungswerten aller Art;

Zeitleiste der Teilchenphysik

Jedes Elementarteilchen hat sein eigenes Antiteilchen

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Alle diese Teilchen waren instabil, d.h. zerfielen in Teilchen mit geringerer Masse und wurden schließlich zu stabilen Protonen, Elektronen, Photonen und Neutrinos (und ihren Antiteilchen).

Theoretische Physiker standen vor der schwierigsten Aufgabe, den gesamten entdeckten „Zoo“ von Teilchen zu ordnen und zu versuchen, die Anzahl der Elementarteilchen auf ein Minimum zu reduzieren, um zu beweisen, dass andere Teilchen aus Elementarteilchen bestehen

Folie 6

Folie 7

Wie erkennt man ein Elementarteilchen?

Normalerweise werden Spuren (Flugbahnen oder Spuren), die Partikel hinterlassen, anhand von Fotos untersucht und analysiert.

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Klassifizierung von Elementarteilchen

Alle Teilchen werden in zwei Klassen eingeteilt: Fermionen, aus denen die Materie besteht; Bosonen, durch die Wechselwirkung stattfindet.

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Fermionen werden in Leptonen und Quarks unterteilt.

Quarks nehmen sowohl an starken als auch an schwachen und elektromagnetischen Wechselwirkungen teil.

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Gell-Mann und Georg Zweig schlugen 1964 das Quark-Modell vor. Das Pauli-Prinzip: In einem System miteinander verbundener Teilchen gibt es niemals mindestens zwei Teilchen mit identischen Parametern, wenn diese Teilchen einen halbzahligen Spin haben.

M. Gell-Mann auf einer Konferenz im Jahr 2007

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Was ist Spin?

Spin zeigt, dass es einen Zustandsraum gibt, der nichts mit der Bewegung eines Teilchens im gewöhnlichen Raum zu tun hat; Spin (von englisch to spin – to spin) wird oft mit dem Drehimpuls eines „schnell rotierenden Kreisels“ verglichen – das stimmt nicht! Spin ist eine interne Quanteneigenschaft eines Teilchens, die in der klassischen Mechanik keine Entsprechung hat;

Spin (vom englischen Spin – Twirl, Rotation) ist der Eigendrehimpuls von Elementarteilchen, der Quantennatur hat und nicht mit der Bewegung des Teilchens als Ganzes verbunden ist

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Vier Arten physischer Interaktionen

Gravitation, elektromagnetisch, schwach, stark.

Schwache Wechselwirkung – verändert die innere Natur von Partikeln. Starke Wechselwirkungen bestimmen verschiedene Kernreaktionen sowie die Entstehung von Kräften, die Neutronen und Protonen in Kernen binden.

Der Mechanismus der Wechselwirkungen ist derselbe: durch den Austausch anderer Teilchen – Träger der Wechselwirkung.

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Elektromagnetische Wechselwirkung: Träger – Photon. Gravitationswechselwirkung: Träger – Gravitationsfeldquanten – Gravitonen. Schwache Wechselwirkungen: Träger – Vektorbosonen. Träger starker Wechselwirkungen: Gluonen (vom englischen Wort „glue“) mit einer Ruhemasse gleich Null.

Sowohl Photonen als auch Gravitonen haben keine Masse (Ruhemasse) und bewegen sich immer mit Lichtgeschwindigkeit.

Ein wesentlicher Unterschied zwischen Trägern schwacher Wechselwirkung und Photonen und Gravitonen ist ihre Massivität.

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Eigenschaften von Quarks

Quark-Supermultiplets (Triade und Antitriade )

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Quarks haben eine Eigenschaft, die Farbladung genannt wird. Es gibt drei Arten von Farbladungen, die üblicherweise als Blau, Grün und Rot bezeichnet werden. Jede Farbe hat eine Ergänzung in Form ihrer eigenen Antifarbe – Antiblau, Antigrün und Antirot. Im Gegensatz zu Quarks haben Antiquarks keine Farbe, sondern eine Antifarbe, also die entgegengesetzte Farbladung.

Eigenschaften von Quarks: Farbe

Folie 18

Quarks haben zwei Haupttypen von Massen, die in ihrer Größe nicht übereinstimmen: die aktuelle Masse des Quarks, geschätzt in Prozessen mit signifikanter Übertragung des quadratischen 4-Impulses, und Strukturmasse (Block, konstituierende Masse); umfasst auch die Masse des Gluonenfeldes um das Quark und wird aus der Masse der Hadronen und ihrer Quarkzusammensetzung geschätzt.

Eigenschaften von Quarks: Masse

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Jeder Geschmack (Typ) eines Quarks wird durch Quantenzahlen wie Isospin Iz, Fremdheit S, Charme C, Charme (Unterseite, Schönheit) B′ und Wahrheit (Oberseite) T charakterisiert.

Eigenschaften von Quarks: Geschmack

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Folie 27

Welche Kernprozesse erzeugen Neutrinos?

A. Während des α-Zerfalls. B. Während des β-Zerfalls. B. Wenn γ-Quanten emittiert werden. D. Während jeglicher nuklearer Transformationen

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Folie 29

Ein Proton besteht aus...

A. . . .Neutron, Positron und Neutrino. B. . . .Mesonen. IN. . . .Quarks. D. Ein Proton hat keine Bestandteile.

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Ein Neutron besteht aus...

A. . . .Proton, Elektron und Neutrino. B. . . .Mesonen. IN. . . . Quarks. D. Das Neutron hat keine Bestandteile.

2. Aus Sicht der Wechselwirkung werden alle Teilchen in drei Typen unterteilt: A. Mesonen, Photonen und Leptonen. B. Photonen, Leptonen und Baryonen. B. Photonen, Leptonen und Hadronen.

3. Was ist der Hauptfaktor für die Existenz von Elementarteilchen? A. Gegenseitige Transformation. B. Stabilität. B. Die Wechselwirkung von Teilchen untereinander.

4. Welche Wechselwirkungen bestimmen die Stabilität von Atomkernen? A. Gravitation. B. Elektromagnetisch. B. Nuklear. D. Schwach.

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6. Die Realität der Umwandlung von Materie in ein elektromagnetisches Feld: A. Bestätigt durch die Erfahrung der Vernichtung eines Elektrons und eines Positrons. B. Bestätigt durch das Experiment der Vernichtung eines Elektrons und eines Protons.

7. Reaktion der Umwandlung von Materie in ein Feld: A. e + 2γ→e+ B. e + 2γ→e- C. e+ +e- =2γ.

8. Welche Wechselwirkung ist für die Umwandlung von Elementarteilchen ineinander verantwortlich? A. Starke Interaktion. B. Gravitation. B. Schwache Wechselwirkung D. Stark, schwach, elektromagnetisch.

Antworten: B; IN; A; IN; B; A; IN; G.

5. Gibt es in der Natur unveränderliche Teilchen? A. Es gibt. B. Sie existieren nicht.

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Literatur

Periodensystem der Elementarteilchen / http://www.organizmica.ru/archive/508/pic-011.gif; Ishkhanov B.S. , Kabin E.I. Physik der Kerne und Teilchen, 20. Jahrhundert / http://nuclphys.sinp.msu.ru/introduction/index.html Tabelle der Elementarteilchen / http://lib.kemtipp.ru/lib/27/48.htm Teilchen und Antiteilchen / http://www.pppa.ru/additional/02phy/07/phy23.php Elementarteilchen. Nachschlagewerk > Chemische Enzyklopädie / http://www.chemport.ru/chemical_encyclopedia_article_4519.html Physik der Elementarteilchen / http://www.leforio.narod.ru/particles_physics.htm Quark / http://www.wikiznanie.ru /ru -wz/index.php/%D0%9A%D0%B2%D0%B0%D1%80%D0%BA Physik des Kerns und der Elementarteilchen. Wissen ist Macht. / http://znaniya-sila.narod.ru/physics/physics_atom_04.htm Quark. Material aus Wikipedia – der freien Enzyklopädie / http://ru.wikipedia.org/wiki/%CA%E2%E0%F0%EA 2. Über Quarks. / http://www.milogiya.narod.ru/kvarki1.htm Harmonie des Regenbogens / http://www.milogiya2008.ru/uzakon5.htm

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Was sind Elementarteilchen?

Die Teilchen, aus denen die Atome verschiedener Stoffe bestehen – Elektron, Proton und Neutron – werden als Elementarteilchen bezeichnet. Das Wort „elementar“ impliziert, dass diese Teilchen primär, einfachste, weiter unteilbar und unveränderlich sind.

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Wie erkennt man ein Elementarteilchen?

Typischerweise werden Spuren (Flugbahnen oder Spuren), die Partikel hinterlassen, untersucht und analysiert.

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Geschichte der Entdeckung der Elementarteilchen

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Entdeckung des Elektrons

Basierend auf Experimenten zur Elektrolyse stellte M. Faraday fest, dass in den Atomen aller chemischen Elemente Ladungen vorhanden sind.

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Im Jahr 1899 bewies J. Thomson die Existenz von Elektronen.

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Im Jahr 1909 maß R. Millikan erstmals die Elektronenladung: q e = 1,602·10-19 C

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Entdeckung des Protons

Im Jahr 1919 entdeckte E. Rutherford beim Beschuss von Stickstoff mit Alphateilchen ein Proton: 147N + 42He→ → 178O + 11 p

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Entdeckung des Neutrons

1932 entdeckte D. Chadwick ein neues Teilchen und nannte es ein Neutron, das es nicht gibt elektrische Ladung. Im freien Zustand lebt ein Neutron etwa 1000 s und zerfällt dann in Proton, Elektron und Neutrino: n → p + 0-1e + ν

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Rutherfords Experimente und das Phänomen der Radioaktivität zeigten, dass Atome nicht die einfachsten unteilbaren Teilchen sind. Es wurde festgestellt, dass Atome aus Elektronen, Protonen und Neutronen bestehen, die als unfähig zu jeglichen Veränderungen und Transformationen angesehen wurden, d. h. elementar oder einfach.

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Doch bald wurde klar, dass diese Teilchen keineswegs unveränderlich sind ...

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Entdeckung des Positrons

1928 sagte P. Dirac das Positron (e+) voraus und 1932 entdeckte G. Anderson, indem er Spuren kosmischer Teilchen in einer Wolkenkammer fotografierte.

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Entdeckung anderer Elementarteilchen

Im Jahr 1931 sagte W. Pauli Neutrinos und Antineutrinos voraus und entdeckte sie 1955 experimentell. Das Antiproton wurde 1955 und das Antineutron 1959 entdeckt. 1947 entdeckte H. Yukatawa das π-Meson.

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Weitere Untersuchungen der Teilchen zeigten, dass sie nicht als elementar angesehen werden können. Jedes dieser Teilchen kann sich bei Wechselwirkung mit anderen Teilchen und Atomkernen in andere Teilchen verwandeln. Daher ist der Begriff „Elementarteilchen“ bedingt. Heute wurden etwa 400 Elementarteilchen entdeckt.

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Gravitation – Wechselwirkung zwischen allen Teilchen (Gravitonen).

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Großer Linearbeschleuniger

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Linearbeschleuniger

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Partikelbeschleuniger

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Elementarteilchen können durch die Zeit reisen

Die Forschung mit einem einzigartigen Instrument – ​​dem Large Hadron Collider – wird es Wissenschaftlern ermöglichen, Elementarteilchen in die Vergangenheit zu schicken. Dies geht aus einer Theorie hervor, die in naher Zukunft an diesem größten Beschleuniger der Welt in Genf getestet werden soll.

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Hadron Collider

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Erstmals ist es Physikern gelungen, Antimaterie-Atome über einen relativ langen Zeitraum in einer speziellen Falle festzuhalten. Antimaterie ist das „Doppel“ der gewöhnlichen Materie mit dem Unterschied, dass alle Antimaterieteilchen das entgegengesetzte Ladungszeichen haben. Wenn Materie- und Antimaterieteilchen interagieren, kommt es zu ihrer gegenseitigen Zerstörung.

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Amerikanische Physiker arbeiten am Tevatron-Teilchenbeschleuniger im National Laboratory. Enrico Fermi, sind bereit, eine sensationelle Entdeckung bekannt zu geben. Vielleicht konnten sie ein neues Elementarteilchen entdecken oder sogar die neue Art körperliche Interaktion

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