- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Мир элементарных частиц Ученые продолжают поиск ответа на вопрос: из каких частиц состоит вся материя? Путь вглубь материи не завершен… презентация
Содержание
- 1. Мир элементарных частиц Ученые продолжают поиск ответа на вопрос: из каких частиц состоит вся материя? Путь вглубь материи не завершен…
- 2. Мир элементарных частиц Ученые продолжают поиск ответа
- 4. Как обнаружить элементарную частицу? Обычно изучают и анализируют следы (траектории или треки), оставленные частицами.
- 5. Самый большой в мире детектор элементарных частиц
- 6. Треки элементарных частиц в детекторе
- 7. Все частицы делятся на два класса:
- 8. Этапы в развитии физики элементарных частиц 1897
- 9. Протон нейтрон
- 10. Элементарные частицы – «кирпичики мироздания», из которых
- 11. Античастицы – частицы с одинаковой массой, но
- 12. АНТИЧАСТИЦЫ – это элементарные частицы, отличающиеся
- 13. Открытие первой античастицы – позитрона (1932г.) ПОЗИТРОН–
- 14. Электрон – позитронная пара возникает
- 15. Фотографируя траекторию частиц космических лучей в камере
- 16. Для определения движения частицы Андерсон разместил на
- 17. АННИГИЛЯЦИЯ – это один из видов взаимопревращений
- 18. Аннигиляция – процесс взаимодействия элементарной частицы с
- 19. Все элементарные частицы превращаются друг в друга
- 20. Элементарные частицы существуют в 2х разновидностях: частицы
- 21. Открытие античастиц В
- 22. Большинство элементарных частиц имеют сложную структуру 1963г.
- 23. Структура атома
- 24. Кварковый состав протона и нейтрона
- 26. КВАРКИ – это точечные, бесструктурные образования,
- 27. Кварки имеют дробный электрический заряд
- 28. Кварки
- 29. Кварки (цвет) Каждый аромат (тип) кварков может
- 30. Характеристики кварков Цветовой заряд (цвет): красный, зеленый,
- 31. Гипотезы…
- 32. Кварки (аромат)
- 34. С 1932г. Открыто более 400 элементарных
- 35. СПИН – это собственный момент импульса
- 36. БОЗОНЫ Бозоны – частицы с целым спином
- 37. ФЕРМИОНЫ Фермионы – частицы с полуцелым спином:
- 38. Виды взаимодействий ГРАВИТАЦИОННОЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ СИЛЬНОЕ СЛАБОЕ Теория,
- 39. Частицы летят навстречу друг другу…
- 40. Фундаментальные взаимодействия Сильное - взаимодействие между кварками
- 41. Всего открыто более 364 элементарных частиц
- 42. Гравитационное – взаимодействие между всеми частицами (гравитоны).
- 43. НЕЙТРИНО – это легкая (возможно, безмассовая) электрически
- 44. Классификация элементарных частиц По отношению к сильному
- 45. Лептоны
- 46. Адроны – элементарные частицы,
- 47. Структура адронов Адроны
- 48. Адроны имеют сложную внутреннюю структуру, но
- 49. К классу адронов относится около 300
- 50. ПРОТОН Время жизни протона (1031 лет)
- 52. Нуклоны Нуклоны (p,n) состоят из 3х
- 53. ГИПЕРОНЫ это элементарные частицы, относящиеся к классу
- 54. Любое взаимодействие обусловлено обменом частиц.
- 56. Фундаментальные частицы – кварки и лептоны.
- 57. Стандартная модель элементарных частиц
- 58. Фундаментальные частицы 6лептонов и 6 антилептонов 18
- 59. Линейный ускоритель
- 60. Большой линейчатый ускоритель
- 61. Ускоритель элементарных частиц
- 62. Элементарные частицы могут путешествовать во времени Исследования
- 63. Адронный коллайдер
- 64. Создание огромного адронного коллайдера в России
- 65. Ускоритель элементарных частиц
- 66. Физикам впервые удалось в течение относительно длительного
- 67. Американские физики, работающие
Мир элементарных частиц Ученые продолжают поиск ответа на вопрос: из каких частиц состоит вся материя? Путь «вглубь материи» не завершен…
Слайд 2Мир элементарных частиц
Ученые продолжают поиск ответа на вопрос:
из каких частиц
состоит вся материя?
Путь «вглубь материи» не завершен…
Путь «вглубь материи» не завершен…
Слайд 4Как обнаружить элементарную частицу?
Обычно изучают и анализируют следы (траектории или треки),
оставленные частицами.
Слайд 7Все частицы делятся на два класса:
Фермионы, которые составляют вещество;
Бозоны,
через которые осуществляется взаимодействие.
Фермионы подразделяются на лептоны и кварки.
Фермионы подразделяются на лептоны и кварки.
Слайд 8Этапы в развитии физики элементарных частиц
1897 -1932г.г. От электрона до позитрона.
1932 – 1970г.г. От позитрона до кварков.
От гипотезы о кварках (1964г) до «Великого объединения»,т.е. до наших дней
Слайд 9
Протон
нейтрон элементарные частицы
Электрон
Фотон
Элементарная
частица –
микрообъект, который невозможно разделить на части, но может иметь внутреннюю структуру.
микрообъект, который невозможно разделить на части, но может иметь внутреннюю структуру.
Слайд 10Элементарные частицы – «кирпичики мироздания», из которых состоит атом
1906г. Эрнест Резерфорд
предложил планетарную модель атома.
1913г. Нильс Бор объяснил излучение и поглощение энергии атомом водорода.
1931г. П. Дирак предсказал существование позитрона и аннигиляции электрона и позитрона при их взаимодействии.
1913г. Нильс Бор объяснил излучение и поглощение энергии атомом водорода.
1931г. П. Дирак предсказал существование позитрона и аннигиляции электрона и позитрона при их взаимодействии.
Слайд 11Античастицы –
частицы с одинаковой массой, но с противоположными знаками зарядов. При
взаимодействии аннигилируют (исчезают)
Слайд 12АНТИЧАСТИЦЫ
– это элементарные частицы, отличающиеся от соответствующих им частиц знаком
электрического, барионного и лептонного зарядов, а также некоторых других характеристик. Массы частицы и античастицы строго одинаковы. Античастица чаще всего обозначается тем же символом, что и частица, но с тильдой наверху, например: «n~» – антинейтрон, но антиэлектрон (позитрон) обозначается «е+».Существует несколько частиц, которые в точности совпадают со своими античастицами (например, фотон).
Слайд 13Открытие первой античастицы – позитрона (1932г.)
ПОЗИТРОН– элементарная частица с положительным зарядом,
равным заряду электрона, с массой, равной массе электрона. Она является античастицей по отношению к электрону.
Слайд 15Фотографируя траекторию частиц космических лучей в камере Вильсона, Андерсон обнаружил трек,
принадлежащий частице с массой “e-” (а), в магнитном поле частица двигалась по окружности r=(me-v)/( e-B) (Fл=Fц); ее направление движения было неизвестно и зависело от знака заряда.
Слайд 16Для определения движения частицы Андерсон разместил на ее пути свинцовую пластинку
толщиной 6мм, тормозившую частицу, r уменьшился (V), движение снизу вверх и обладает (+), т.е. античастица электрона – позитрон е+
В
+
+
Слайд 17АННИГИЛЯЦИЯ
– это один из видов взаимопревращений элементарных частиц, в котором частица
и соответствующая ей античастица превращаются в электромагнитное излучение.
Слайд 18Аннигиляция
– процесс взаимодействия элементарной частицы с ее античастицей, в результате которой
они превращаются в γ-кванты (фотоны) или другие частицы.
е- + е+→ 2 γ
Один γ-квант не образуется т.к. одновременно должны быть выполнены законы сохранения импульса и энергии.
е- + е+→ 2 γ
Один γ-квант не образуется т.к. одновременно должны быть выполнены законы сохранения импульса и энергии.
Слайд 19Все элементарные частицы превращаются друг в друга
1932г. Карл Андерсон «встретился» с
позитроном
Начиная с 1932 года было открыто более 400 элементарных частиц.
Каждая элементарная частица имеет античастицу.
1969г.- В СССР получен антигелий
Начиная с 1932 года было открыто более 400 элементарных частиц.
Каждая элементарная частица имеет античастицу.
1969г.- В СССР получен антигелий
Слайд 20Элементарные частицы существуют в 2х разновидностях:
частицы и античастицы
Античастицы(ā) – элементарная частица
имеющая (по отношению к а) равную массу покоя, одинаковый спин, время жизни и противоположный заряд.
Первая античастица обноружена в 1932г. Американским физиком К. Андерсоном в космическом излучении.
Первая античастица обноружена в 1932г. Американским физиком К. Андерсоном в космическом излучении.
Слайд 21Открытие античастиц
В 1947г. – антипион
1955г. - антипротон
1956г. – антинейтрон
Получены атомы антидейтерия, антитрития, антигелия.
Истинно нейтральной частицей является фотон, совпадающий со своей античастицей.
1956г. – антинейтрон
Получены атомы антидейтерия, антитрития, антигелия.
Истинно нейтральной частицей является фотон, совпадающий со своей античастицей.
Слайд 22Большинство элементарных частиц имеют сложную структуру
1963г. Мюррей Геллман и Джордж Цвейг
предположили, что нуклоны состоят из кварков.
1969г. Кварки были обнаружены экспериментально
1969г. Кварки были обнаружены экспериментально
Слайд 26КВАРКИ
– это точечные, бесструктурные образования, относящиеся к истинно элементарным частицам, которые
были введены для систематизации многочисленных (более сотни) элементарных частиц, открытых в XX веке (электрон, протон, нейтрон и т.д.). Характерной особенностью кварков, не встречающейся у других частиц, является дробный электрический заряд, кратный 1/3 элементарного. Попытки обнаружить кварки в свободном состоянии к успеху не привели.
Слайд 27Кварки
имеют дробный электрический заряд
u – кварк +2/3 е, d
– кварк -1/3 е
Протон uud, нейтрон udd
При увеличении расстояния между ними сила притяжения неограниченно возрастает, при разрыве связи рождаются новые кварки и антикварки, которые могут объединиться в новые адроны.
Протон uud, нейтрон udd
При увеличении расстояния между ними сила притяжения неограниченно возрастает, при разрыве связи рождаются новые кварки и антикварки, которые могут объединиться в новые адроны.
Слайд 29Кварки (цвет)
Каждый аромат (тип) кварков может иметь три цветовых заряда: КРАСНЫЙ,
ЗЕЛЕНЫЙ, СИНИЙ.
Антикварки имеют антицвета, как бы нейтрализующие цвета: АНТИКРАСНЫЙ-ФИОЛЕТОВЫЙ, АНТИЗЕЛЕНЫЙ-КРАСНЫЙ, АНТИСИНИЙ-ЖЕЛТЫЙ.
Цветные кварки образуют бесцветные комплексы
Антикварки имеют антицвета, как бы нейтрализующие цвета: АНТИКРАСНЫЙ-ФИОЛЕТОВЫЙ, АНТИЗЕЛЕНЫЙ-КРАСНЫЙ, АНТИСИНИЙ-ЖЕЛТЫЙ.
Цветные кварки образуют бесцветные комплексы
Слайд 30Характеристики кварков
Цветовой заряд (цвет): красный, зеленый, синий.
Аромат кварков: s - странный,
c - очаровательный, b - красивый, t - правдивый
Существуют 6 кварков и 6 антикварков, каждый из которых может иметь три цвета. Свободные кварки не наблюдаемы.
Существуют 6 кварков и 6 антикварков, каждый из которых может иметь три цвета. Свободные кварки не наблюдаемы.
Слайд 34 С 1932г. Открыто более 400 элементарных частиц. Для классификации используют
электрический заряд, спин (собственный момент количества движения), время жизни виды взаимодействия.
Слайд 35СПИН
– это собственный момент импульса элементарной частицы. Имеет квантовую природу и
(в отличие от момента импульса обычных тел) не связан с движением частицы как целого.
Слайд 36БОЗОНЫ
Бозоны – частицы с целым спином 0, ħ, 2ħ …(фотон, мезон)
Для бозонов принцип Паули не существует, поэтому в одном энергетическом состоянии может находится любое число бозонов.
Слайд 37ФЕРМИОНЫ
Фермионы – частицы с полуцелым спином: ħ/2, 3/2ħ …
(е-,
р, n, vе- - электронное нейтрино)
Для фермионов справедлив принцип Паули: в одном и том же энергетическом состоянии могут находится не более 2х фермионов с противоположными спинами.
Для фермионов справедлив принцип Паули: в одном и том же энергетическом состоянии могут находится не более 2х фермионов с противоположными спинами.
Слайд 38Виды взаимодействий
ГРАВИТАЦИОННОЕ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ
СИЛЬНОЕ
СЛАБОЕ
Теория, которая дает единое объяснение сильному, слабому и электромагнитному взаимодействию,
называют «Великое объединение».
Ученые работают над созданием единой теории взаимодействий
Ученые работают над созданием единой теории взаимодействий
Слайд 40Фундаментальные взаимодействия
Сильное - взаимодействие между кварками (глюоны).
Электромагнитное-
взаимодействие между электрически заряженными телами. Слабое – взаимодействие между лептонами , а также между лептона и кварками (бозоны).
Гравитационное – взаимодействие между всеми частицами (гравитоны).
Гравитационное – взаимодействие между всеми частицами (гравитоны).
Слайд 43НЕЙТРИНО
– это легкая (возможно, безмассовая) электрически нейтральная частица, участвующая только в
слабом и гравитационном взаимодействиях. Отличительное свойство нейтрино – огромная проникающая способность. Считается, что эти частицы заполняют все космическое пространство со средней плотностью около 300 нейтрино на 1 см2.
Слайд 44Классификация элементарных частиц
По отношению к сильному взаимодействию
лептоны
адроны
(легкий) (большой)
не участвуют участвуют
6 частиц, 6 античастиц 300 частиц
(легкий) (большой)
не участвуют участвуют
6 частиц, 6 античастиц 300 частиц
Слайд 46 Адроны – элементарные частицы,
участвующие в сильном взаимодействии.
Лептоны – фундаментальная частица, не участвующая в сильном взаимодействии (12 частиц – 6 частиц и 6 античастиц).
Все лептоны – фермионы – полуцелый спин.
В реакциях слабого взаимодействия лептонов участвуют лептон – нейтринные дублеты. Нейтрино всегда возникает в реакции вместе с определенным лептоном. Для выделения класса лептонов вводят квантовое число – лептонный заряд L.
L=1 – для лептонов
L=-1 – для антилептонов
L=0 – для адронов
Слайд 48Адроны имеют сложную внутреннюю структуру, но разделить их на части
невозможно.
Ряд элементарных частиц являются бесструктурными (фундаментальные) частицами – это частицы, которые до настоящего момента времени не удалось описать как составные.
Ряд элементарных частиц являются бесструктурными (фундаментальные) частицами – это частицы, которые до настоящего момента времени не удалось описать как составные.
Слайд 49 К классу адронов относится около 300 элементарных частиц, участвующих в
сильном взаимодействии
Барионы – фермионы со спином ħ/2, 3/2ħ , участвующие в сильном взаимодействии.
Мезоны – бозоны со спином 0, ħ участвующие в сильном взаимодействии.
Барионы – фермионы со спином ħ/2, 3/2ħ, участвующие в сильном взаимодействии.
Барионы – нуклоны, гипероны
Слайд 50ПРОТОН
Время жизни протона (1031 лет) – стабильная частица, все другие
адроны распадаются.
Американские физики-теоретики Геллман и Цвейг предположили, что адроны являются составными частицами (т.к. их “m” > чем “m” лептонов).
Американские физики-теоретики Геллман и Цвейг предположили, что адроны являются составными частицами (т.к. их “m” > чем “m” лептонов).
Слайд 52Нуклоны
Нуклоны (p,n) состоят из 3х фундаментальных, электрически заряженных частиц, называемых
кварками.
Экспериментально подтверждено в 1969г. При рассеянии е- с энергией 20ГэВ на протонах и нейтронах.
Было обнаружено пространственное распределение электрического заряда в нуклоне
Экспериментально подтверждено в 1969г. При рассеянии е- с энергией 20ГэВ на протонах и нейтронах.
Было обнаружено пространственное распределение электрического заряда в нуклоне
Слайд 53ГИПЕРОНЫ
это элементарные частицы, относящиеся к классу барионов наряду с нуклонами (протон,
нейтрон). Гипероны более массивны, чем нуклоны, и имеют отличную от нуля характеристику элементарных частиц, называемую странностью.
Слайд 54Любое взаимодействие обусловлено обменом частиц.
В 1956г. Американский физик Швингер
предположил, что переносчиком слабого взаимодействия являются 2 заряженных промежуточных векторных бозона W+ и W-.
В 1961г. – американский физик открыл Глэшоу отрицательный и нейтральный бозон.
Бета – распад происходит с участием W-бозона. Сначала нейтрон распадается на протон и W-, затем промежуточный бозон W- распадается на е- и vе.
В 1961г. – американский физик открыл Глэшоу отрицательный и нейтральный бозон.
Бета – распад происходит с участием W-бозона. Сначала нейтрон распадается на протон и W-, затем промежуточный бозон W- распадается на е- и vе.
Слайд 56 Фундаментальные частицы – кварки и лептоны.
Кварки (в сильном
взаимодействии),
лептоны (не участвующие в сильном взаимодействии) образуют начальный уровень материи
Вселенная состоит из 48 фундаментальных частиц
лептоны (не участвующие в сильном взаимодействии) образуют начальный уровень материи
Вселенная состоит из 48 фундаментальных частиц
Слайд 58Фундаментальные частицы
6лептонов и 6 антилептонов
18 кварков( 6 кварков 3 цветов) и
18 антикварков
13 переносчиков различных видов взаимодействий
Многие физики еще «в пути»!
13 переносчиков различных видов взаимодействий
Многие физики еще «в пути»!
Слайд 62Элементарные частицы могут путешествовать во времени
Исследования при помощи уникального прибора –
Большого адронного коллайдера – позволят ученым отправлять элементарные частицы в прошлое. Это следует из теории, которую в ближайшее время планируют проверить на этом крупнейшем в мире ускорителе, находящемся на территории Женевы.
Слайд 66Физикам впервые удалось в течение относительно длительного времени удерживать атомы антивещества
в специальной ловушке. Антиматерия - это "двойник" обычной материи с той разницей, что все частицы антивещества имеют противоположный знак заряда. При взаимодействии частиц вещества и антивещества происходит их взаимное уничтожение.
Слайд 67
Американские физики, работающие с ускорителем частиц "Теватрон" в Национальной
лаборатории им. Энрико Ферми, готовы объявить о сенсационном открытии. Возможно, им удалось обнаружить новую элементарную частицу или даже новый вид физического взаимодействия
