Элементарные частицы

Элементарные частицыСлово — «частица» — имеет корень «част» — «часть». Слово — «элементарный» — имеет корень «элемент», то есть составная часть, или образующая внутренней структуры. В итоге, как это в русском языке бывает, получилось «масло масленое». А с другой стороны, иногда происхождение слова забывается, и им начинают обозначать понятие или явление более широкое, чем исходное.

Частица в физике микромира и материальная точка в механике — понятия родственные. Они обозначают некое цельное образование с набором свойств: масса, заряд, момент количества движения, импульс и т.д., которое имеет внутреннюю структуру, но в условиях данной задачи наличие этой структуры не является существенным.

Иерархия предметов и составных частей начинается в современной физике со «Вселенной». Она состоит из «нитей» и «узлов», между которыми располагаются практически пустые пространства, образующих ячеистую структуру Вселенной. Нити и узлы в свою очередь составлены из огромных скоплений галактик. Каждое скопление составлено из отдельных галактик, которые в свою очередь состоят из огромного количества звезд, газопылевых облаков и так называемой «темной материи», структура которой пока неизвестна. Продолжая последовательное движение по этой лестнице, мы придем сначала к молекулам и атомам, составляющим все физические тела, затем к элементам, из которых состоят атомы. На этом движение, очевидно, не остановится. По-видимому, любой объект, существующий в нашем мире, имеет собственную внутреннюю структуру и именно поэтому доступен для изучения. Вопрос, который просится, чтобы его задали: а есть ли конец у этой иерархической лестницы? Похоже, что его не существует, однако у человека (человечества) ограничены возможности продвижения вглубь при исследовании структуры нашего мира.

В современной физике установлено, что атомы состоят из ядра и движущихся около ядра электронов. Следовательно, элементами структуры атомов являются электроны и ядра. В свою очередь ядра составлены из протонов и нейтронов, которые имеют свою внутреннюю структуру. В их состав входят частицы, которые невозможно получить в свободном «чистом» состоянии — это так называемые «кварки». Из них составлены и частицы, являющиеся переносчиками ядерного (сильного) взаимодействия — мезоны.

Частицы микромира принято распределять по группам в соответствии с наличием у них общих свойств.

Все частицы в зависимости от их внутренней симметрии разделяются на две группы: «фермионы» и «бозоны». Функции координат, описывающие фермионы, нечетные, а функции, описывающие бозоны, четные.

Все частицы, участвующие в сильном взаимодействии, попадают в группу «адронов». В ней есть две подгруппы: «барионы» и «мезоны». Подгруппа барионов имеет внутреннее деление частиц на «нуклоны» и «гипероны».

Частицы, не участвующие в сильных взаимодействиях, образуют группу «лептонов».

Частицы, осуществляющие связь между адронами и лептонами и отвечающие за слабое взаимодействие, называются промежуточными бозонами.

На самом глубоком уровне, до которого добралась в исследовании структуры нашего мира современная физика, находятся кварки и лептоны. Для них пока не обнаружено внутренней структуры.