Які ще на сьогоднішній день відкриті елементарні частинки крім протонів нейтронів і електронів в

Конструкція у фізиці елементарних частинок, що описує взаємодію всіх елементарних частинок (електромагнітну, слабку і сильну) називається стандартною моделлю. Вона включає в себе наступні основні інгредієнти:

• Набір фундаментальних «цеглинок» матерії - шість сортів лептонів і шість сортів кварків. Всі ці частинки є ферміонами зі спіном 1/2 і дуже природним чином організовуються в три покоління. Численні адрони - складові частинки, які беруть участь у сильній взаємодії, - складені з кварків в різних комбінаціях.
  
• Три типу сил, що діють між фундаментальними фермионами, - електромагнітні, слабкі і сильні. Слабка й електромагнітна взаємодії є двома сторонами єдиного електрослабкої взаємодії. Сильна взаємодія варто окремо, і саме воно пов'язує кварки в адрони.
  
• Всі ці сили описуються на основі калібрувального принципу - вони не вводяться в теорію «насильно», а немов виникають самі собою в результаті вимоги симетричності теорії щодо певних перетворень. Окремі види симетричності породжують сильне і електрослабкої взаємодії.
  
• Незважаючи на те що в самій теорії є електрослабкої симетрії, в нашому світі вона мимовільно порушується. Спонтанне порушення симетрії - необхідний елемент теорії, і в рамках Стандартної моделі порушення відбувається за рахунок хіггсовского механізму.
  
• Чисельні значення для приблизно двох десятків констант. це маси фундаментальних ферміонів, чисельні значення констант зв'язку взаємодій, які характеризують їх силу, і деякі інші величини. Всі вони раз і назавжди витягуються з порівняння з досвідом і при подальших обчисленнях вже не підганяти.

Для кращого розуміння раджу ознайомитися з цією інфографікою.

Ті самі шість сортів лептонів і шість сортів кварків на одному зображенні (так, кварки мають у такі дивні і одночасно милі назви):

Тепер подивимося з чого складається нейтрон (два нижніх і один верхній кварк):

А ось і структура протона, який складається з тих же кварків, що і нейтрон (круто, чи не так?)

Тепер, щоб не заплутатися, дивимося на структуру елементарних частинок (на вікіпедії схема кликабельна).

Вище було згадано про адронів - частинках, які беруть участь у сильній взаємодії (як і у всіх інших). Це самий великий клас частинок. Адронів кілька сотень! Адрони, що складаються з трьох кварків (дивимося вище на структуру нейтрона і протона, і відразу розуміємо хто є хто), називаються баріонами, що складаються з кварка і антікварка - мезонами.

Отже, на зразок ми трохи розібралися, отримали загальне уявлення про стандартної моделі і тепер можемо осилити статтю про всі відразу елементарних частинках. Чесно кажучи, якщо відкривати всі посилання, то чтива вистачить на місяць, а то і більше.

Якщо ти, мій любий друже, чи не прогулював уроки фізики в школі (або уважно дивився на зображення вище), то пам'ятаєш, що взаємодій чотири, а ми говорили тільки про трьох. Це тому, що на даний момент учені не можуть (чому?) Об'єднати всі відомі фундаментальні взаємодії в одну теорію (вони її називають теорією всього). Протягом двадцятого століття було запропоновано безліч «теорій всього», але жодна з них не змогла пройти експериментальну перевірку, чи існують значні труднощі в організації експериментальної перевірки для деяких з кандидатів. Основна проблема побудови наукової «теорії всього» полягає в тому, що квантова механіка і загальна теорія відносності (ЗТВ) мають різні сфери застосування.

На даний момент основними кандидатами на роль теорії всього є теорія струн і петлевая теорія і теорія Калуци - Клейна. Якщо про теорію струн чули всі, то друга відома тільки особливо цікавиться. Тому детальніше. На початку двадцятого століття з'явилися припущення, що Всесвіт має більше вимірів, ніж спостережувані три просторових і один часовий. Поштовхом до цього і стала теорія Калуци - Клейна, яка дозволяє побачити, що введення в загальну теорію відносності додаткового вимірювання призводить до отримання рівнянь Максвелла. Завдяки ідеям Калуци і Клейна стало можливим створення теорій, що оперують великими размерностями. Використання додаткових вимірів підказало відповідь на питання про те, чому дія гравітації проявляється значно слабше, ніж інші види взаємодій. Загальноприйнятий відповідь полягає в тому, що гравітація існує в додаткових вимірах, тому її вплив на спостережувані виміри слабшає.

Анастасія Березина Відповідає на ваші питання в своїй Прямої лінії