2015-02-24
3721
В основе классификации ЭЧ лежат их различия по массам покоя: лептоны (легкие частицы), мезоны (промежуточные частицы) и барионы (тяжелые частицы), которые подразделяются на нуклоны и гипероны. По наличию у ЭЧ электрического заряда, различают положительные, отрицательные и нейтральные частицы. Теоретически предсказанные частицы - это кварки, которые обладают дробными электрическими зарядами. По значениям спина ЭЧ подразделяются на частицы с полуцелым, целым и нулевым спином в единице ћ. Частицы с полуцелыми спинами называют фермионами, а частицы с целыми спинами – бозонами. Все вещества состоят из фермионов, а переносчиками физических полей являются бозоны.
По временам жизни элементарные частицы подразделяются на стабильные, квазистабильные и нестабильные (резонансные) частицы. Стабильными частицами являются: протон (τ>1031 лет), электрон (τ>5ּ1021 лет), фотон и нейтрино. К квазистабильным частицам относятся частицы, распадающиеся за счет электромагнитного и слабого воздействий. Время их жизни τ>10-20с. Резонансами называют элементарные частицы, распадающиеся за счет сильного взаимодействия. Время их жизни от 10-20с до 10-24с.
Элементарные частицы дополнительно характеризируются рядом квантовых чисел: лептонный заряд (L), барионный заряд (B), странность (s), очарованность (c), красота (b) и изотопический спин (I).
Таким образом, на основании вышеизложенных фактов, произведена классификация элементарных частиц в следующем виде (см. табл.):
| Наименование частиц | Обоз- начение | Элек- трич. заряд | Масса МэВ | Время жизни, сек. | Спин, в ед. ћ | Схема распада |
| Фотон | γ | Стабилен | ||||
| Лептоны | ||||||
| Нейтрино Электрон Позитрон Мюоны | νе, νμ е- е+ μ-, μ+ | -1 +1 -1, +1 | 0,511 0,511 | Стабилен Стабилен Стабилен 2,2ּ10-6 | 1/2 1/2 1/2 1/2 | μ-→е-+νμ+ 
|
| Мезоны | ||||||
| Пионы | π - π+ π0 | -1 +1 | 2,6ּ10-8 2,6ּ10-8 0,8ּ10-16 | π - π+→μ++νμ π0→2γ | ||
| Каоны | К-, К+ К0 η0 | -1, +1 | 1,2ּ10-8 0,86ּ10-10 5,38ּ10-8 | К+→μ++νμ
К0→3π
η0→3 
| ||
| Барионы | ||||||
| Нуклоны | р n | +1 | Стабилен | 1/2 1/2 | р→n+е++ 
n→р+е-+
| |
| Гипероны | 
……..
| ….. -1 | ……. | 2,5ּ10-10 <10-14 ……… 1,3ּ10-10 | 1/2 1/2 …….. 3/2 | →р+ π -
 →  + γ
……….
→  + К-
|
Для всех элементарных частиц, с ненулевыми значениями, хотя бы у одного из квантовых чисел Q, L, B, s, c, b и I, существуют античастицы с теми же значениями массы, времени жизни, спина, но с противоположными знаками, указанных квантовых чисел. Частицы, тождественные своим античастицам, называют истинно нейтральными. Примерами таких частиц являются фотон, нейтральный пион (π0), нейтральный каон (К0) и другие частицы.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие величины лежат в основе классификации элементарных частиц?
2. Чем отличаются фермионы от бозонов?
3. Из каких частиц построены все вещества?
4. Какие частицы являются переносчиками физических полей?
5. В каком интервале находится время жизни резонансных частиц?
6. Под действием, какого типа взаимодействия распадаются резонансные частицы?
7. Какими квантовыми числами характеризуются элементарные частицы?
8. Какие частицы относятся к лептонам?
9. Какие частицы относятся к мезонам?
10. Какие частицы относятся к барионам?
11. Какие частицы называют «истинно нейтральными»?
……******……
