Элементарные частицы и античастицы

"Элементарны" ли элементарные частицы?

Однако позднейшие исследования показали, что частицы, ранее названные элементарными – протон, электрон и нейтрон, не являются таковыми. Они могут разделяться на меньшие составляющие, а также превращаться друг в друга. Кроме того, были открыты многие другие элементарные частицы, как делимые, так и неделимые.

Поэтому теперь название «элементарные частицы» характеризует не наименьшие неделимые частицы, а то, что эти частицы являются мельчайшими частицами материи и не являются сами по себе атомами или ядрами атомов вещества. Исключение составляет лишь протон, который сам по себе является ядром атома водорода.

На сегодняшний момент известно более 350 видов элементарных частиц. Частицы эти обладают самыми разнообразными свойствами и различаются как электрическим зарядом, так и массой, магнитным моментом, проникающей способностью и временем жизни, а так же некоторыми другими характеристиками.

Открытие положительного электрона - позитрона

В 1932 году американским ученым Андерсоном было сделано важнейшее открытие. Он обнаружил частицу, которая по всем характеристикам представляла собой электрон, но имела противоположный по знаку электрический заряд. Эту частицу назвали позитроном.

В 1929 году существование такой частицы было предсказано экспериментально. Также было предсказано, что при столкновении позитрона с электроном произойдет аннигиляция, то есть исчезновение этой пары частиц, а также взрыв, сопровождающийся выделением энергии и рождением фотонов. Позднее опытным путем удалось наблюдать подтверждение этой гипотезы.

В 60-х годах удалось обнаружить также антипротон и антинейтрон. Антипротон отличается от протона знаком, а антинейтрон, будучи электрически нейтральным, отличается противоположным магнитным моментом от нейтрона и распадается на частицы, которые являются античастицами тем, которые образуются при распаде нейтрона.

Античастицы и антивещество

Получение античастиц навело ученых на мысль о возможности создания антивещества. В таком антивеществе внутри атома находится отрицательно заряженное ядро, а вокруг вращается положительно заряженное облако позитронов. В 1969 в Серпухове ученым удалось получить атомы антивещества.

На сегодняшний день обнаружены античастицы всех известных элементарных частиц. Возможность существования антиматерии подтверждена практически, однако в обозримой Вселенной не удается наблюдать какое-либо устойчивое образование, состоящее из антивещества.

Очевидно, это не происходит потому, что при соединении такой материи из антивещества с любым обычным веществом произошла бы аннигиляция и уничтожение обоих видов материи. Во всяком случае, античастицы могли бы являться ничуть не худшим стройматериалом для Вселенной, и вопрос, почему Вселенная состоит именно из вещества, остается открытым.

Нужна помощь в учебе?