Microsoft PowerPoint - e-wyklad-14Otaczajca nas „stabilna” materia skada si z:
1. Protonów
2. Neutronów
3. Elektronów
Odziaywujcych pomidzy sob poprzez oddziaywania: 1. Grawitacyjne 2. Elektromagnetyczne (protony, elektrony)
Siy s dugozasigowe i malej z kwadratem odlegoci
Co trzyma protony w jdrze He ???
Oddziaywanie jdrowe
)106.1(
1085.84
FE >> P istnieje zatem jakie inne oddziaywanie
P - P + + +e +e
b) niezalene od adunku elektrycznego,
c) wykazuj wasno wysycenia, tzn. kady nukleon oddziauje tylko z ograniczon liczb innych nukleonów.
Oddziaywanie jdrowe Oddziaywanie jdrowe
Oddziaywanie jdrowe - model
W 1927 roku Heisenberg sformuowa fundamentaln wasno mechaniki kwantowej, która mówi, e niemoliwe jest dokadne równoczesne zmierzenie energii jak i czasu. Im dokadniej okrelimy jedno, tym mniej wiemy o drugim.
Nazywane jest to Zasad Nieoznaczonoci Heisenberga.
Skd si bierze si pion w protonie ?
04.02.2021
3
Maksymalny czas ycia 242 10 2
s E
Siy jdrowe s :
Czy piony s „rzeczywistymi” czstkami ??? Nie - to s czstki wirtualne
Jak dugo moe taki pion istnie ? 1
2 E t
1. Protonów
2. Neutronów
3. Elektronów
Odziaywujcych pomidzy sob poprzez oddziaywania: 1. Grawitacyjne 2. Elektromagnetyczne (protony, elektrony)
Siy s dugozasigowe i malej z kwadratem odlegoci
Struktura nukleonu
Zaobserwowano równie rozpady
Neutrino elektronowe eenp
04.02.2021
4
Rozpady: b minus
e
Rozpady: b plus
ZX D
80 80 35 34 eBr Se e
p
Hipoteza de Broglie’a – fale materii
Dugo fali materii dla elektronu o energii kinetycznej 120 eV wynosi 1.12 10-10m Dugo fali materii dla elektronu o energii kinetycznej 2 GeV wynosi 5 10-15 m
Strumie elektronów o energii Ek 2 GeV
Struktura materii
Kwarki
bariony
Kwarki maj niezwyk wasno - ich adunek elektryczny jest uamkowy,
w przeciwiestwie do protonu i elektronu, majcych odpowiednie adunki +1 i -1. Najtrudniej uchwytny kwark, prawdziwy, zosta odkryty w roku 1995.
Mamy sze kwarków, pogrupowanych w trzy pary :
Górny - dolny (up/down), Powabny - dziwny (charm/strange) prawdziwy - pikny (truth/beauty). -
jednak obecnie w jzyku angielskim uywa si innych nazw: top/bottom.
Kwarki s jednym z rodzajów czstek materii. Wikszo materii, która nas otacza, jest zbudowana z protonów i neutronów, które z kolei skadaj si wanie z kwarków.
3 1
Leptony nie posiadaj struktury wewntrznej, s niepodzielne;
3. hadrony - podlegajce oddziaywaniom grawitacyjnym, elektromagnetycznym (jeeli posiadaj adunek), sabym oraz silnym.
Grup hadronów dzielimy na : a) mezony zbudowane z kwarka i antykwarka. Spin mezonów jest równy
zeru lub liczbie cakowitej, s one bozonami, b) bariony zbudowane z trzech kwarków. Spin barionów jest poówkowy
(1/2, 3/2...), s one fermionami.
Podzia czstek elementarnych. Podzia czstek elementarnych.
3. Hadrony
Kwarki oprócz adunku elektrycznego posiadaj jeszcze inny rodzaj adunku, zwany adunkiem kolorowym. Siy pomidzy czstkami naadowanymi kolorowo s bardzo silne, std te wywodzi si nazwa przyjta dla tego oddziaywania:
Oddziaywanie silne
Oddziaywanie silnie zespala kwarki, które tworz hadrony. Czstki nonika siy nazwano gluonem poniewa peni on rol bardzo mocnego kleju zespalajcego kwarki("glue" w jzyku angielskim oznacza klej).
Oddziaywanie silne
adunek kolorowy zachowuje si inaczej ni adunek elektromagnetyczny. Gluony posiadaj adunek kolorowy, co jest do dziwne, gdy fotony (noniki siy ektromagnetycznej) nie maj adunku elektromagnetycznego. Podczas gdy kwarki maj adunek kolorowy, to cakowity adunek kolorowy czstek zoonych z kwarków wynosi zero (s one kolorowo obojtne). Z tego powodu oddziaywanie silnie wystpuje tylko na bardzo maych odlegociach pomidzy kwarkami i dlatego w yciu codziennym siy tej w ogóle nie widzimy.
Jak dziaa adunek kolorowy?
Oddziaywanie silne pomidzy kwarkami w jednym protonie i kwarkami w innym protonie jdra jest wystarczajco due, by przezwyciy odpychajc si elektromagnetyczn pomidzy tymi protonami.
Efekt ten nazwano resztkowym oddziaywaniem silnym, i jest to wanie to, co "skleja" (glue - ang. skleja) jdro atomowe.
04.02.2021
8
ud + +
Oddziaywanie sabe
Oddziaywania sabe s odpowiedzialne za rozpad cikich kwarków i leptonów na lejsze kwarki i leptony.
Czstki przenoszce oddziaywanie sabe to:
bozony: W+, W- i Z0.