загрузка...
 
5.6 Закони збереження у мікросвіті
Повернутись до змісту

5.6 Закони збереження у мікросвіті

Закони збереження ? фундаментальні фізичні закони, згідно з якими при певних умовах деякі вимірні фізичні величини, що характеризують замкнену фізичну систему, не змінюються з плином часу.

Деякі із законів збереження виконуються завжди і за всіх умов (наприклад, закони збереження енергії, імпульсу, моменту імпульсу, електричного заряду), або, в будь-якому разі, ніколи не спостерігалися процеси, що суперечать цим законам.

Роль законів збереження у фізиці елементарних частинок вирішальна.

Розглянемо бета-розпад.

Було виявлено, що при бета-розпаді імпульс електрона та імпульс ядра віддачі в загальному випадку неколінеарні. Крім того, не зберігається і момент імпульсу, і навіть порушується закон збереження енергії.

Паулі передбачив, що повинна існувати невідома доти частинка, яку ми тепер називаємо нейтрино.

Нейтрино повинне було володіти неймовірними властивостями – воно не повинне мати ні заряду, ні маси, майже не взаємодіяти з речовиною, але при всьому тому мати імпульс, момент імпульсу, енергію і рухатися зі швидкістю світла!

Цю частинку знайшли через 23 роки після її відкриття на "кінчику пера"! Нейтрино є в космічних променях, але з кожних 1012 нейтрино, падаючих на Землю, в середньому всі, крім одного (!), проходять крізь землю, не зазнаючи взаємодії.

Для того щоб пояснити властивості й поведінку суб’ядерних частинок, їх доводиться наділяти цілим рядом характерних для них фізичних величин ? квантових чисел. Сукупність внутрішніх квантових чисел частинки повністю її визначає. Термін "внутрішні" відтіняє приналежність квантових чисел власне частинці, тобто ці квантові числа не пов’язані з властивостями простору-часу, які зумовлюють звичні величини, що зберігаються: енергію, імпульс і момент імпульсу.

Основними характеристиками частинок є: маса, електричний заряд, спін, баріонний заряд, лептонні заряди, дивність, чарівність, краса, ізотонічний спін, час життя, магнітний момент, парності: просторова, зарядова, комбінована, G-парність, часове віддзеркалення.

Квантові числа елементарних частинок - це внутрішні характеристики частинок, які визначають їх взаємодії і закономірності взаємних перетворень.

Окрім спіну s, який може бути цілим або напівцілим числом (в одиницях ?), до них належать:

електричний заряд Q - у всіх відомих елементарних частинок дорівнює або 0, або цілому числу (додатному або від’ємному, в одиницях величини заряду електрона е);

баріонний заряд В - дорівнює 0 або 1 (для античастинок 0, -1);

лептонні заряди, або лептонні числа, - електронне Le і мюонне L?, дорівнюють 0 або +1 (для античастинок 0, -1);

ізотопічний спин Т - ціле або напівціле число;

дивність S або гіперзаряд Y (пов'язаний з S співвідношенням Y = S + В, усі відомі елементарні частинки (або античастинки) мають S = 0 або ± 1 ± 2 ± 3);

внутрішня парність Р ? квантове число, що характеризує властивості симетрії елементарних частинок щодо віддзеркалень координат, може дорівнювати + 1 (такі частинки називають парними) і  -1 (непарні частинки), і деякі ін.

Ці квантові числа застосовуються і до систем з декількох елементарних частинок, зокрема до атомних ядер. При цьому повні значення електричного, баріонного і лептонного зарядів і дивності системи частинок дорівнюють алгебраїчній сумі відповідних квантових чисел окремих частинок, повний спін та ізотопічний спін знаходять після квантових правил складання моментів, а внутрішні парності частинок перемножуються.

Так-от, тільки якщо будуть виконуватися закони збереження всіх квантових чисел, лише в такому разі зможуть відбуватися реакції за участю елементарних частинок!



загрузка...