Partícula elementar: o que é isso?

Poucas pessoas sabem algo como um “elétron”e afinal precisamente ele e significa "partícula elementar". Claro, a maioria das pessoas tem pouca ideia do que é e por que é necessário. Na TV, em livros, jornais e revistas, essas partículas são representadas como pequenos pontos ou bolas. Por causa disso, pessoas não iluminadas acreditam que a forma das partículas é de fato esférica e que elas voam livremente, interagem, colidem etc. Mas tal julgamento é fundamentalmente errado. O conceito de uma partícula elementar é extremamente difícil de perceber, mas nunca é tarde demais para tentar obter pelo menos uma idéia muito grosseira sobre a essência dessas partículas.

No início do século passado, os cientistas a sérioFicou intrigado porque o elétron não cai no núcleo atômico, já que, de acordo com a mecânica newtoniana, quando toda a sua energia é recuperada, ela deve simplesmente cair no núcleo. Surpreendentemente, isso não está acontecendo. Como explicar isso?

O fato é que a física em seu clássicointerpretação e partícula elementar - as coisas são incompatíveis. Não obedece a nenhuma lei da física comum, pois age de acordo com os princípios da mecânica quântica. O princípio subjacente é a incerteza. Ele diz que é impossível determinar com precisão e simultaneamente duas grandezas inter-relacionadas. Quanto mais o primeiro é definido, menos o segundo pode ser determinado. A partir dessa definição, correlações quânticas, dualidade onda-partícula, efeito túnel, função de onda e muito mais seguem.

O primeiro fator importante é a incerteza.coordenadas de pulso. Com base nos fundamentos da mecânica clássica, podemos lembrar que os conceitos de trajetórias de impulso e corpo são inseparáveis ​​e estão sempre claramente definidos. Vamos tentar transferir esse padrão para o mundo microscópico. Por exemplo, uma partícula elementar tem um momento exato. Então, quando tentarmos determinar a trajetória do movimento, encontraremos uma coordenada indefinível. Isso significa que o elétron é detectado de uma só vez em todos os pontos de um pequeno volume de espaço. Se você tentar se concentrar precisamente na trajetória de seu movimento, então o impulso adquire um significado difuso.

Segue-se que não importa o quanto você tentedeterminar qualquer valor específico, o segundo torna-se imediatamente incerto. Este princípio é a base das propriedades de onda das partículas. O elétron não tem coordenadas claras. Pode-se dizer que ele está simultaneamente localizado em todos os pontos no espaço, que é limitado pelo comprimento de onda. Tal apresentação nos permite compreender mais claramente o que constitui uma partícula elementar.

Aproximadamente a mesma incerteza surgerelação energia-tempo. A partícula interage constantemente, mesmo na presença de um vácuo físico. Essa interação dura por algum tempo. Se imaginarmos que esse indicador é mais ou menos definido, então a energia se torna indefinível. Isso viola as leis adotadas de conservação de energia nos pequenos intervalos estabelecidos.

Padrão apresentado gerapartículas de baixa energia - quanta de campos fundamentais. Tal campo não é uma substância contínua. Consiste nas menores partículas. A interação entre eles é assegurada pela emissão de fótons que são absorvidos por outras partículas. Isso mantém o nível de energia e a formação de partículas elementares estáveis ​​que não podem cair no núcleo.

Partículas elementares são inerentemente inseparáveis,embora difiram um do outro em sua massa e certas características. Portanto, certas classificações foram desenvolvidas. Por exemplo, o tipo de interação pode ser identificado como léptons e hadrons. Os hadás, por sua vez, são divididos em mésons, que consistem em dois quarks, e bariones, que incluem três quarks. Os bárions mais famosos são os nêutrons e os prótons.

Partículas elementares e suas propriedades permitemExistem mais duas classes: bósons (com inteiro e zero spin), férmions (com spin semi-inteiro). Cada partícula tem sua própria antipartícula com características opostas. Somente prótons, léptons e nêutrons são estáveis. Todas as outras partículas estão sujeitas a desintegração e se transformam em partículas estáveis.