Номер 1, страница 230 - гдз по физике 11 класс учебник Касьянов

Вопросы. § 62. Классификация элементарных частиц. Глава 8. Элементарные частицы - номер 1, страница 230.

ВОПРОСЫ

1. Дайте определения элементарных и фундаментальных частиц.

Понятия "элементарная частица" и "фундаментальная частица" тесно связаны, но имеют некоторые различия в зависимости от контекста, в котором они используются. Часто их используют как синонимы, но в строгой физической терминологии существует важное различие.

Элементарные частицы

Исторически, термин "элементарная частица" использовался для обозначения мельчайших, неделимых частиц материи, из которых состоит все вещество. В разное время элементарными считались атомы, затем — протоны, нейтроны и электроны. С развитием физики высоких энергий выяснилось, что многие из этих частиц, в свою очередь, являются составными. Например, протоны и нейтроны состоят из более мелких частиц — кварков.

Таким образом, в широком смысле, элементарными частицами называют большую группу субатомных частиц, которые не являются атомами или атомными ядрами (за исключением протона). Этот термин охватывает как истинно неделимые частицы, так и составные (адроны, состоящие из кварков, например, протон и нейтрон). Это более общее и менее строгое определение, часто используемое в общем контексте ядерной физики и физики частиц.

Ответ: Элементарная частица — это обобщенный термин для всех субатомных частиц, которые не являются ядрами атомов. Этот класс включает в себя как истинно бесструктурные частицы, так и частицы, имеющие внутреннюю структуру (например, протоны и нейтроны).

Фундаментальные частицы

Термин "фундаментальная частица" является более строгим и современным. Он используется в рамках Стандартной модели физики элементарных частиц. Фундаментальные частицы — это частицы, которые, согласно современным представлениям и экспериментальным данным, не имеют внутренней структуры и не состоят из других частиц. Их можно считать "первокирпичиками" вселенной. Они являются точечными объектами (в пределах точности современных измерений).

Все фундаментальные частицы, описываемые Стандартной моделью, делятся на три категории:

• Кварки: частицы, из которых состоят адроны (в том числе протоны и нейтроны). Существует 6 "ароматов" кварков: верхний (up), нижний (down), странный (strange), очарованный (charmed), прелестный (bottom) и истинный (top).
• Лептоны: к ним относятся электрон, мюон, тау-лептон, а также три вида нейтрино (электронное, мюонное и тау-нейтрино). В отличие от кварков, лептоны не участвуют в сильном ядерном взаимодействии.
• Калибровочные бозоны: частицы-переносчики фундаментальных взаимодействий. К ним относятся фотон (электромагнитное взаимодействие), глюоны (сильное взаимодействие), W- и Z-бозоны (слабое взаимодействие). Также к этой группе можно условно отнести гипотетический гравитон (гравитационное взаимодействие).
• Бозон Хиггса: частица, отвечающая за наличие инертной массы у фундаментальных частиц.

Таким образом, все фундаментальные частицы являются элементарными, но не все элементарные частицы (в широком понимании) являются фундаментальными. Например, протон — элементарная частица, но не фундаментальная, так как он состоит из кварков.

Ответ: Фундаментальная частица — это частица, которая в рамках Стандартной модели считается бесструктурной, точечной и не состоящей из других частиц. Это истинные "первокирпичики" материи и переносчики взаимодействий (кварки, лептоны, калибровочные бозоны и бозон Хиггса).