Номер 1, страница 364 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

Повторите материал главы 13 по следующему плану:

1. Составьте список основных свойств элементарных частиц.

1. Основные свойства, или характеристики, элементарных частиц — это внутренне присущие им физические величины, которые определяют их поведение, классификацию и типы взаимодействий, в которых они могут участвовать. Вот список ключевых свойств:

• Масса ($m$): Одна из фундаментальных характеристик частицы, определяющая её инертные и гравитационные свойства. Масса покоя может быть как ненулевой (например, у электрона или протона), так и нулевой (у фотона). В физике частиц массу часто выражают в энергетических единицах, например, в мегаэлектрон-вольтах ($МэВ/с^2$).
• Электрический заряд ($q$): Характеризует способность частицы участвовать в электромагнитных взаимодействиях. Электрический заряд квантован, то есть всегда кратен элементарному заряду $e \approx 1,602 \cdot 10^{-19}$ Кл. Частицы бывают положительно заряженными (позитрон, протон), отрицательно заряженными (электрон) или электрически нейтральными (нейтрон, фотон). В замкнутой системе суммарный электрический заряд сохраняется.
• Спин ($s$): Собственный момент импульса элементарной частицы. Это чисто квантовое свойство, не имеющее прямого аналога в классической механике. Спин квантуется и измеряется в единицах редуцированной постоянной Планка $\hbar$. По значению спина все частицы делятся на две большие группы:
  • Фермионы — частицы с полуцелым спином ($1/2, 3/2, \dots$). К ним относятся все фундаментальные частицы вещества: кварки и лептоны (например, электрон, протон, нейтрон). Они подчиняются принципу Паули.
  • Бозоны — частицы с целым спином ($0, 1, 2, \dots$). К ним относятся частицы-переносчики взаимодействий (фотон, глюон, W- и Z-бозоны) и бозон Хиггса. На них не распространяется принцип Паули.
• Время жизни ($\tau$): Характеристика, определяющая стабильность частицы. Стабильные частицы (электрон, протон, фотон) живут бесконечно долго (или их время жизни настолько велико, что распад не наблюдался). Нестабильные частицы спонтанно распадаются на другие, более лёгкие частицы, за характерное среднее время, называемое временем жизни.
• Специфические квантовые числа: Набор дискретных чисел, которые сохраняются в определённых типах взаимодействий и используются для классификации частиц (особенно адронов).
  • Лептонное число ($L$): Присваивается лептонам ($L=+1$) и антилептонам ($L=-1$). Сумма лептонных чисел сохраняется во всех известных взаимодействиях.
  • Барионное число ($B$): Присваивается барионам (протонам, нейтронам и др.; $B=+1$) и антибарионам ($B=-1$). Сумма барионных чисел также является строго сохраняющейся величиной.
  • Ароматовые квантовые числа (странность $S$, очарование $C$ и др.): Характеризуют наличие в составе частицы кварков определённого "аромата" (странного, очарованного и т.д.). Эти числа сохраняются в сильных и электромагнитных взаимодействиях, но могут изменяться в слабых.
• Чётность ($P$): Квантовое число, характеризующее поведение волновой функции частицы при пространственной инверсии (зеркальном отражении). Чётность сохраняется в сильных и электромагнитных, но не в слабых взаимодействиях, что является одним из фундаментальных свойств нашего мира.

Ответ: Основными свойствами элементарных частиц являются масса, электрический заряд, спин, время жизни, а также набор специфических квантовых чисел (лептонное, барионное, ароматовые), которые определяют их классификацию и характер взаимодействий.