particule fundamentale. Particule fundamentale (fără structură).

Leptonii nu participă la interacțiunea puternică. electron. Pozitron. muon. neutrinul este o particulă neutră ușoară care participă doar la interacțiunea slabă și gravitațională. neutrin (#flux). quarcuri. purtători de interacțiuni: cuantumul foton al luminii...

Cerere " Cercetare de baza» redirecționează aici; vezi și alte sensuri. Știința fundamentală este un domeniu de cunoaștere care implică teoretic și experimental Cercetare științifică fenomene fundamentale (inclusiv ... ... Wikipedia

„Particule elementare” redirecționează aici; vezi și alte sensuri. Particulă elementară este un termen colectiv care se referă la micro-obiecte la scară subnucleară care nu pot fi descompuse în părțile lor componente. Ar trebui să fie în ...... Wikipedia

Particulă elementară este un termen colectiv care se referă la micro-obiecte la o scară subnucleară care nu pot fi descompuse (sau până când sunt dovedite) în părțile lor componente. Structura și comportamentul lor sunt studiate de fizica particulelor elementare. Concept ...... Wikipedia

electron- ▲ particulă fundamentală având, element, electron de sarcină particulă elementară încărcată negativ cu elementar incarcare electrica. ↓ … Dicționar ideologic al limbii ruse

Acest termen are alte semnificații, vezi Neutrino (sensuri). electron neutrin muon neutrin tau neutrin Simbol: νe νμ ντ Compoziție: Particulă elementară Familia: Fermioni ... Wikipedia

Tipul de interacțiuni fundamentale (împreună cu gravitaționale, slabe și puternice), care se caracterizează prin participare câmp electromagnetic(Vezi Câmp electromagnetic) în procesele de interacțiune. Câmp electromagnetic (în fizica cuantică ...... Marea Enciclopedie Sovietică

Una dintre cele mai semnificative filosofii. concepte, căruia i se acordă una (sau unele) dintre următoarele semnificații: 1) ceva, ale cărui caracteristici definitorii sunt extensia, locul în spațiu, masa, greutatea, mișcarea, inerția, rezistența, ... ... Enciclopedie filosofică

Cărți

Teoria cinetică a gravitației și fundamentele teoriei unificate a materiei, V. Ya. Bril. Toate obiectele materiale ale Naturii (atât cele materiale, cât și cele de câmp) sunt discrete. Ele constau din particule elementare sub formă de șir. Un șir fundamental neformat este o particulă de câmp,...

Aceste trei particule (precum și altele descrise mai jos) se atrag și se resping reciproc în funcție de ele taxe, care sunt doar patru tipuri în funcție de numărul de forțe fundamentale ale naturii. Sarcinile pot fi aranjate în ordinea descrescătoare a forțelor corespunzătoare astfel: încărcătură de culoare (forțe de interacțiune între quarci); sarcină electrică (forțe electrice și magnetice); sarcină slabă (tăria în unele procese radioactive); în cele din urmă, masa (forța gravitațională sau interacțiunea gravitațională). Cuvântul „culoare” de aici nu are nimic de-a face cu culoarea luminii vizibile; este pur și simplu o caracteristică a celei mai puternice sarcini și a celor mai mari forțe.

Taxe persista, adică Taxa care intră în sistem este egală cu taxa care iese din acesta. Dacă sarcina electrică totală a unui anumit număr de particule înainte de interacțiunea lor este, să zicem, 342 de unități, atunci după interacțiune, indiferent de rezultatul acesteia, va fi egală cu 342 de unități. Acest lucru se aplică și altor sarcini: culoare (sarcină de interacțiune puternică), slabă și masă (masă). Particulele diferă în ceea ce privește încărcăturile lor: în esență, ele „sunt” aceste sarcini. Acuzațiile sunt, parcă, un „certificat” al dreptului de a răspunde la forța corespunzătoare. Astfel, numai particulele colorate sunt afectate de forțele de culoare, numai particulele încărcate electric sunt afectate de forțele electrice și așa mai departe. Proprietățile unei particule sunt determinate de cea mai mare forță care acționează asupra ei. Doar quarcii sunt purtători ai tuturor sarcinilor și, prin urmare, sunt supuși acțiunii tuturor forțelor, printre care culoarea este dominantă. Electronii au toate sarcinile, cu excepția culorii, iar forța dominantă pentru ei este forța electromagnetică.

Cele mai stabile în natură sunt, de regulă, combinațiile neutre de particule în care sarcina particulelor de un semn este compensată de sarcina totală a particulelor de alt semn. Aceasta corespunde energiei minime a întregului sistem. (În mod similar, doi magneți bară sunt în linie, cu polul nord al unuia îndreptat spre polul sud al celuilalt, ceea ce corespunde unui minim de energie câmp magnetic.) Gravitația este o excepție de la această regulă: masa negativă nu există. Nu există corpuri care să cadă.

TIPURI DE MATERIE

Materia obișnuită este formată din electroni și cuarci, grupate în obiecte care sunt neutre la culoare și apoi în sarcină electrică. Forța de culoare este neutralizată, ceea ce va fi discutat mai detaliat mai jos, atunci când particulele sunt combinate în tripleți. (De aici și termenul „culoare” însuși, luat din optică: cele trei culori primare, atunci când sunt amestecate, dau alb.) Astfel, quarcurile, pentru care puterea culorii este dominantă, formează triplete. Dar quarci și ei sunt subdivizați în u-quarci (din engleză sus - superior) și d-quarci (din engleza in jos - mai jos), au si o sarcina electrica egala cu u-quarc și pentru d-quarc. Două u-quarc și unul d-quarcul da o sarcina electrica +1 si formeaza un proton, iar unul u-quarc și doi d-cuarcii dau sarcina electrica zero si formeaza un neutron.

Protonii și neutronii stabili, atrași unul de celălalt de forțele de culoare reziduale ale interacțiunii dintre quarcii lor constituenți, formează un nucleu atomic neutru de culoare. Dar nucleele poartă o sarcină electrică pozitivă și, prin atragerea de electroni negativi care se învârt în jurul nucleului, precum planetele care se rotesc în jurul Soarelui, tind să formeze un atom neutru. Electronii de pe orbitele lor sunt îndepărtați din nucleu la distanțe de zeci de mii de ori mai mari decât raza nucleului - dovadă că forțele electrice care îi țin sunt mult mai slabe decât cele nucleare. Datorită puterii interacțiunii culorilor, 99,945% din masa unui atom este închisă în nucleul său. Greutate u- și d-cuarcii sunt de aproximativ 600 de ori masa unui electron. Prin urmare, electronii sunt mult mai ușori și mai mobili decât nucleele. Mișcarea lor în materie provoacă fenomene electrice.

Există câteva sute de soiuri naturale de atomi (inclusiv izotopi) care diferă în ceea ce privește numărul de neutroni și protoni din nucleu și, în consecință, în numărul de electroni de pe orbite. Cel mai simplu este atomul de hidrogen, format dintr-un nucleu sub formă de proton și un singur electron care se rotește în jurul lui. Toată materia „vizibilă” din natură constă din atomi și atomi parțial „dezasamblați”, care se numesc ioni. Ionii sunt atomi care, după ce au pierdut (sau câștigat) câțiva electroni, au devenit particule încărcate. Materia, constând aproape dintr-un ioni, se numește plasmă. Stelele care ard din cauza reacțiilor termonucleare care au loc în centre sunt compuse în principal din plasmă și, deoarece stelele sunt cea mai comună formă de materie din Univers, se poate spune că întregul Univers este format în principal din plasmă. Mai precis, stelele sunt predominant hidrogen gazos complet ionizat, adică. un amestec de protoni și electroni individuali și, prin urmare, aproape întregul univers vizibil este format din el.

Aceasta este materie vizibilă. Dar există încă materie invizibilă în Univers. Și există particule care acționează ca purtători de forțe. Există antiparticule și stări excitate ale unor particule. Toate acestea duc la o abundență în mod evident excesivă de particule „elementare”. În această abundență, se poate găsi o indicație a naturii reale, adevărate a particulelor elementare și a forțelor care acționează între ele. Conform celor mai recente teorii, particulele pot fi practic obiecte geometrice extinse - „șiruri” în spațiu zece-dimensional.

Lumea invizibilă.

Nu există doar materie vizibilă în univers (ci și găuri negre și „materie întunecată”, cum ar fi planetele reci care devin vizibile atunci când sunt iluminate). Există, de asemenea, o materie cu adevărat invizibilă care pătrunde pe noi toți și întregul Univers în fiecare secundă. Este un gaz cu mișcare rapidă de un fel de particule - neutrinii electronici.

Neutrinul electron este partenerul electronului, dar nu are sarcină electrică. Neutrinii poartă doar așa-numita sarcină slabă. Masa lor de repaus este, după toate probabilitățile, zero. Dar ele interacționează cu câmpul gravitațional, pentru că au energie cinetică E, care corespunde masei efective m, conform formulei Einstein E = mc 2, unde c este viteza luminii.

Rolul cheie al neutrinului este că contribuie la transformare și-cuarcuri în d cuarcuri, având ca rezultat transformarea unui proton într-un neutron. Neutrinul joacă rolul „acului carburatorului” pentru reacțiile termonucleare stelare, în care patru protoni (nuclee de hidrogen) se combină pentru a forma un nucleu de heliu. Dar, deoarece nucleul de heliu este format nu din patru protoni, ci din doi protoni și doi neutroni, pentru o astfel de fuziune nucleară este necesar ca două și-quarcurile transformate în doi d-quarc. Intensitatea transformării determină cât de repede vor arde stelele. Și procesul de transformare este determinat de sarcini slabe și forțe de interacțiune slabă între particule. în care și-quarc (sarcină electrică +2/3, sarcină slabă +1/2), interacționând cu un electron (sarcină electrică - 1, sarcină slabă -1/2), formează d-quarc (sarcină electrică -1/3, sarcină slabă -1/2) și neutrin electronic (sarcină electrică 0, sarcină slabă +1/2). Încărcările de culoare (sau pur și simplu culorile) ale celor doi quarci se anulează în acest proces fără neutrin. Rolul neutrinului este de a transporta sarcina slabă necompensată. Prin urmare, rata de transformare depinde de cât de slabe sunt forțele slabe. Dacă ar fi mai slabe decât sunt, atunci stelele nu ar arde deloc. Dacă ar fi fost mai puternice, atunci stelele s-ar fi ars de mult.

Dar ce zici de neutrini? Deoarece aceste particule interacționează extrem de slab cu altă materie, ele părăsesc aproape imediat stelele în care s-au născut. Toate stelele strălucesc, emitând neutrini, iar neutrinii strălucesc prin corpurile noastre și pe întregul Pământ zi și noapte. Așa că ei rătăcesc prin Univers, până când intră, poate, într-o nouă interacțiune a Stelei).

Purtători de interacțiune.

Ce cauzează forțele care acționează între particule la distanță? Răspunsurile fizicii moderne: datorită schimbului de alte particule. Imaginează-ți doi patinatori care aruncă o minge. Dând impuls mingii atunci când aruncă și primind impuls cu mingea primită, ambele primesc o împingere în direcția unul față de celălalt. Acest lucru poate explica apariția forțelor de respingere. Dar în mecanica cuantică, care ia în considerare fenomenele din microlume, sunt permise întinderea și delocalizarea neobișnuite a evenimentelor, ceea ce duce, s-ar părea, la imposibil: unul dintre patinatori aruncă mingea în direcție. din celălalt, dar unul totuși poate prinde mingea asta. Nu este greu de imaginat că dacă acest lucru ar fi posibil (și în lumea particulelor elementare este posibil), ar exista atracție între patinatori.

Particulele, datorită schimbului cărora apar forțe de interacțiune între cele patru „particule de materie” discutate mai sus, se numesc particule gauge. Fiecare dintre cele patru interacțiuni - puternică, electromagnetică, slabă și gravitațională - are propriul său set de particule gauge. Particulele purtătoare puternice de interacțiune sunt gluoni (sunt doar opt dintre ei). Un foton este un purtător de interacțiune electromagnetică (este unul, iar noi percepem fotonii ca lumină). Particulele-purtători ai interacțiunii slabe sunt bosonii vectori intermediari (în 1983 și 1984 au fost descoperiți W + -, W- -bosoni și neutri Z-bozon). Purtătorul de particule al interacțiunii gravitaționale este încă un graviton ipotetic (trebuie să fie unul). Toate aceste particule, cu excepția fotonului și gravitonului, care pot călători pe distanțe infinit de lungi, există doar în procesul de schimb între particulele materiale. Fotonii umplu Universul cu lumină, iar gravitonii - cu unde gravitaționale (nedetectate încă cu certitudine).

Se spune că o particulă capabilă să emită particule de măsurare este înconjurată de un câmp de forță adecvat. Astfel, electronii capabili să emită fotoni sunt înconjurați de electrice și campuri magnetice, precum și câmpurile slabe și gravitaționale. Cuarcii sunt, de asemenea, înconjurați de toate aceste câmpuri, dar și de câmpul de interacțiune puternică. Particulele cu încărcătură de culoare în câmpul forțelor de culoare sunt afectate de forța de culoare. Același lucru este valabil și pentru alte forțe ale naturii. Prin urmare, putem spune că lumea este formată din materie (particule materiale) și câmp (particule de măsurare). Mai multe despre asta mai jos.

Antimaterie.

Fiecare particulă corespunde unei antiparticule, cu care particula se poate anihila reciproc, adică. „anihilați”, în urma căruia se eliberează energie. Energia „pură” în sine, însă, nu există; ca urmare a anihilării, apar noi particule (de exemplu, fotoni), care duc această energie.

O antiparticulă are în cele mai multe cazuri proprietăți opuse față de particula corespunzătoare: dacă o particulă se mișcă spre stânga sub acțiunea câmpurilor puternice, slabe sau electromagnetice, atunci antiparticula ei se va deplasa spre dreapta. Pe scurt, antiparticula are semne opuse tuturor sarcinilor (cu excepția sarcinii de masă). Dacă o particulă este compozită, cum ar fi, de exemplu, un neutron, atunci antiparticula sa constă din componente cu semne de sarcină opuse. Astfel, un antielectron are o sarcină electrică de +1, o sarcină slabă de +1/2 și se numește pozitron. Antineutronul este alcătuit din și-antiquarci cu sarcina electrica –2/3 si d-antiquarci cu sarcina electrica +1/3. Particulele cu adevărat neutre sunt propriile lor antiparticule: antiparticula fotonului este fotonul.

Conform conceptelor teoretice moderne, fiecare particulă care există în natură trebuie să aibă propria antiparticulă. Și multe antiparticule, inclusiv pozitroni și antineutroni, au fost într-adevăr obținute în laborator. Consecințele acestui lucru sunt excepțional de importante și stau la baza întregii fizice experimentale a particulelor elementare. Conform teoriei relativității, masa și energia sunt echivalente și, în anumite condiții, energia poate fi transformată în masă. Deoarece sarcina este conservată și sarcina vidului (spațiul gol) este zero, orice pereche de particule și antiparticule (cu sarcină netă zero) poate ieși din vid, ca iepurii din pălăria unui magician, atâta timp cât energia este suficientă pentru a-și crea. masa.

Generații de particule.

Experimentele cu accelerație au arătat că cvartetul (cvartetul) de particule de material se repetă de cel puțin două ori la valori de masă mai mari. În a doua generație, locul electronului este ocupat de muon (cu o masă de aproximativ 200 de ori mai mare decât masa electronului, dar cu aceleași valori ale tuturor celorlalte sarcini), locul neutrinului electronic este muonul (care însoțește muonul în interacțiuni slabe în același mod în care electronul însoțește neutrinul electronic), plasează și-cuarcul ocupă Cu-quarc ( Fermecat), A d-quarc - s-quarc ( ciudat). În a treia generație, cvartetul este format dintr-un lepton tau, un neutrin tau, t-quarc și b-quarc.

Greutate t-cuarcul este de aproximativ 500 de ori masa celui mai ușor - d-quarc. S-a stabilit experimental că există doar trei tipuri de neutrini ușori. Astfel, a patra generație de particule fie nu există deloc, fie neutrinii corespunzători sunt foarte grei. Acest lucru este în concordanță cu datele cosmologice, conform cărora nu pot exista mai mult de patru tipuri de neutrini ușori.

În experimentele cu particule de înaltă energie, electronul, muonul, tau-leptonul și neutrinii corespunzători acționează ca particule separate. Ele nu poartă o încărcătură de culoare și intră doar în interacțiuni slabe și electromagnetice. Colectiv se numesc leptoni.

Tabelul 2. GENERAȚII DE PARTICULE FUNDAMENTALE
Particulă	Masa de repaus, MeV/ Cu 2	Incarcare electrica	taxa de culoare	Încărcare slabă
A DOUA GENERAȚIE
Cu-quarc	1500	+2/3	Roșu, verde sau albastru	+1/2
s-quarc	500	–1/3	La fel	–1/2
Neutrinul muon		0	0	+1/2
Muon	106	0	0	–1/2
A TREIA GENERATIE
t-quarc	30000–174000	+2/3	Roșu, verde sau albastru	+1/2
b-quarc	4700	–1/3	La fel	–1/2
Neutrinul Tau		0	0	+1/2
Tau	1777	–1	0	–1/2

Cuarcii, pe de altă parte, sub influența forțelor de culoare, se combină în particule care interacționează puternic, care domină majoritatea experimentelor din fizica energiilor înalte. Astfel de particule sunt numite hadronii. Acestea includ două subclase: barionii(de exemplu, protoni și neutroni), care sunt formate din trei quarci și mezonii format dintr-un cuarc și un antiquarc. În 1947, primul mezon, numit pion (sau pi-meson), a fost descoperit în razele cosmice, iar de ceva timp s-a crezut că schimbul acestor particule a fost cauza principală a forțelor nucleare. Hadronii omega-minus, descoperiți în 1964 la Brookhaven National Laboratory (SUA), și particula j-psy ( J/y-meson), descoperit simultan la Brookhaven și la Centrul Stanford pentru Acceleratoare Liniare (tot în SUA) în 1974. Existența particulei omega-minus a fost prezisă de M. Gell-Mann în așa-numitul său „ SU 3-teoria” (un alt nume este „modul de opt ori”), în care a fost sugerată mai întâi posibilitatea existenței quarcilor (și acest nume le-a fost dat). Un deceniu mai târziu, descoperirea particulei J/y a confirmat existența Cu-quark și în cele din urmă a făcut pe toată lumea să creadă atât în modelul cuarcului, cât și în teoria care combina forțele electromagnetice și slabe ( vezi mai jos).

Particulele din a doua și a treia generație nu sunt mai puțin reale decât cele din prima. Adevărat, după ce au apărut, ele se descompun în milionatimi sau miliarde de secundă în particule obișnuite din prima generație: un electron, un neutrin electronic și, de asemenea, și- și d-cuarcuri. Întrebarea de ce există mai multe generații de particule în natură este încă un mister.

Se vorbește adesea despre diferite generații de quarci și leptoni (ceea ce, desigur, este oarecum excentric) ca fiind „arome” diferite de particule. Nevoia de a le explica se numește problema „aromei”.

BOSONI ȘI FERMIUNI, CÂMP ȘI SUBSTANTĂ

Una dintre diferențele fundamentale dintre particule este diferența dintre bozoni și fermioni. Toate particulele sunt împărțite în aceste două clase principale. Asemenea bosonilor se pot suprapune sau se suprapune, dar asemenea fermionilor nu se pot suprapune. Suprapunerea apare (sau nu are loc) în stările de energie discrete în care mecanica cuantică împarte natura. Aceste stări sunt, parcă, celule separate în care pot fi plasate particule. Deci, într-o celulă puteți pune orice număr de bozoni identici, dar doar un fermion.

Ca exemplu, luați în considerare astfel de celule, sau „stări”, pentru un electron care se rotește în jurul nucleului unui atom. Spre deosebire de planete sistem solar, electron conform legilor mecanica cuantică nu poate circula pe nicio orbită eliptică, există doar un set discret de „stări de mișcare” permise pentru acesta. Se numesc seturi de astfel de stări, grupate în funcție de distanța de la electron la nucleu orbitali. În primul orbital, există două stări cu momente unghiulare diferite și, prin urmare, două celule permise, iar în orbitalii superiori, opt sau mai multe celule.

Deoarece un electron este un fermion, fiecare celulă poate conține doar un electron. Din asta provin foarte implicatii importante- toată chimia, deoarece proprietățile chimice ale substanțelor sunt determinate de interacțiunile dintre atomii corespunzători. Dacă mergi împreună sistem periodic elemente de la un atom la altul în ordinea creșterii cu unu a numărului de protoni din nucleu (numărul de electroni va crește și el în consecință), apoi primii doi electroni vor ocupa primul orbital, următorii opt vor fi localizați în al doilea. , si asa mai departe. Această schimbare succesivă a structurii electronice a atomilor de la un element la altul determină regularitățile acestora proprietăți chimice.

Dacă electronii ar fi bosoni, atunci toți electronii unui atom ar putea ocupa același orbital corespunzător energiei minime. În acest caz, proprietățile întregii materie din Univers ar fi complet diferite, iar în forma în care o cunoaștem, Universul ar fi imposibil.

Toți leptonii - electroni, muoni, tau-leptoni și neutrinii corespunzători lor - sunt fermioni. Același lucru se poate spune despre quarci. Astfel, toate particulele care formează „materie”, principala umplutură a Universului, precum și neutrinii invizibili, sunt fermioni. Acest lucru este foarte semnificativ: fermionii nu se pot combina, așa că același lucru este valabil și pentru obiectele din lumea materială.

În același timp, toate „particulele de măsurare” sunt schimbate între particulele de material care interacționează și care creează un câmp de forțe ( Vezi deasupra), sunt bosoni, ceea ce este de asemenea foarte important. Deci, de exemplu, mulți fotoni pot fi în aceeași stare, formând un câmp magnetic în jurul unui magnet sau un câmp electric în jurul unei sarcini electrice. Datorită acestui fapt, este posibil și un laser.

A învârti.

Diferența dintre bozoni și fermioni este legată de o altă caracteristică a particulelor elementare - înapoi. Oricât de surprinzător ar părea, toate particule fundamentale au propriul moment unghiular sau, mai simplu, se rotesc în jurul propriei axe. Momentul unghiular este o caracteristică a mișcării de rotație, la fel cum este momentul total al mișcării de translație. În orice interacțiune, momentul unghiular și momentul sunt conservate.

În microcosmos, momentul unghiular este cuantificat, adică. ia valori discrete. În unitățile adecvate, leptonii și quarcii au un spin de 1/2, iar particulele gauge au un spin de 1 (cu excepția gravitonului, care nu a fost încă observat experimental, dar teoretic ar trebui să aibă un spin de 2). Deoarece leptonii și quarcii sunt fermioni, iar particulele gauge sunt bosoni, se poate presupune că „fermionicitatea” este asociată cu spin 1/2, iar „bosonicitatea” este asociată cu spin 1 (sau 2). Într-adevăr, atât experimentul, cât și teoria confirmă că, dacă o particulă are un spin pe jumătate întreg, atunci este un fermion, iar dacă este întreg, atunci este un boson.

TEORII ȘI GEOMETRIE GAUGE

În toate cazurile, forțele apar din cauza schimbului de bosoni între fermioni. Astfel, forța de interacțiune a culorii dintre doi quarci (quarci - fermioni) apare din cauza schimbului de gluoni. Un astfel de schimb are loc constant în protoni, neutroni și nuclee atomice. În același mod, fotonii schimbați între electroni și quarci creează forțe electrice atractive care rețin electronii într-un atom, iar bosonii vectori intermediari schimbați între leptoni și quarci creează forțe de interacțiune slabe responsabile de conversia protonilor în neutroni în reacțiile de fuziune în stele.

Teoria unui astfel de schimb este elegantă, simplă și probabil corectă. Se numeste teoria gauge. Dar în prezent există doar teorii gauge independente ale interacțiunilor puternice, slabe și electromagnetice și o teorie gauge a gravitației similare cu acestea, deși diferite în anumite privințe. Una dintre cele mai importante probleme fizice este reducerea acestor teorii separate într-o teorie unică și, în același timp, simplă, în care toate ar deveni aspecte diferite ale unei singure realități - precum fațetele unui cristal.

Tabelul 3. UNELE HADRONI

Tabelul 3. UNELE HADRONI
Particulă	Simbol	Compoziția cuarcilor *	masa de odihna, MeV/ Cu 2	Incarcare electrica
BARIONI
Proton	p	uud	938	+1
Neutroni	n	udd	940	0
Omega minus	W-	sss	1672	–1
MESONS
Pi plus	p +	u	140	+1
Pi-minus	p –	du	140	–1
fi	f	sє	1020	0
JPS	J/y	cў	3100	0
Upsilon	Ў	b	9460	0
* Compoziția cuarcilor: u- superioară; d- inferior; s- ciudat; c- fermecat b- frumoasa. Linia de deasupra literei indică antiquarci.

Cea mai simplă și mai veche dintre teoriile gauge este teoria gauge a interacțiunii electromagnetice. În ea, sarcina unui electron este comparată (calibrată) cu sarcina altui electron aflat la distanță de acesta. Cum pot fi comparate tarifele? Puteți, de exemplu, să apropiați al doilea electron de primul și să comparați forțele de interacțiune ale acestora. Dar încărcătura unui electron nu se schimbă atunci când se deplasează în alt punct din spațiu? Singura modalitate de a verifica este să trimiteți un semnal de la electronul apropiat la cel îndepărtat și să vedeți cum reacționează. Semnalul este o particulă gauge - un foton. Pentru a putea verifica încărcarea particulelor îndepărtate, este necesar un foton.

Din punct de vedere matematic, această teorie se distinge prin precizie și frumusețe extremă. Întreaga electrodinamică cuantică decurge din „principiul gauge” descris mai sus ( teoria cuantica electromagnetism), precum și teoria câmpului electromagnetic a lui Maxwell - una dintre cele mai mari realizările științifice secolul al 19-lea

De ce un principiu atât de simplu este atât de fructuos? Aparent, exprimă o anumită corelație a diferitelor părți ale Universului, permițând măsurători în Univers. În termeni matematici, câmpul este interpretat geometric ca curbura unui spațiu „intern” imaginabil. Măsurarea sarcinii este măsurarea „curburii interne” totale în jurul particulei. Teoriile gauge ale interacțiunilor puternice și slabe diferă de teoria gauge electromagnetică numai în „structura” geometrică internă a sarcinii corespunzătoare. Întrebarea unde se află exact acest spațiu interior este răspunsă de teoriile câmpului unificat multidimensional, care nu sunt luate în considerare aici.

Tabelul 4. INTERACȚIUNI FUNDAMENTALE
Interacţiune	Intensitate relativă la o distanță de 10–13 cm	Raza de acțiune	Purtător de interacțiune	Masa de repaus purtător, MeV/ Cu 2	Rotire a transportatorului
puternic	1		Gluon	0	1
electro- magnetic	0,01	Ґ	Foton	0	1
Slab	10 –13		W +	80400	1
			W –	80400	1
			Z 0	91190	1
Gravitatie- raţional	10 –38	Ґ	graviton	0	2

Fizica particulelor elementare nu este încă finalizată. Este încă departe de a fi clar dacă datele disponibile sunt suficiente pentru a înțelege pe deplin natura particulelor și forțelor, precum și adevărata natură și dimensiunile spațiului și timpului. Avem nevoie de experimente cu energii de 10 15 GeV pentru asta, sau efortul de gândire va fi suficient? Nu există încă un răspuns. Dar putem spune cu încredere că poza finală va fi simplă, elegantă și frumoasă. Este posibil să nu existe atât de multe idei fundamentale: principiul gabaritului, spații de dimensiuni mai mari, colaps și expansiune și, mai ales, geometrie.

Până relativ recent, câteva sute de particule și antiparticule erau considerate elementare. Un studiu detaliat al proprietăților și interacțiunilor lor cu alte particule și dezvoltarea teoriei a arătat că majoritatea dintre ele nu sunt de fapt elementare, deoarece ele însele constau din cele mai simple sau, după cum se spune acum, particule fundamentale. Particulele fundamentale în sine nu mai constau din nimic. Numeroase experimente au arătat că toate particulele fundamentale se comportă ca niște obiecte punctiforme adimensionale care nu au o structură internă, cel puțin până la cele mai mici distanțe studiate acum ~10 -16 cm.

Introducere

Printre nenumăratele și variatele procese de interacțiune dintre particule, există patru interacțiuni de bază sau fundamentale: puternice (nucleare), electromagnetice și gravitaționale. În lumea particulelor, interacțiunea gravitațională este foarte slabă, rolul ei este încă neclar și nu vom mai vorbi despre asta.

În natură, există două grupuri de particule: hadronii, care participă la toate interacțiunile fundamentale, și leptonii, care nu participă doar la interacțiunea puternică.

Conform conceptelor moderne, interacțiunile dintre particule se realizează prin emisia și absorbția ulterioară a cuantelor câmpului corespunzător (puternic, slab, electromagnetic) din jurul particulei. Astfel de cuante sunt bosoni gauge, care sunt și particule fundamentale. Bosonii au propriul moment unghiular, numit spin, egal cu valoarea întreagă a constantei lui Planck $h = 1,05 \cdot 10^(-27) erg \cdot c$. Cuantele câmpului și, în consecință, purtătorii interacțiunii puternice sunt gluoni, notați cu simbolul g, cuantele câmpului electromagnetic sunt binecunoscutele cuante de lumină - fotoni, notate cu $\gamma $, iar cuante ale câmpului slab și, în consecință, purtătorii interacțiunilor slabe sunt W± (ve dublu) - și Z 0 (zet zero)-bosoni.

Spre deosebire de bosoni, toate celelalte particule fundamentale sunt fermioni, adică particule care au un spin semiîntreg egal cu h/2.

În tabel. 1 prezintă simbolurile fermionilor fundamentale - leptoni și quarci.

Fiecare particulă dată în tabel. 1 corespunde unei antiparticule, care diferă de o particulă numai în semnele sarcinii electrice și a altor numere cuantice (vezi Tabelul 2) și în direcția spinului în raport cu direcția impulsului particulei. Vom desemna antiparticule cu aceleași simboluri ca și particulele, dar cu o linie ondulată deasupra simbolului.

Particule din tabel. 1 sunt notate cu litere grecești și latine și anume: litera $\nu$ - trei neutrini diferiți, literele e - electron, $\mu$ - muon, $\tau$ - taon, literele u, c, t, d, s , b denotă quarci; denumirea și caracteristicile lor sunt date în tabel. 2.

Particule din tabel. 1 sunt grupate în trei generații I, II și III conform structurii teoriei moderne. Universul nostru este construit din particule din prima generație - leptoni și quarci și bosoni gauge, dar, după cum arată stiinta moderna despre dezvoltarea Universului, în stadiul inițial al dezvoltării sale, particulele din toate cele trei generații au jucat un rol important.

Leptoni

Quarci

eu	II	III
$\nu_e$ e	$\nu_(\mu)$ $\mu$	$\nu_(\tau)$ $\tau$

eu	II	III
u d	c s	t b

Leptoni

Să luăm mai întâi în considerare proprietățile leptonilor mai detaliat. În linia de sus a tabelului 1 conține trei neutrini diferiți: electron $\nu_e$, muon $\nu_m$ și neutrino tau $\nu_t$. Masa lor nu a fost încă măsurată cu precizie, dar limita sa superioară a fost determinată, de exemplu, pentru ne egal cu 10 -5 din masa electronului (adică $\leq 10^(-32)$ g).

Privind Masa. 1 ridică involuntar întrebarea de ce natura a avut nevoie de crearea a trei neutrini diferiți. Nu există încă un răspuns la această întrebare, deoarece nu a fost creată o astfel de teorie cuprinzătoare a particulelor fundamentale, care ar indica necesitatea și suficiența tuturor acestor particule și ar descrie proprietățile lor principale. Poate că această problemă va fi rezolvată în secolul 21 (sau mai târziu).

Linia de jos a tabelului. 1 începe cu particula pe care am studiat-o cel mai mult - electronul. Electronul a fost descoperit la sfarsitul secolului trecut de catre fizicianul englez J. Thomson. Rolul electronilor în lumea noastră este enorm. Sunt acele particule încărcate negativ care, împreună cu nucleele atomice, formează toți atomii elementelor din Tabelul Periodic cunoscut de noi. În fiecare atom, numărul de electroni este exact egal cu numărul de protoni din nucleul atomic, ceea ce face atomul neutru din punct de vedere electric.

Electronul este stabil, principala posibilitate de a distruge un electron este moartea acestuia la o coliziune cu o antiparticulă - un pozitron e + . Acest proces se numește anihilare:

$$e^- + e^+ \to \gamma + \gamma .$$

Ca urmare a anihilării, se formează două cuante gamma (așa-numiții fotoni de înaltă energie), care transportă atât energiile de repaus e + și e - cât și energiile lor cinetice. La energii mari e + și e - se formează hadronii și perechile de cuarci (vezi, de exemplu, (5) și Fig. 4).

Reacția (1) ilustrează clar validitatea celebrei formule a lui A. Einstein despre echivalența masei și energiei: E = mc 2 .

Într-adevăr, în timpul anihilării unui pozitron oprit în materie și a unui electron în repaus, întreaga masă a repausului lor (egale cu 1,22 MeV) trece în energia $\gamma$-quanta, care nu au masă în repaus.

În a doua generație a rândului de jos al tabelului. 1 este situat > muon - o particulă, care în toate proprietățile sale este un analog al unui electron, dar cu o masă anormal de mare. Masa muonului este de 207 ori masa electronului. Spre deosebire de electron, muonul este instabil. Timpul vieții lui t= 2,2 10 -6 s. Muonul se descompune în principal într-un electron și doi neutrini conform schemei

$$\mu^- \to e^- + \tilde \nu_e +\nu_(\mu)$$

Un analog și mai greu al electronului este $\tau$-leptonul (taon). Masa sa este de peste 3 mii de ori mai mare decât masa unui electron ($m_(\tau) = 1777$ MeV/c 2), adică taonul este mai greu decât protonul și neutronul. Durata sa de viață este de 2,9 10 -13 s, iar din peste o sută de scheme (canale) diferite ale dezintegrarii sale, sunt posibile următoarele:

$$\tau^-\left\langle\begin(matrix) \to e^- + \tilde \nu_e +\nu_(\tau)\\ \to \mu^- + \tilde \nu_\mu +\nu_ (\tau)\end(matrice)\right.$$

Vorbind despre leptoni, este interesant să comparăm forțele slabe și electromagnetice la o anumită distanță, de exemplu R\u003d 10 -13 cm. La o astfel de distanță, forțele electromagnetice sunt de aproape 10 miliarde de ori mai mari decât forțele slabe. Dar asta nu înseamnă deloc că rolul forțelor slabe în natură este mic. Departe de.

Forțele slabe sunt responsabile pentru multe transformări reciproce ale diferitelor particule în alte particule, ca, de exemplu, în reacțiile (2), (3), iar astfel de transformări reciproce sunt una dintre cele mai caracteristice trăsături ale fizicii particulelor. Spre deosebire de reacțiile (2), (3), forțele electromagnetice acționează în reacția (1).

Apropo de leptoni, trebuie adăugat că teoria modernă descrie interacțiunile electromagnetice și slabe cu ajutorul unei teorii electroslăbice unificate. A fost dezvoltat de S. Weinberg, A. Salam și S. Glashow în 1967.

Quarci

Însuși ideea de quarci a apărut ca urmare a unei strălucite încercări de a clasifica un număr mare de particule care participă la interacțiuni puternice și numite hadroni. M. Gell-Man și G. Zweig au sugerat că toți hadronii constau dintr-un set corespunzător de particule fundamentale - quarci, antiquarcii lor și purtători ai interacțiunii puternice - gluoni.

Numărul total de hadroni observați în prezent este de peste o sută de particule (și același număr de antiparticule). Multe zeci de particule nu au fost încă înregistrate. Toți hadronii sunt subdivizați în particule grele numite barionii, și mediile numite mezonii.

Barionii sunt caracterizați prin numărul barionului b= 1 pentru particule și b = -1 pentru antibarioni. Nașterea și distrugerea lor au loc întotdeauna în perechi: un barion și un antibarion. Mezonii au o sarcină barionică b = 0. Conform ideii lui Gell-Mann și Zweig, toți barionii constau din trei cuarci, antibarionii - din trei antiquarci. Prin urmare, fiecărui quarc i s-a atribuit un număr de barion de 1/3, astfel încât în total barionul ar avea b= 1 (sau -1 pentru un antibarion format din trei antiquarci). Mezonii au un număr barion b= 0, deci pot fi compuse din orice combinație de perechi de orice quarc și orice antiquarc. Pe lângă numerele cuantice care sunt aceleași pentru toți quarcii - spin și numărul barionului, există și alte caracteristici importante ale acestora, cum ar fi mărimea masei lor în repaus. m, mărimea sarcinii electrice Q/e(în fracțiuni de sarcină electronică e\u003d 1,6 · 10 -19 coulomb) și un anumit set de numere cuantice care caracterizează așa-numitul aromă de quarc. Acestea includ:

1) valoarea spinului izotopic euși amploarea celei de-a treia proiecții, adică eu 3 . Asa de, u-quarc și d-cuarcii formează un dublet izotopic, li se atribuie un spin izotopic complet eu= 1/2 cu proiecții eu 3 = +1/2 corespunzător u-quarc, și eu 3 = -1/2 corespunzător d-quarc. Ambele componente ale dubletei au valori apropiate ale masei și sunt identice în toate celelalte proprietăți, cu excepția sarcinii electrice;

2) număr cuantic S- ciudățenia caracterizează comportamentul ciudat al unor particule care au o durată de viață anormal de lungă (~10 -8 - 10 -13 s) față de timpul nuclear caracteristic (~10 -23 s). Particulele în sine au fost numite ciudate, conținând unul sau mai mulți cuarci ciudați și antiquarci ciudați. Crearea sau dispariția particulelor ciudate din cauza interacțiunilor puternice are loc în perechi, adică în orice reacție nucleară, suma $\Sigma$S înainte de reacție trebuie să fie egală cu $\Sigma$S după reacție. Totuși, în interacțiunile slabe legea conservării ciudățeniei nu este valabilă.

În experimentele pe acceleratoare, au fost observate particule care nu au putut fi descrise folosind u-, d- și s-cuarcuri. Prin analogie cu ciudățenia, a fost necesar să se introducă încă trei quarci noi cu numere cuantice noi DIN = +1, LA= -1 și T= +1. Particulele compuse din acești quarci au o masă mult mai mare (> 2 GeV/c2). Au o mare varietate de scheme de dezintegrare cu o durată de viață de ~10 -13 s. Un rezumat al caracteristicilor tuturor quarcilor este dat în tabel. 2.

Fiecare quarc din tabel. 2 corespunde cu antiquarcul său. Pentru antiquarci, toate numerele cuantice au un semn opus celui indicat pentru un cuarc. Următoarele trebuie spuse despre mărimea masei cuarcilor. Date în tabel. 2 valori corespund maselor de quarkuri goale, adică quarcurile înșiși fără a lua în considerare gluonii care îi înconjoară. Masa de quarci îmbrăcați datorită energiei transportate de gluoni este mai mare. Acest lucru este vizibil mai ales pentru cei mai ușoare u- și d-quarci, al căror strat de gluon are o energie de aproximativ 300 MeV.

Quarzi care definesc baza proprietăți fizice particulele se numesc cuarci de valență. Pe lângă quarcii de valență, hadronii conțin perechi virtuale de particule - quarci și antiquarci, care sunt emise și absorbite de gluoni pentru un timp foarte scurt.

(Unde E este energia unei perechi virtuale), care are loc cu o încălcare a legii conservării energiei în conformitate cu relația de incertitudine Heisenberg. Se numesc perechi virtuale de quarci cuarcuri de mare sau cuarcuri de mare. Astfel, structura hadronilor include valență și quarci de mare și gluoni.

Caracteristica principală a tuturor quarcilor este că aceștia sunt proprietarii sarcinilor puternice corespunzătoare. Sarcinile de câmp puternic au trei varietăți egale (în loc de o sarcină electrică în teoria forțelor electrice). În terminologia istorică, aceste trei tipuri de încărcături sunt numite culorile quarcilor și anume: roșu condiționat, verde și albastru. Astfel, fiecare quarc din tabel. 1 și 2 pot fi în trei forme și sunt o particulă colorată. Amestecarea tuturor celor trei culori, așa cum are loc în optică, dă o culoare albă, adică albește particulele. Toți hadronii observați sunt incolori.

Quarci	u(sus)	d(jos)	s(ciudat)	c(farmec)	b(partea de jos)	t(top)
Masa m0	(1,5-5) MeV/s 2	(3-9) MeV/s 2	(60-170) MeV/s 2	(1,1-4,4) GeV/c 2	(4,1-4,4) GeV/c 2	174 GeV/s 2
Isospin eu	+1/2	+1/2	0	0	0	0
Proiecție eu 3	+1/2	-1/2	0	0	0	0
Incarcare electrica Q/e	+2/3	-1/3	-1/3	+2/3	-1/3	+2/3
ciudățenie S	0	0	-1	0	0	0
Farmec C	0	0	0	+1	0	0
Partea de jos B	0	0	0	0	-1	0
Top T	0	0	0	0	0	+1

Interacțiunile cuarcilor sunt realizate de opt gluoni diferiți. Termenul „gluon” înseamnă, tradus din de limba engleză lipici, adică aceste cuante de câmp sunt particule care, parcă, lipesc quarcii. Asemenea cuarcilor, gluonii sunt particule colorate, dar deoarece fiecare gluon își schimbă culorile a doi cuarci simultan (cuarcul care emite gluonul și cuarcul care a absorbit gluonul), gluonul este colorat de două ori, purtând o culoare și un anticolor, de obicei diferit de culoare.

Masa în repaus a gluonilor, ca cea a unui foton, este zero. În plus, gluonii sunt neutri din punct de vedere electric și nu au o sarcină slabă.

Hadronii sunt, de asemenea, împărțiți în particule stabile și rezonanțe: barion și mezon.
Rezonanța se caracterizează printr-o durată de viață extrem de scurtă (~10 -20 -10 -24 s), deoarece degradarea lor se datorează interacțiunii puternice.

Zeci de astfel de particule au fost descoperite de fizicianul american L.V. Alvarez. Deoarece calea de descompunere a unor astfel de particule este atât de scurtă încât nu pot fi observate la detectoarele care înregistrează urme de particule (cum ar fi o cameră cu bule etc.), toate au fost detectate indirect, prin prezența unor vârfuri în dependența de probabilitatea interacțiunii diferitelor particule între ele asupra energiei. Figura 1 explică ceea ce s-a spus. Figura arată dependența secțiunii transversale de interacțiune (proporțională cu valoarea probabilității) a unui pion pozitiv $\pi^+$ cu un proton p din energia cinetică a pionului. La o energie de aproximativ 200 MeV, se vede un vârf în cursul secțiunii transversale. Lățimea sa este $\Gamma = 110$ MeV, iar masa totală a particulelor $\Delta^(++)$ este egală cu $T^(")_(max)+M_p c^2+M_\pi c^2 =1232$ MeV /s 2 , unde $T^(")_(max)$ - energie kinetică ciocnirile particulelor din sistemul centrului lor de masă. Majoritatea rezonanțelor pot fi considerate ca o stare excitată a particulelor stabile, deoarece au aceeași compoziție de cuarci ca și omologii lor stabili, deși masa rezonanțelor este mai mare datorită energiei de excitație.

Modelul cuarc al hadronilor

Începem să descriem modelul cuarc al hadronilor din figură linii de forță, care emană dintr-o sursă - un cuarc cu încărcătură de culoare și care se termină la un antiquarc (Fig. 2, b). Pentru comparație, în fig. 2 și arătăm că în cazul interacțiunii electromagnetice, liniile de forță diverg de la sursa lor - o sarcină electrică ca un ventilator, deoarece fotonii virtuali emiși simultan de sursă nu interacționează între ei. Rezultatul este legea lui Coulomb.

Spre deosebire de această imagine, gluonii înșiși au încărcături de culoare și interacționează puternic unul cu celălalt. Ca rezultat, în loc de un evantai de linii de forță, avem un mănunchi, prezentat în Fig. 2, b. Coarda este întinsă între quarc și antiquarc, dar cel mai surprinzător lucru este că gluonii înșiși, având încărcături colorate, devin surse de noi gluoni, al căror număr crește pe măsură ce se îndepărtează de quarc.
Un astfel de model de interacțiune corespunde dependenței energiei potențiale de interacțiune dintre quarci de distanța dintre ei, prezentată în Fig. 3. Și anume: până la distanță R> 10 -13 cm, dependența U(R) are un caracter în formă de pâlnie, iar puterea încărcăturii de culoare în acest interval de distanțe este relativ mică, astfel încât quarcii la R> 10 -15 cm în prima aproximare pot fi considerate particule libere, care nu interacționează. Acest fenomen poartă denumirea specială de libertatea asimptotică a quarcilor mici R. Cu toate acestea, când R mai mult decât o valoare critică $R_(cr) \aproximativ 10^(-13)$ cm U(R) devine direct proporțională cu valoarea R. Rezultă direct de aici că forța F = -dU/dR= const, adică nu depinde de distanță. Nicio altă interacțiune pe care fizicienii le-au studiat anterior nu au avut o proprietate atât de neobișnuită.

Calculele arată că forțele care acționează între un cuarc și un antiquarc, într-adevăr, începând de la $R_(cr) \aprox 10_(-13)$ cm, încetează să mai depindă de distanță, rămânând la un nivel de o valoare uriașă apropiată de 20. tone.La distanta R~ 10 -12 cm (egal cu raza nucleelor atomice medii) forțele de culoare sunt de peste 100 de mii de ori mai mari decât forțele electromagnetice. Dacă comparăm forța de culoare cu forțele nucleare dintre un proton și un neutron din interiorul unui nucleu atomic, se dovedește că forța de culoare este de mii de ori mai mare! Astfel, în fața fizicienilor s-a deschis o nouă imagine grandioasă a forțelor colorate din natură, cu multe ordine de mărime mai mari decât forțele nucleare cunoscute în prezent. Desigur, se pune imediat întrebarea dacă astfel de forțe pot fi făcute să funcționeze ca sursă de energie. Din păcate, răspunsul la această întrebare este nu.

Desigur, se ridică o altă întrebare: până la ce distanțe Rîntre quarci, energia potențială crește liniar odată cu creșterea R?
Răspunsul este simplu: la distanțe mari, mănunchiul de linii de câmp se rupe, deoarece este mai profitabil din punct de vedere energetic să se formeze o rupere odată cu nașterea unei perechi de particule quark-antiquarc. Acest lucru se întâmplă atunci când energia potențială la rupere este mai mare decât masa în repaus a cuarcului și a antiquarcului. Procesul de rupere a mănunchiului de linii de forță ale câmpului gluon este prezentat în fig. 2, în.

Astfel de idei calitative despre nașterea unui quark-antiquark fac posibilă înțelegerea de ce quarcii unici nu sunt observați deloc și nu pot fi observați în natură. Quarcii sunt pentru totdeauna prinși în hadroni. Acest fenomen de neejectare a quarcilor se numește izolarea. La energii mari, poate fi mai avantajos ca pachetul să se rupă deodată în multe locuri, formând un set de $q \tilde q$-perechi. În acest fel am abordat problema nașterilor multiple. perechi quarc-antiquarcși formarea jeturilor de cuarci duri.

Să luăm în considerare mai întâi structura hadronilor ușori, adică mezonii. Ele constau, după cum am spus deja, dintr-un cuarc și un antiquarc.

Este extrem de important ca ambii parteneri ai perechii să aibă aceeași încărcătură de culoare și aceeași anti-încărcare (de exemplu, un cuarc albastru și un antiquarc anti-albastru), astfel încât perechea lor, indiferent de aromele de quarc, să nu aibă culoare. (și observăm doar particule incolore).

Toți quarcii și antiquarcii au spin (în fracțiuni de h) egal cu 1/2. Prin urmare, spinul total al combinației unui cuarc cu un antiquarc este fie 0 atunci când spinurile sunt antiparalele, fie 1 când spinurile sunt paralele între ele. Dar spin-ul unei particule poate fi mai mare de 1 dacă quarcii înșiși se rotesc de-a lungul unor orbite în interiorul particulei.

În tabel. Figura 3 prezintă câteva combinații pereche și mai complexe de quarci cu o indicație a căror hadroni cunoscuți anterior le corespunde această combinație de quarci.

Quarci	Mezoni		Quarci	barionii
	J=0	J=1		J=1/2	J=3/2
	particule	rezonanțe		particule	rezonanțe
	$\pi^+$	$\rho^+$	uuu		$\Delta^(++)$
$\tilde u d$	$\pi^-$	$\rho^-$	uud	p	$\Delta^+$
$u \tilde u - d \tilde d$	$\pi^0$	$\rho^0$	udd	n (neutron)	\Delta^0 (delta0)
$u \tilde u + d \tilde d$	$\eta$	$\omega$	ddd		$\Delta^-$
$d \tilde s$	$k^0$	$k^0*$	uus	$\Sigma^+$	$\Sigma^+*$
$u \tilde s$	$k^+$	$k^++*$	uds	$\Lambda^0$	$\Sigma^0*$
$\tilde u s$	$k^-$	$k^-*$	dds	$\Sigma^-$	$\Sigma^-*$
$c \tilde d$	$D^+$	$D^++*$	uss	$\Xi^0$	$\Xi^0*$
$c \tilde s$	$D^+_s$	$D^+_s*$	dss	$\Xi^-$	$\Xi^-*$
$c \tilde c$	Charmonium	$J/\psi$	sss	$\Omega^-$
$b \tilde b$	Bottoniu	Upsilon	udc	$\Lambda^+_c$ (lambda-ce+)
$c \tilde u$	$D^0$	$D^0*$	uuc	$\Sigma^(++)_c$
$b \tilde u$	$B^-$	$B*$	udb	$\Lambda_b$

Dintre mezonii și rezonanțe mezone cel mai bine studiate în prezent, cel mai mare grup este format din particule ușoare nearomatice, ale căror numere cuantice S = C = B= 0. Acest grup include aproximativ 40 de particule. Tabelul 3 începe cu pioni $\pi$ ±,0 descoperiți de fizicianul englez S.F. Powell în 1949. Pionii încărcați trăiesc aproximativ 10 -8 s, degradându-se în leptoni conform următoarelor scheme:

$\pi^+ \to \mu + \nu_(\mu)$ și $\pi^- \to \mu^- + \tilde \nu_(\mu)$.

„Rudele” lor din Tabel. 3 - rezonanțe $\rho$ ±,0 (mezonii rho) spre deosebire de pionii au un spin J= 1, sunt instabili și trăiesc doar aproximativ 10 -23 s. Motivul pentru $\rho$ ±,0 este interacțiunea puternică.

Motivul pentru dezintegrarea pionilor încărcați se datorează interacțiunii slabe, și anume, faptului că quarcii care alcătuiesc particula sunt capabili să emită și să absoarbă ca urmare a interacțiunii slabe pentru o perioadă scurtă de timp. tîn conformitate cu relația (4), bosonii de gauge virtuali: $u \to d + W^+$ sau $d \to u + W^-$ și, spre deosebire de leptoni, există și tranziții ale unui quarc de o generație la un quarc din altă generație, de exemplu $u \to b + W^+$ sau $u \to s + W^+$ etc., deși astfel de tranziții sunt mult mai rare decât tranzițiile dintr-o generație. În același timp, în timpul tuturor acestor transformări, sarcina electrică din reacție este conservată.

Studiul mezonilor, inclusiv s- și c-quarci, au dus la descoperirea a câteva zeci de particule ciudate și fermecate. Cercetările lor se desfășoară acum în multe centre științifice din lume.

Studiul mezonilor, inclusiv b- și t-quarci, au început intens la acceleratoare, iar despre ele nu vom vorbi deocamdată mai detaliat.

Să trecem la luarea în considerare a hadronilor grei, adică a barionilor. Toți sunt formați din trei quarci, dar cei care au toate cele trei culori, deoarece, ca și mezonii, toți barionii sunt incolori. Quarcii din interiorul barionilor pot avea mișcare orbitală. În acest caz, spinul total al particulei va depăși spinul total al quarcilor, egal cu 1/2 sau 3/2 (dacă spinurile tuturor celor trei quarci sunt paralele între ele).

Barionul cu masa minimă este protonul p(vezi Tabelul 3). Toate nucleele atomice sunt formate din protoni și neutroni. elemente chimice. Numărul de protoni din nucleu determină sarcina electrică totală a acestuia Z.

Cealaltă particulă principală din nucleele atomice este neutronul. n. Neutronul este puțin mai greu decât protonul, este instabil și în stare liberă cu o durată de viață de aproximativ 900 s se descompune într-un proton, un electron și un neutrin. În tabel. 3 arată starea de cuarc a protonului uudși neutroni udd. Dar cu rotirea acestei combinații de quarci J= 3/2, se formează rezonanțe $\Delta^+$ și respectiv $D^0$. Toți ceilalți barioni sunt formați din quarci mai grei s, b, t, și au o masă mult mai mare. Printre acestea, de interes deosebit a fost W- -hyperon, format din trei quarci ciudate. A fost descoperit pentru prima dată pe hârtie, adică prin calcul, folosind ideile structurii cuarci a barionilor. Toate proprietățile principale ale acestei particule au fost prezise și apoi confirmate prin experimente.

Multe fapte observate experimental vorbesc acum în mod convingător despre existența quarcilor. În special, vorbimși despre descoperirea unui nou proces în reacția de ciocnire a electronilor și pozitronilor, care duce la formarea jeturilor de cuarc-antiquarc. Schema acestui proces este prezentată în fig. 4. Experimentul a fost efectuat pe colidere din Germania și SUA. Săgețile arată direcțiile grinzilor din figură e+ și e- , iar un cuarc este emis din punctul de coliziune qși un antiquarc $\tilde q$ la un unghi zenital $\Theta$ față de direcția de zbor e+ și e- . Această pereche $q+\tilde q$ este produsă în reacție

$$e^+ + e^- \to \gamma_(virt) \to q + \tilde q$$

După cum am spus deja, un garou de linii de forță (mai des se spune o sfoară) se rupe în componentele sale cu o tensiune suficient de mare.
La energii mari ale cuarcului și antiquarcului, așa cum am menționat mai devreme, șirul se rupe în multe locuri, drept urmare două fascicule înguste de particule secundare incolore se formează în ambele direcții de-a lungul liniei de zbor a cuarcului q și a antiquarcului, așa cum prezentată în fig. 4. Astfel de fascicule de particule se numesc jeturi. Formarea a trei, patru sau mai multe jeturi de particule simultan este observată destul de des în experiment.

În experimentele care au fost efectuate la energii de supraaccelerare în raze cosmice, la care a participat și autorul acestui articol, s-au obținut, parcă, fotografii ale procesului de formare a multor jeturi. Faptul este că o frânghie sau o sfoară este unidimensională și, prin urmare, centrele de formare a trei, patru sau mai multe jeturi sunt, de asemenea, situate de-a lungul unei linii drepte.

Teoria care descrie interacțiunile puternice se numește cromodinamica cuantică sau prescurtat QCD. Este mult mai complicată decât teoria interacțiunilor electroslabe. QCD are succes în special în descrierea așa-numitelor procese dure, adică procesele de interacțiune a particulelor cu un transfer mare de impuls între particule. Deși crearea teoriei nu a fost încă finalizată, mulți fizicieni teoreticieni sunt deja ocupați să creeze „marea unificare” - unificarea cromodinamicii cuantice și teoria interacțiunii electro-slabe într-o singură teorie.

În concluzie, să ne oprim pe scurt dacă șase leptoni și 18 quarci multicolori (și antiparticulele lor), precum și cuantele câmpurilor fundamentale, epuizează fotonul, W ± -, Z 0 -bosoni, opt gluoni și, în final, cuante ale câmpului gravitațional - gravitoni - întregul arsenal de particule cu adevărat elementare, mai precis, fundamentale. Aparent nu. Cel mai probabil, imaginile descrise ale particulelor și câmpurilor sunt doar o reflectare a cunoștințelor noastre actuale. Nu degeaba există deja multe idei teoretice în care grup mare mai multe despre așa-numitele particule supersimetrice observate, un octet de quarci supergrei și multe altele.

Evident, fizica modernă este încă departe de a construi o teorie completă a particulelor. Poate avea dreptate mare fizician Albert Einstein, considerând că doar luarea în considerare a gravitației, în ciuda rolului său care acum pare mic în microcosmos, va permite construirea unei teorii riguroase a particulelor. Dar toate acestea sunt deja în secolul 21 sau chiar mai târziu.

Literatură

1. Okun L.B. Fizica particulelor elementare. Moscova: Nauka, 1988.

2. Kobzarev I.Yu. Laureații Premiul Nobel 1979: S. Weinberg, S. Glashow, A. Salam // Natura. 1980. N 1. S. 84.

3. Zeldovich Ya.B. Clasificarea particulelor elementare și a quarcilor în prezentarea pentru pietoni // Uspekhi nat. Științe. 1965. T. 8. S. 303.

4. Krainov V.P. Relația de incertitudine pentru energie și timp // Soros Educational Journal. 1998. N 5. S. 77-82.

5. I. Nambu, „De ce nu există quarci liberi”, Usp. Phys. Științe. 1978. V. 124. S. 146.

6. Zhdanov G.B., Maksimenko V.M., Slavatinsky S.A. Experimentul „Pamir” // Natură. 1984. Nr 11. S. 24

Revizor articol L.I. Sariciov

S. A. Slavatinsky Institutul de Fizică și Tehnologie din Moscova, Dolgoprudny, Regiunea Moscova

±1 1 80,4 Interacțiune slabă Z0 0 1 91,2 Interacțiune slabă Gluon 0 1 0 Interacțiune puternică bosonul Higgs 0 0 ≈125,09±0,24 masa inerțială

		Simbol quark/antiquarc	Masa (MeV)	Numele/aroma cuarcului/antiquarcului	Simbol quark/antiquarc	Masa (MeV)
Generaţie	Quarci cu sarcină (+2/3)			Quarci cu sarcină (−1/3)
1	u-quark (up-quark) / anti-u-quark	$u / \, \overline(u)$	de la 1,5 la 3	d-quark (down-quark) / anti-d-quark	$d / \, \overline(d)$	4,79±0,07
2	c-quark (farmec-quark) / anti-c-quark	$c / \, \overline(c)$	1250±90	s-quark (cuarc ciudat) / anti-s-quark	$s / \, \overline(e)$	95±25
3	t-quark (top-quark) / anti-t-quark	$t / \, \overline(t)$	174 200 ± 3300	b-quark (cuarc de jos) / anti-b-quark	$b / \, \overline(b)$	4200±70

Vezi si

Scrieți o recenzie despre articolul „Particulă fundamentală”

Note

Legături

S. A. Slavatinsky// Institutul de Fizică și Tehnologie din Moscova (Dolgoprudny, regiunea Moscova)
Slavatinsky S.A. // SOZH, 2001, nr. 2, p. 62–68 arhiva web.archive.org/web/20060116134302/journal.issep.rssi.ru/annot.php?id=S1176
// nuclphys.sinp.msu.ru
// second-physics.ru
// fizica.ru
// nature.web.ru
// nature.web.ru
// nature.web.ru

Fundamental
particule

Compozit
particule

Conexiuni
fundamentale și/sau
particulele constitutive

Comun

Neobișnuit

Alte
clasificare
particule

Un fragment care caracterizează particula fundamentală

A doua zi s-a trezit târziu. Reluând impresiile trecutului, și-a amintit, în primul rând, că azi trebuia să se prezinte împăratului Franz, și-a amintit de ministrul de război, de aripa politicoasă a adjutantului austriac, Bilibin, și de conversația din seara precedentă. Îmbrăcat în uniformă completă, pe care nu o mai purta de multă vreme, pentru o excursie la palat, el, proaspăt, vioi și chipeș, cu mâna bandajată, a intrat în biroul lui Bilibin. În birou erau patru domni ai corpului diplomatic. Cu prințul Ippolit Kuragin, care era secretarul ambasadei, Bolkonsky era familiar; Bilibin l-a prezentat altora.
Domnii care l-au vizitat pe Bilibin, oameni laici, tineri, bogați și veseli, atât la Viena, cât și aici, au alcătuit un cerc separat, pe care Bilibin, care era șeful acestui cerc, l-a numit al nostru, les nеtres. Acest cerc, format aproape exclusiv din diplomați, avea aparent interese proprii ale înaltei societăți, relații cu anumite femei și latura clericală a serviciului, care nu avea nimic de-a face cu războiul și cu politica. Acești domni, aparent, de bunăvoie, ca ai lor (o onoare pe care au făcut-o unora), l-au acceptat pe prințul Andrei în cercul lor. Din curtoazie și ca subiect de intrare în conversație, i-au fost puse câteva întrebări despre armată și bătălie, iar conversația s-a prăbușit din nou în glume și bârfe inconsistente, vesele.
„Dar este deosebit de bine”, a spus unul, descriind eșecul unui coleg diplomat, „este deosebit de bine că cancelarul i-a spus direct că numirea sa la Londra a fost o promovare și că ar trebui să privească așa. Îi vezi silueta în același timp?...
— Dar ce-i mai rău, domnilor, vă trădez pe Kuragin: un om este în nenorocire, iar acest Don Juan, acest om groaznic, profită de asta!
Prințul Hippolyte stătea întins pe un scaun Voltaire, cu picioarele peste mâner. El a râs.
- Parlez moi de ca, [Ei bine, bine, bine,] - spuse el.
O, Don Juan! O șarpe! s-au auzit voci.
„Nu știi, Bolkonsky”, se întoarse Bilibin către prințul Andrei, „că toate ororile armatei franceze (aproape că am spus armata rusă) nu sunt nimic în comparație cu ceea ce a făcut acest bărbat între femei.
- La femme est la compagne de l "homme, [O femeie este prietena unui bărbat,] - spuse prințul Hippolyte și începu să-și privească picioarele ridicate printr-o lorgnette.
Bilibin și ai noștri au izbucnit în râs, uitându-se în ochii lui Ippolit. Prințul Andrei a văzut că acest Ippolit, pe care el (trebuia să-l mărturisească) era aproape gelos pe soția sa, era un bufon în această societate.
— Nu, trebuie să te tratez cu Kuragins, îi spuse Bilibin liniştit lui Bolkonsky. - Este fermecător când vorbește despre politică, trebuie să vezi această importanță.
S-a așezat lângă Hippolyte și, adunându-și pliurile pe frunte, a început o discuție cu el despre politică. Prințul Andrei și alții i-au înconjurat pe amândoi.
- Le cabinet de Berlin ne peut pas exprimer un sentiment d "alliance", începu Hippolyte, uitându-se semnificativ în jur la toată lumea, - sans exprimer ... comme dans sa derieniere note ... vous comprenez ... vous comprenez ... et puis si sa Majeste l "Empereur ne deroge pas au principe de notre alliance... [Cabinetul de la Berlin nu poate sa-si exprime opinia cu privire la alianta fara sa-si exprime... ca in ultima sa nota... intelegeti... intelegeti... totusi, daca Majestatea Sa imparatul face... nu schimba esența alianței noastre...]
- Attendez, je n "ai pas fini ... - i-a spus prințului Andrei, apucându-l de mână. - Je suppose que l" intervention sera plus forte que la non intervention. Et... Făcu o pauză. - On ne pourra pas imputer a la fin de non recevoir notre depeche du 28 Novembre. Voila comment tout cela finira. [Stai, nu am terminat. Cred că acea intervenție va fi mai puternică decât neintervenția... Și... Este imposibil să considerăm cazul ca finalizat prin neacceptarea depeței noastre din 28 noiembrie. Cum se vor termina toate acestea?]
Și i-a dat drumul la mâna lui Bolkonsky, arătând prin faptul că acum terminase complet.
- Demosthenes, je te reconnais au caillou que tu as cache dans ta bouche d "or! [Demosthenes, te recunosc după pietricica pe care o ascunzi în buzele tale aurii!] - spuse Bilibin, a cărui pălărie de păr se mișca pe cap cu placere .
Toată lumea râde. Hippolyte râse cel mai tare. Se pare că suferea, se sufoca, dar nu se putea abține să râdă sălbatic, întinzându-și fața mereu nemișcată.
- Ei bine, domnilor, - spuse Bilibin, - Bolkonsky este oaspetele meu în casă și aici, în Brunn, și vreau să-l tratez cât de mult pot cu toate bucuriile vieții de aici. Dacă am fi în Brunn, ar fi ușor; dar aici, dans ce vilain trou morave, este mai greu și vă cer ajutor tuturor. Il faut lui faire les honneurs de Brunn. [Trebuie să-i arăt Brunn.] Tu preiei teatrul, eu preiau societatea, tu, Hippolyte, desigur, preiei femeile.
- Trebuie să-i arătăm pe Amelie, dragă! spuse unul de-al nostru, sărutându-și vârful degetelor.
„În general, acest soldat însetat de sânge”, a spus Bilibin, „ar trebui să fie îndreptat către opinii mai filantropice.
— Cu greu pot profita de ospitalitatea dumneavoastră, domnilor, și acum este timpul să plec, spuse Bolkonsky privindu-și ceasul.
- Unde?
- Împăratului.
- O! despre! despre!
- Ei bine, la revedere, Bolkonsky! La revedere, printe; vino la cină mai devreme, - urmară voci. - Avem grijă de tine.
„Încercați pe cât posibil să lăudați ordinea în livrarea proviziilor și a rutelor când vorbiți cu împăratul”, a spus Bilibin, escortându-l pe Bolkonsky pe front.
„Și aș vrea să laud, dar nu pot, din câte știu”, a răspuns Bolkonsky zâmbind.
Ei bine, vorbește cât poți de mult. Pasiunea lui este publicul; dar nu-i place să vorbească și nu știe cum, după cum veți vedea.

Interesant articol

Recent, fizicienii care urmăreau un alt experiment la Large Hadron Collider au reușit în sfârșit să găsească urme ale bosonului Higgs sau, așa cum o numesc mulți jurnaliști, „particula divină”. Aceasta înseamnă că construcția ciocnitorului s-a justificat pe deplin - la urma urmei, a fost făcută tocmai pentru a prinde acest boson evaziv.

Fizicienii care lucrează la Large Hadron Collider folosind detectorul CMS pentru prima dată au înregistrat nașterea a doi bosoni Z - unul dintre tipurile de evenimente care pot fi dovezi ale existenței unei versiuni „grele” a bosonului Higgs. Pentru a fi foarte precis, pe 10 octombrie, detectorul CMS a detectat pentru prima dată apariția a patru muoni. Rezultatele preliminare ale reconstrucției le-au permis oamenilor de știință să interpreteze acest eveniment ca un candidat pentru producerea a doi bosoni Z de ecartament neutru.

Cred că acum ar trebui să ne abatem puțin și să vorbim despre ce sunt acești muoni, bozoni și alte particule elementare. Conform modelului standard al mecanicii cuantice, întreaga lume este formată din diferite particule elementare, care, în contact unele cu altele, generează toate tipurile cunoscute de masă și energie.

Toată materia, de exemplu, constă din 12 particule fundamentale de fermion: 6 leptoni, cum ar fi electronul, muonul, leptonul tau și trei tipuri de neutrini și 6 quarci (u, d, s, c, b, t), care pot se combină trei generații de fermioni. Fermionii sunt particule care pot fi în stare liberă, dar quarcii nu sunt, fac parte din alte particule, de exemplu, protoni și neutroni bine-cunoscuți.
Mai mult, fiecare dintre particule participă la un anumit tip de interacțiune, care, după cum ne amintim, sunt doar patru: electromagnetice, slabe (interacțiunea particulelor în timpul dezintegrarii β a nucleului atomilor), puternice (pare să țină). nucleul atomic împreună) și gravitaționale. Acesta din urmă, al cărui rezultat este, de exemplu, gravitația, nu este luat în considerare de modelul standard, deoarece gravitonul (particula care îl asigură) nu a fost încă găsit.

Cu alte tipuri, totul este mai simplu - particulele care participă la ele, fizicienii le cunosc „din vedere”. Astfel, de exemplu, quarkurile participă la interacțiuni puternice, slabe și electromagnetice; leptoni încărcați (electron, muon, tau-lepton) - în slab și electromagnetic; neutrini - numai în interacțiuni slabe.

Cu toate acestea, pe lângă aceste particule de „masă”, există și așa-numitele particule virtuale, dintre care unele (de exemplu, un foton) nu au deloc masă. Sincer să fiu, particulele virtuale sunt mai mult un fenomen matematic decât o realitate fizică, deoarece nimeni nu le-a „văzut” până acum. Cu toate acestea, în diferite experimente, fizicienii pot observa urme ale existenței lor, deoarece, din păcate, este de foarte scurtă durată.

Care sunt aceste piese interesante? Ele se nasc numai în momentul unei anumite interacțiuni (din cele descrise mai sus), după care fie se descompun, fie sunt absorbite de unele dintre particulele fundamentale. Se crede că „transferă” interacțiunea, adică prin contactarea particulelor fundamentale, își schimbă caracteristicile, datorită cărora interacțiunea, de fapt, are loc.

Deci, de exemplu, în interacțiunile electromagnetice, care sunt cel mai bine studiate, electronii absorb și emit în mod constant fotoni, particule virtuale fără masă, în urma cărora proprietățile electronilor înșiși se schimbă oarecum și devin capabile de asemenea fapte, de exemplu, direcționate. mișcare (adică curent electric) sau „sărire” la altul nivel de energie(cum se întâmplă în timpul fotosintezei la plante). Particulele virtuale funcționează în același mod pentru alte tipuri de interacțiuni.

Pe lângă foton, fizica modernă mai cunoaște încă două tipuri de particule virtuale, numite bosoni și gluoni. Bosonii sunt de interes deosebit pentru noi acum - se crede că în toate interacțiunile particulele fundamentale le schimbă în mod constant și, prin urmare, se influențează reciproc. Bosonii înșiși sunt considerați particule fără masă, deși unele experimente arată că acest lucru nu este în întregime adevărat - bosonii W și Z pot câștiga masă pentru o perioadă scurtă de timp.

Unul dintre cei mai misterioși bosoni este același boson Higgs, pentru detectarea urmelor cărora, de fapt, a fost construit Large Hadron Collider. Se crede că această particulă misterioasă este unul dintre cei mai comuni și mai importanți bozoni din univers.

În anii 1960, profesorul englez Peter Higgs a propus o ipoteză conform căreia toată materia din univers a fost creată prin interacțiunea diferitelor particule cu un principiu fundamental inițial (rezultat din Big Bang), care ulterior a fost numit după el. El a sugerat că Universul este pătruns de un câmp invizibil, care trece prin care unele particule elementare „cresc” niște bosoni, câștigând astfel masă, în timp ce altele, cum ar fi fotonii, rămân neîngrădite de greutate.

Oamenii de știință iau în considerare acum două posibilități - existența opțiunilor „ușoare” și „grele”. Un Higgs „ușor” cu o masă de 135 până la 200 gigaelectronvolți ar trebui să se descompună în perechi de bosoni W, iar dacă masa unui boson este de 200 gigaelectronvolți sau mai mult, atunci în perechi de bozoni Z, care, la rândul lor, dau naștere. la perechi de electroni sau muoni.

Se pare că misteriosul boson Higgs este, parcă, „creatorul” a tot ceea ce există în Univers. Poate de aceea, laureatul Nobel Leon Lederman l-a numit odată „zeu-particule”. Dar în mijloace mass media această afirmație a fost oarecum distorsionată și a început să sune ca „particulă a lui Dumnezeu” sau „particulă divină”.

Cum se pot obține urme ale prezenței unui „zeu-particule”? Se crede că bosonul Higgs se poate forma în cursul ciocnirilor dintre protoni și neutrini în inelul de accelerare al ciocnitorului. În acest caz, după cum ne amintim, ar trebui să se descompună imediat într-un număr de alte particule (în special, bozoni Z), care pot fi înregistrate.

Adevărat, detectoarele în sine nu pot detecta bosonii Z din cauza duratei de viață extrem de scurte a acestor particule elementare (aproximativ 3 × 10-25 de secunde), dar pot „prinde” muonii în care se transformă bosonii Z.

Permiteți-mi să vă reamintesc că muonul este o particulă elementară instabilă cu o sarcină electrică negativă și spin ½. Nu apare în atomii obișnuiți, înainte de asta a fost găsit doar în razele cosmice cu viteze apropiate de viteza luminii. Durata de viață a unui muon este foarte scurtă - există doar 2,2 microsecunde, apoi se descompune într-un electron, un antineutrin electron și un neutrin muon.

Muonii pot fi obținuți artificial prin ciocnirea unui proton și a unui neutrin la viteze mari. Cu toate acestea, pentru o lungă perioadă de timp nu a fost posibil să se atingă astfel de viteze. Acest lucru s-a făcut doar în timpul construcției Large Hadron Collider.

Și, în sfârșit, s-au obținut primele rezultate. În cadrul experimentului, care a avut loc pe 10 octombrie a acestui an, ca urmare a ciocnirii unui proton cu un neutrin, s-a înregistrat nașterea a patru muoni. Acest lucru demonstrează că a avut loc apariția a doi bosoni Z de ecartament neutru (intotdeauna apar în astfel de evenimente). Deci, existența bosonului Higgs nu este un mit, ci o realitate.

Adevărat, oamenii de știință notează că acest eveniment în sine nu indică neapărat nașterea bosonului Higgs, deoarece alte evenimente pot duce la apariția a patru muoni. Cu toate acestea, acesta este primul dintre aceste tipuri de evenimente care poate produce în cele din urmă o particulă Higgs. Pentru a vorbi cu încredere despre existența bosonului Higgs într-un anumit interval de masă, este necesar să se acumuleze un număr semnificativ de astfel de evenimente și să se analizeze modul în care sunt distribuite masele particulelor produse.

Oricum, orice ai spune, primul pas spre dovedirea existenței „zeului-particule” a fost deja făcut. Poate că experimentele ulterioare vor putea oferi și mai multe informații despre misteriosul boson Higgs. Dacă oamenii de știință o vor putea „prinde” în sfârșit, atunci vor putea să recreeze condițiile care au existat acum 13 miliarde de ani după Big Bang, adică acelea în care s-a născut Universul nostru.