Các hật sơ cấp còn gọi là các hạt cơ bản, đó là những hạt khởi đầu mà từ chúng tất cả các hạt phức tạp hơn được tạo thành. Các hạt cơ bản tự chúng không phải là một hệ cấu tạo từ những hạt cơ bản hơn. - Các hạt sơ cấp như: electron e-,pozitron e+, proton p, nơtron n, nơtrino , ..
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: ĐỀ TÀI VẬT LÝ HẠT NHÂN " CÁC HẠT SƠ CẤP SEMINAR "
- 1. SƠ LƯỢC VỀ CÁC HẠT SƠ CẤP
SƠ
- Các hật sơ cấp còn gọi là các hạt cơ bản, đó là những hạt
khởi đầu mà từ chúng tất cả các hạt phức tạp hơn được tạo
thành.
Các hạt cơ bản tự chúng không phải là một hệ cấu tạo từ
những hạt cơ bản hơn.
- Các hạt sơ cấp như: electron e-,pozitron e+, proton p,
nơtron n, nơtrino ,…..
- 2.1 CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA HẠT SƠ CẤP
2.1
a) Khối lượng nghỉ:
+ Hạt sơ cấp không có khối lượng nghỉ (m0 = 0):
phôtôn, nơtrinô, graviton
+ Theo hệ thức Anhxtanh, hạt sơ cấp có khối lượng nghỉ m0
thì có năng lượng nghỉ E0 = m0c2
- 2.CÁC ĐẶC TRƯNG VÀ PHÂN LOẠI CỦA HẠT SƠ CẤP
2.C
b) Điện tích:
+ Hạt sơ cấp có thể có điện tích : Q = – 1, Q = 0, Q = + 1
(đơn vị đo là e)
+ Q được gọi là: số lượng tử điện tích
- 2.CÁC ĐẶC TRƯNG VÀ PHÂN LOẠI CỦA HẠT SƠ CẤP
2.C
c) Spin:
+ Mỗi hạt sơ cấp đều có momen động lượng riêng và
momen từ riêng đặc trưng cho chuyển động nội tại và bản
chất của hạt.
+ Momen đặc trưng bằng số lượng tử spin s
VD: p, n, e- có s = +1/2; phôton có s =1
+ Momen động lượng riêng của hạt sơ cấp bằng sh/2
(h: hằng số Plank)
- 2.CÁC ĐẶC TRƯNG VÀ PHÂN LOẠI CỦA HẠT SƠ CẤP
2.C
d) Thời gian sống trung bình:
+ Có 4 hạt sơ cấp bền (không phân rã thành hạt khác):
phôtôn, nơtrinô, electron (+ và -) và prôton
+ Tất cả các hạt khác không bền thì phân rã thành hạt
khác
Thời gian sống của notron: 932s
Thời gian sống của các hạt không bền khác: 10-24s đến
10-6s
- 2.CÁC ĐẶC TRƯNG VÀ PHÂN LOẠI CỦA HẠT SƠ CẤP
2.2 PHÂN LOẠI HẠT SƠ CẤP
1. Photon (lượng tử ánh sáng) là hạt truyền tương tác
điên từ, khối lượng nghỉ bằng 0, spin bằng 1.
2. Lepton (hạt nhẹ) gồm 6 hạt có spin bằng 1/2 , xếp
thành 3 cặp: lepton electron, lepton muy, lepton tau. 6 hạt
này chỉ thực hiện tương tác điện từ và tương tác yếu.
3.Mezon (hạt trung gian) có spin bằng 0, thường
truyền tương tác mạnh.
4.Barion (hạt nặng) có spin bán nguyên, chia làm các
nhóm: nuclon và hyperon, ngoài ra còn có các nhóm
barion duyên, barion đáy. Barion có tương tác đặc trưng là
tương tác mạnh
- 3. HẠT VÀ PHẢN HẠT.
3.
-Phần lớn các hạt sơ cấp đều tạo thành từng cặp có cùng
m0, s, điện tích có trị số bằng nhau nhưng trái dấu gọi
là hạt và phản hạt
VD1: electron e- và pôzitron e+ có cùng me và s = ½
nhưng Q = - 1 và Q = +1
VD2: proton và phản proton (antiproton)
- 3. HẠT VÀ PHẢN HẠT.
3.
- Quá trình hủy cặp:
hạt + phản hạt phôton + phôton
- Quá trình sinh cặp:
phôton + phôton hạt + phản hạt
- 4.Các tương tác cơ bản
• Ta đã coi các hạt cơ bản là những thành phần
nhỏ nhất của vật chất cấu tạo nên vũ trụ .Một
câu hỏi đặt ra: các hạt đó tương tác với nhau như
thế nào để tạo nên cấu trúc vật chất, tạo nên vũ
trụ ?
• Câu trả lời là: có 4 loại tương tác cơ bản: hấp
dẫn, điện từ, mạnh và yếu.
- 4.1 Tương tác hấp dẫn
• Được mô tả bằng định luật vạn vật hấp dẫn của
Newtơn.
• Tương tác hấp dẫn là chung cho tất cả các hạt cơ bản
cũng như cho các vật thể vĩ mô
• So với các tương tác khác, tương tác hấp dẫn là lực
yếu nhất so với các lực còn lại nhưng lại có thể hoạt
động ở khoảng cách xa.
• Cơ chế tương tác hấp dẫn giữa hai hạt có khối lượng
là sự trao đổi hạt truyền tương tác (còn gọi là
lượng tử của trường tương tác) gọi là hạt graviton.
- 4.2 Tương tác điện từ
• Là tương tác giữa các hạt mang điện
• Các hạt cơ bản mang điện có điện tích bằng
điện tích của elctrôn hoặc điện tích của
pôzitrôn.
• Cơ chế tương tác điện từ là sự trao đổi giữa
các hạt mang điện các lượng tử của trường
điện từ gọi là các hạt phôtôn
- 4.3 Tương tác yếu
• Đó là tương tác có các lepton tham gia, ví dụ
các quá trình phân rã β:
• Các nơtrinô, luôn luôn đi đôi với e+, e-.
• Sau đó tìm thêm được hai leptôn tương tự như
Tương tự với chúng có
electron là và
hai loại nơtrinô là và .
• Vậy có sáu hạt lepton xếp thành 3 cặp
- 4.4 Tương tác mạnh
• Tương tác mạnh là tương tác giữa các hađrôn và ở
khoảng cách nhỏ (cỡ bán kính hạt nhân)
• Các hạt nuclôn trong hạt nhân tương tác với nhau
bằng tương tác mạnh và tạo ra lực hạt nhân.
• Cơ chế tương tác mạnh là sự trao đổi các hạt truyền
gluôn giữa các hạt hađrôn.
• Tương tác giữa các quac có một đặc tính là: Khi các
quac lại gần nhau thì tương tác giữa chúng rất yếu,
không đáng kể, có thể coi như chúng ở trạng thái tự
do. Trái lại, khi khoảng cách giữa các quac tăng lên
thì tương tác giữa chúng trở nên cực mạnh. Điều này
giải thích tại sao ta không thể quan sát được các
quac ở trạng thái tự do.
- 4.5 Sự thống nhất của các tương tác
• Trong điều kiện bình thường, cường độ của các loại
tương tác kể trên được so sánh với nhau theo tỉ lệ
tương đối là:
Tương tác
Mạnh Điện từ Yếu Hấp dẫn
Độ mạnh 1 10mũ- 10mũ-
1/137
14 39
• Tuy nhiên lí thuyết và thực nghiệm đã chứng minh
được rằng, trong điều kiện các năng lượng cực cao, thì
cường độ của các tương tác sẽ cùng cỡ đối với nhau.
- • Vào đầu những năm 70 của thế kỉ trước, một lí
thuyết của Van-bớc-Xa-lam (Weiberg - Salam)
về sự thống nhất hai tương tác điện từ và
tương tác yếu đã được xây dựng thành công
(lí thuyết tương tác điện từ yếu). Hiện nay
đang tiến hành xây dựng lí thuyết thống nhất
ba tương tác mạnh, điện từ, yếu (lí thuyết về
sự thống nhất lớn). Và tương lai sẽ xây dựng lí
thuyết thống nhất bốn tương tác trong vũ trụ
(thống nhất vĩ đại hay siêu thống nhất).
- 4.6 Thống nhất các tương tác và sự khởi đầu của vũ trụ
a. Vũ trụ của chúng ta được sinh từ một “vụ nổ lớn”
b. Ở những thời điểm đầu tiên 10-43s, vũ trụ có kích thước 10-
32m, nhiệt độ cực cao 1032K, ứng với năng lượng 1019GeV;
lúc này có bốn loại tương tác thống nhất với nhau
c. Tiếp đó, năng lượng giảm dần đến 1015GeV, tương tác hấp
dẫn tách ra thành một tương tác riêng; chỉ còn ba tương tác:
mạnh, điện từ, yếu, thống nhất với nhau
d. Tiếp sau đó, năng lượng vào cỡ 100GeV: tương tác mạnh tách
ra chỉ còn hai tương tác điện từ và yếu thống nhất với
nhau
Cuối cùng khi năng lượng giảm dần đến 0,1GeV thì các tương
tác điện từ và yếu củng tách ra. Và sau đó 14 tỉ năm hình
thành vũ trụ ngày nay
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
