Физика элементарных частиц

Математическую основу теории относительности составляют преобразования Лоренца координат x, y, z и времени t, при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой инерциальной системе. В 1900 г. была опубликована работа М. Планка, посвященная проблеме теплового излучения тел.     Наличие у частицы волновых свойств приводит к тому, что в квантовой физике ей сопоставляется волновая функция (x,y,z,t). Волновая функция, описывающая движение свободной частицы с заданным значением импульса p имеет вид волны де Бройля Открытие атомного ядра и частиц явилось результатом изучения строения вещества, основанном на достижениях физики конца XIX века.

Фундаментальные частицы можно разбить на два типа - на частицы вещества - фундаментальные фермионы и калибровочные бозоны, переносящие взаимодействия между частицами вещества. Одним из главных свойств частиц является их способность превращаться друг в друга, рождаться и  уничтожаться в результате взаимодействия. Состояние классической частицы в любой момент времени описывается заданием ее координат и импульсов Сечение - величина, определяющая вероятность перехода системы взаимодействующих частиц в определенное конечное состояние

Для анализа результатов различных экспериментов, важно знать какие процессы происходят при взаимодействии частицы с веществом мишени При столкновении частиц могут происходить различные реакции При неупругом рассеянии электрона на протоне возбуждаются внутренние степени свободы протона Тождественны ли нейтрино и антинейтрино? Сегодня кажется почти неправдоподобным, сколько открытий в физике атомного ядра было сделано с использованием природных источников радиоактивного излучения с энергией всего лишь несколько МэВ и простейших детектирующих устройств

Для того чтобы исследовать свойства материи на расстояниях меньше чем 10^-12 см. необходимо иметь пучки ускоренных частиц, энергия которых превышает десятки МэВ. Лептонные числа аддитивное квантовое число, которое сопоставляется каждому поколению лептонов Большинство наблюдаемых частиц является частицами нестабильными   К середине шестидесятых годов число обнаруженных сильновзаимодействующих элементарных частиц - адронов перевалило за 100. Возникла уверенность, что наблюдаемые частицы не отражают предельный элементарный уровень материи. Вскоре после открытия нейтрона стало ясно, что протон и нейтрон очень похожи по своим свойствам

Окружающий нас мир имеет сложную многоуровневую иерархическую структуру Каждой физической величине F в квантовой теории сопоставляется линейный оператор Собственные значения и собственные функции оператора квадрата момента Гиперон является сильновзаимодействующей частицей - адроном снимок пузырьковой камеры, где виден процесс рождения и распада Известно 4 различных K-мезона с примерно одинаковыми массами Пи-мезоны являются членами одного изоспинового триплета А. Пайс и О. Пиччиони предсказали специфическую особенность взаимодействия K⁰-мезонов с ядрами - осцилляцию в пучке нейтральных K-мезонов. Пространственная четность P характеризует поведение волновой функции при зеркальном отражении

Развитие ядерной физики в большой степени определяется исследованиями в такой важной ее области, как ядерные реакции Одной из фундаментальных проблем является объяснение асимметрии между числом барионов и антибарионов во Вселенной Электрон был открыт в 1897 г. Дж. Томсоном в экспериментах с катодными лучами. Мюоны и тау-лептоны - нестабильные частицы Класс лептонов образуют 6 частиц, не участвующих в сильных взаимодействиях Все мезоны и барионы за исключением протона нестабильны и большинство из них распадается в результате сильных взаимодействий Z-бозоны были открыты в экспериментах, выполненных на ускорителе ЦЕРНа на встречных протон-антипротонных пучках Одной из важных особенностей физики элементарных частиц на начальном этапе было различие между различными типами взаимодействий. Наиболее тяжелыми стабильными ядрами являются изотопы свинца (Z = 82) и висмут (Z = 83). Ограничения на существование атомных ядер есть и со стороны сверхтяжелых элементов В естественных условиях на Земле существует около 40 альфа-радиоактивных изотопов

Процесс измерений в физике микромира можно описать с помощью следующей упрощенной схемы Наряду с частицами имеющими единичную странность были обнаружены, частицы со странностью Процесс аннигиляции занимает особое место в физике частиц В отличие от частиц в классической физике, квантовые частицы не просто одинаковы, но и неразличимы - тождественны Собственный момент количества движения - спин нуклона История Вселенной Сингулярность

Частица массы m находится в одномерной потенциальной яме бесконечной глубины Естественная радиоактивность обусловлена радиоактивными изотопами (нуклидами) Сечение ядерной реакции - величина характеризующая вероятность перехода системы двух взаимодействующих частиц в определенное конечное состояние. Радиоактивное семейство