Ответы на вопросы "Элементарные частицы. § 90. Классификация элементарных частиц"

1. Дайте определения элементарных и фундаментальных частиц.

Фундаментальные частицы - это элементарные бесструктурные единицы, которые до настоящего времени не удалось описать как составные.

Элементарные частицы - это микрообъекты, которые невозможно расщепить на составные части.

2. Чем отличаются фермионы от бозонов?

Тем, что бозоны - это частицы с целым спином, а фермионы - это частицы с полуцелым спином.

3. Сформулируйте принцип Паули. Как распределяются фермионы по энергетическим состояниям?

Принцип Паули:

в одном и том же энергетическом состоянии могут находится не более двух фермионов с противоположными спинами. Наиболее вероятно при наличии одного фермиона, что он расположится в состоянии с минимальной энергией Е1, и его спиновое число будет s = 1/2. Спин фермиона может иметь две ориентации, поэтому s = 0 или s = 1. Спиновое число системы из трех фермионов равно 1/2 или 3/2.

4. Сформулируйте принцип зарядового сопряжения. Как была обнаружена первая античастица — позитрон?

Принцип зарядового сопряжения: для каждой частицы должна существовать античастица.

Позитрон был обнаружен Карлом Андерсеном. Он фотографировал в камере Вильсона траектории частиц космических лучей и обнаружил трек, который принадлежал частице с массой электрона. Результаты опыта показали, что частица движется снизу вверх и обладает положительным зарядом, равным по модулю заряду электрона. Античастицу электрона назвали позитроном.

5. Охарактеризуйте такие процессы взаимопревращения частиц, как аннигиляция и рождение пары.

Аннигиляция - это процесс взаимодействия частицы с ее античастицей, в результате чего они превращаются в γ-кванты (фотоны) электромагнитного поля или другие частицы.