Элементар бөлшектер туралы мәлімет

Қарапайым деп аталатын бөлшектер, қазіргі уақытта табылған жоқ ішкі құрылымы. Өткен ғасырда қарапайым бөлшектермен саналған атомдары. Олардың ішкі құрылымы — ядро және электрондар — табылған ХХ ғасырдың басындағы тәжірибелерден Э. Резерфорд. Мөлшері атомдар шамамен 10 -8 см, ядролардың — ондаған мың есе аз, ал электрондардың мөлшері мүлдем аз. Ол аз 10 -16 см, бұл қазіргі заманғы теориялар және эксперименттер.
Осылайша, қазір электрон — элементар бәрі. Бұл ядролардың, онда олардың ішкі құрылымы обнаружилась кейін көп ұзамай олардың ашу. Олар тұрады нуклонов — протондар және нейтрондар. Ядро өте тығыз: орта арасындағы қашықтық нуклонами барлығы бірнеше есе көп, олардың меншікті мөлшері. Үшін анықтау неден тұрады нуклоны, қажет болды-шамамен жарты ғасырдан, рас, бұл кезде бір мезгілде пайда болды және рұқсат етілген және басқа да жұмбақтар табиғат.
Нуклоны тұрады үш кварков, олар қарапайым, сол дәлдікпен, электрон, т. е. олардың радиусы аз 10-16 см. Радиусы нуклонов мөлшері облысы, атқаратын кварками, — шамамен 10-13см. Нуклоны тиесілі үлкен тобына бөлшектер — барионов жасалған үш түрлі (немесе бірдей) кварков. Кварки мүмкін әртүрлі байланысуға » үштік анықтайды және айырмашылық қасиеттері бариона, мысалы, ол болуы мүмкін әр түрлі спин.
Сонымен қатар, кварки біріктірілуі мүмкін әр жұп — мезоны тұратын кварка және антикварка. Спин мезонов қабылдайды бүтін маңызы бар қаланың, барионов үшін ол қабылдайды полуцелые маңызы бар. Бірге барионы мен мезоны деп аталады адронами.
Бос күйінде кварки табылған жоқ, және сәйкес қабылданған қазіргі уақытта ұсыныстары олар болуы мүмкін түрінде ғана адрондардың. Ашылғанға дейін кварков біраз уақыт адроны саналған қарапайым бөлшектер (не олардың аты әлі өте жиі кездеседі әдебиеті).
Бірінші эксперименттік көрсетілген құрамдас құрылымын адрондардың болды тәжірибелер бойынша рассеянию электрондардың протонах арналған желілік үдеткішіндегі » Станфорде (АҚШ) болатын түсіндіруге ғана предположив болуы ішіндегі протон қандай да бір нүктелік объектілер.
Көп ұзамай айқын болды, бұл — кварки проценттен астамы есептеді тағы бұрын теоретиками.
Мұнда кесте ұсынылған қазіргі заманғы элементар бөлшектер. Сонымен алты түрлерін кварков (тәжірибелерден әзірге білінеді, тек бес, бірақ теоретиктер деп болжайды бар және алтыншы бөліктерінде) осы кестеде келтірілген лептоны — бөлшектер, отбасына тиесілі және электрон. Тағы бұл отбасында табылған мюон және (жақында) t-лептон. Олардың әрқайсысының өз нейтрино, сондықтан лептоны табиғи жолмен бөлінеді үш жұп е, жүруге; m, nm;t, nt.
Әрқайсысы жұп бірігеді тиісті жұп кварков » төрттікке деп аталады, ол ұрпақ. Қасиеттері бөлшектердің қайталанады ұрпақтан-ұрпаққа қалай бұл көрініп кестелер. Ғана ерекшеленеді массасы. Екінші ұрпақ қиын бірінші, үшінші ұрпақ ауырлау екінші.
Табиғатта кездеседі, негізінен бөлшектер, ұрпақтан-ұрпаққа, ал қалған құрылады жасанды арналған ускорителях зарядталған бөлшектер немесе өзара іс-қимыл кезінде ғарыштық сәулелердің атмосферада.
Басқа бар спин 1/2 кварков және лептонов, сонымен қатар деп аталатын бөлшектермен заттар, кестеде келтірілген бөлшектер-бабына спином 1. Бұл кванты өрістердің бөлшектермен заттар. Оның ішінде ең танымал бәрі — фотон, квант электромагниттік өріс.
Деп аталатын аралық бозоны W+ және W — бар өте үлкен, республикада ақпан жақында табылған эксперименттер қарама-қарсы р-шоқтарда энергияларда бірнеше жүздеген ГэВ. Бұл переносчики әлсіз арасындағы өзара кварками және лептонами. Ақырында, глюоны — переносчики күшті арасындағы өзара кварками. Және өздері кварки, глюоны табылмаса, еркін түрде, бірақ білінеді аралық кезеңдерінде реакциялардың туған және жою адрондардың. Жақында тіркелген ағынының адрондардың, порожденные глюонами. Өйткені барлық болжау теориясы кварков және глюонов — кванттық механиканың — шелер тәжірибесі бар дерлік ешқандай күмән бар глюонов.
Бәрі-бабына спином 2 — бұл гравитон. Оның бар туындайтын тартылыс теориясы Эйнштейн принциптерін, кванттық механика және салыстырмалық теориясы. Табу гравитон эксперименталды болады өте қиын, өйткені ол өте әлсіз өзара іс-қимыл жасайды зат.
Ақырында, кестеде белгісімен мәселені келтірілген бөлшектер-бабына спином 0-мезоны) және 3/2 (гравитино); олар табылған тәжірибесі негізінде, бірақ олардың болуы болжанып отыр қазіргі заманғы көптеген теориялық модельдер.

Адроны — жалпы атауы үшін бөлшектер қатысатын күшті өзара іс-қимылдар. Атауы гректің, означающего «күшті, ірі». Барлық адроны бөлінеді екі үлкен топқа — мезоны және барионы.
Барионы (грек тілінен сөздер, означающего «ауыр») — бұл адроны с полуцелым спином . Ең белгілі барионы — протон және нейтрон. — Барионам тиесілі, сондай-ақ бірқатар бөлшектердің квантовым санымен, аталған болса странностью. Бірлігі странности ие барион лямбда (L°) және отбасы барионов сигма (S-, S+ және S°). Индекстері +, — ,0 көрсетеді белгісі электр зарядының немесе бейтараптық бөлшектер. Екі бірліктері странности ие барионы бак (X — X°). Барион W — ал, тең үш. Массасын аталған барионов шамамен бір жарым есе артық массасы протонның, ал олардың тән өмір сүру уақыты шамамен 10-10 с. Естеріңізге сала кетейік, протон, іс жүзінде тұрақты, нейтрон тұрады 15 мин еді, одан ауыр барионы өте қысқа ғұмырлы болып табылады, бірақ ауқымы жағынан микромира бұл олай емес. Мұндай бәрі де, тіпті қозғала отырып салыстырмалы түрде баяу жылдамдықпен, айталық, тең 10% — жарық жылдамдығы, үлгереді өту жолы бірнеше миллиметр және өз ізімді қалдыру » детекторе элементар бөлшектер. Бірі қасиеттерінің барионов, отличающих олардың басқа түрлерінен бөлшектер деп есептеуге болады, оларда сақталатын барионного заряды. Бұл шама енгізілді сипаттау үшін тәжірибелі фактісі тұрақтылық барлық белгілі процестер арасындағы айырмашылық саны барионов және антибарионов.
Протон — тұрақты бәрі сыныптан адрондардың, ядросы сутегі атомы. Айту қиын, қандай оқиға деп санау керек ашылуына протон-м: өйткені ион сутегі, ол бұрыннан белгілі. Ашу протон ролін ойнады және құру Э. Резерфордом планетарной атомның моделін (1911), және ашу изотоптар (Ф. Содди, Дж. Томсон, Ф. Астон, 1906-1919), және бақылау ядролардың сутегі, выбитых альфа-бөлшектермен бірі ядролардың азот (Э. Резерфорд, 1919). 1925 ж. П. Блэкетт алды камерада Вильсон (қараңыз. Ядролық сәулелену детекторлары) алғашқы фотосуреттері, іздердің протон, растап ашу жасанды айналдыру элементтері. Осы тәжірибелерде a-бәрі захватывалась өзегі азот, ол испускало протон және превращалось » изотоп оттегі.
Бірге нейтронами протоны құрайды атом ядросының барлық химиялық элементтердің де саны протондардың ядросында анықтайды атом нөмірі осы элементтің. Протон оң электр заряды тең, қарапайым заряду, т. е. абсолюттік шама заряд электрона. Бұл тексерілді экспериментке дейінгі дәлдікпен 10-21. Массасы протон mp = (938,2796 ± 0,0027)МэВ немесе ~ 1,6-10-24 г, т. е. протон 1836 есе ауыр электрона! Қазіргі заманғы тұрғысынан протон емес нағыз қарапайым частицей: ол тұрады екі u-кварков электрлік зарядтармен +2/3 (бірлігіндегі қарапайым заряд) және бір d-кварка электрлік зарядпен -1/3. Кварки-бірімен алмасуға басқа гипотетическими бөлшектер — глюонами, өріс квантами, переносящего күшті өзара іс-қимыл. Деректерді эксперименттер, онда қарастырылды процестер шашырау электрондардың протонах, шын мәнінде болуы туралы куәландырады ішінде протондардың нүктелі рассеивающих орталықтар. Мұндай тәжірибелер белгілі бір мағынада өте ұқсас тәжірибелер Резерфорд әкеліп соққан ашу атом ядросы. Бола тұра құрамдас частицей, протон бар түпкілікті мөлшері ~ 10-13 см, дегенмен, әрине, оның болмайды ұсынуға қалай қатты шарик. Керісінше, протон ескертеді бұлт с размытой елде тұратын рождающихся және аннигилирующих виртуалды бөлшектер.
Протон, және барлық адроны қатысады, әрбір іргелі өзара. Солай. күшті өзара іс-қимылды байланыстырады протоны мен нейтрондар да ядроларындағы, электромагниттік өзара іс-қимыл — протоны мен электрондар в атомах. Мысалдар әлсіз өзара болуы мүмкін бета-ыдырау немесе нейтронның внутриядерное айналдыру протон нейтрон с испусканием позитрона және нейтрино («еркін протонның мұндай процесс мүмкін емес заң сақтау және энергияның айналу, өйткені нейтрон бар бірнеше үлкен массасы). Спин протон тең 1/2. Адроны с полуцелым спином деп аталады барионами ( гректің, означающего «ауыр»). — Барионам жатады протон, нейтрон, түрлі гипероны (L, S, X, W) және бірқатар бөлшектер жаңа квантовыми сандармен, олардың көпшілігі әлі ашылған жоқ. Үшін сипаттамалары барионов пайдалануға айрықша саны — барионный заряды 1-ге тең барионов үшін, — 1 — антибарионов Туралы — барлық басқа бөлшектер. Барионный заряд көзі болып табылады барионного өріс , ол енгізілді тек сипаттау үшін, заңдылықтарын байқалған реакциялар байланысты бөлшектер. Бұл заңдылықтар түрінде көрсетілуі сақталу заңының барионного заряды: арасындағы айырма саны барионов және антибарионов жүйеде сақталады, кез-келген реакциялар. Сақтау барионного заряды болдырмайды ыдырауы протон, өйткені ол легчайший бірі барионов. Бұл заң сипатқа эмпирикалық сипаты, және, әрине, тексерілуі тиіс», экспериментке. Дәлдігі сақталу заңының барионного заряды тұрақтылығымен сипатталады протон, эксперименттік бағалау үшін уақыт өмір береді, оның мәні кем 1032.
Сол уақытта теориясындағы біріктіретін барлық түрлері іргелі өзара әрекеттесулер, предсказываются процестер бұзылуына алып келетін барионного заряды және ыдырауға протон. Өмір сүру уақыты протон осындай теориялары көрсетіледі емес, өте дәл: шамамен 1032±2 жыл. Бұл уақытта орасан зор, ол көп уақыт Ғаламның ( ~ 2·1010 жыл). Сондықтан протон іс жүзінде тұрақты, жасады мүмкін білім беру химиялық элементтер және, сайып келгенде, пайда болуы ақылға қонымды. Алайда ізденістер ыдырауы протон ұсынады қазір маңызды міндеттерінің бірі эксперименттік физика. Кезде уақыт өмір протон ~ 1032 жыл көлемінде су 100 м3 (1 м3 құрамында ~ 1030 протондардың) күтуге болады ыдырау бір протон. Қалады тек тіркеп, бұл ыдырауы. Ашу ыдырауы протон маңызды қадам болып табылады дұрыс түсінуге, табиғат күштерінің бірлігі.
Нейтрон — бейтарап бәрі жататын класы адрондардың. Ашылған 1932 ж. ағылшын физик Дж. Чедвиком. Бірге протонами нейтрондар құрамына кіреді атом ядроларының. Нейтронның электр заряды qn нөлге тең. Бұл расталады тікелей өлшеулер зарядтың бойынша қабылдамауға сәулесі нейтрондар күшті электрлік өрістерде показавшими, |qn| <10-20e (мұнда е — элементар электр заряды, т. е. абсолюттік шамасы зарядтың электрона). Жанама деректер баға береді |qn|< 2*10-22 е. Спин нейтронның тең 1/2. Қалай адрон с полуцелым спином, ол тобына жатады барионов. Әр бариона бар античастица; антинейтрон ашылды 1956 ж. бойынша тәжірибелерден рассеянию антипротонов ядроларындағы. Антинейтрон ерекшеленеді нейтронның белгісімен барионного заряды; нейтронның және протонның, барионный заряды тең +1.
Мен протон және өзге де адроны, нейтрон емес нағыз қарапайым частицей: ол тұрады бір u-кварка электрлік зарядпен +2/3 және екі d-кварков с зарядпен — 1/3, бір-бірімен өзара байланысты глюонным өрісі.
Нейтрондар тұрақты құрамында ғана тұрақты атом ядроларының. Еркін нейтрон — тұрақсыз бәрі, распадающаяся » протон (р), электрон (е-) және электрондық антинейтрино. Өмір сүру уақыты нейтронның құрайды (917 ±14), т. е. шамамен 15 мин. заттағы еркін түрде нейтрондар бар тағы аз салдарынан күшті сіңіру олардың ядросы бар. Сондықтан олар пайда табиғатта немесе өнімділігі зертханада тек нәтижесінде ядролық реакциялар.
Энергетикалық баланс, әр түрлі ядролық реакциялардың анықталуы шамасы массалары айырмасының нейтронның және протонның: mn-mp(1,29344 ±0,00007) МэВ. Бірі-салыстыру, оның массасы протонның аламыз массасы нейтронның: mn = 939,5731 ± 0,0027 МэВ; бұл сәйкес келеді mn ~ 1,6-10-24 .
Нейтрон қатысады барлық түрлері бойынша іргелі өзара. Күшті өзара іс-қимылды байланыстырады нейтрондар және протоны » атом ядроларындағы. Мысалы, әлсіз өзара іс-қимыл — бета-ыдырауы нейтронның.
Қатысады ма бұл бейтарап бәрі электрмагниттік өзара іс-қимылдар? Нейтрон бар ішкі құрылымы, және онда жалпы бейтараптық бар электр тогы әкелетін, атап айтқанда, пайда болуына нейтронның магнит сәттен. Басқаша айтқанда, магнит өрісі, нейтрон, өзін тәріздес бағыттама компастың. Бұл бір ғана мысал, оның электромагниттік өзара іс-қимыл. Үлкен қызығушылық сатып іздеу дипольного электр сәттен нейтронның, алынған жоғарғы шекарасы. Мұнда ең тиімді тәжірибелер алдық қоюға ғалымдарға Ленинград ядролық физика институты КСРО ҒА; іздеу дипольного сәттен нейтрондар маңызды бұзылу механизмдерін түсіну үшін инвариантности қатысты өтініштер уақыт микропроцессах.
Гравитациялық өзара іс-қимыл нейтрондардың байқалды тікелей олардың құлдырауына жолында тартымды Жер.
Қазір қабылданған шартты жіктелуі, нейтрондар, олардың кинетикалық энергиясы:
баяу нейтрондар (<105эВ, көп бар, олардың түрі), жылдам нейтрондар (105108эВ), высокоэнергичные (> 108эВ). Өте қызықты қасиеттерге ие, өте баяу нейтрондар

Мезоны — адроны-сауық спином Атауы болды гректің, означающего орташа, аралық», өйткені массаның алғашқы ашық мезонов болған аралық маңызы бар қаланың арасындағы республикада ақпан протон және электрона. Барионный заряд мезонов нөлге тең. Легчайшие бірі мезонов — пионы, немесе пи мезоны p,p+ және p°. Олардың массасы шамамен 6-7 есе аз массасы протонның.. Одан массивны оғаш мезоны — каоны K+, К — және К°. Олардың массасы шамамен екі есе аз массасы протонның. Тән уақыт өмір осы мезонов — 10-8 с.

 

Дерлік барлық адроны античастицы бар. Мәселен, барион сигма—минус S — бар античастицу антисигма—плюс S`+, ол отлична S+ . — Қатынасына және басқа да барионах. С мезонами ісі жағдай өзгеше: теріс пион — античастица оң пион, ал бейтарап пион античастицы жоқ, себебі болып табылады античастицей өзі. Сол уақытта бейтарап ққға K° бар античастицу К`°. Бұл фактілер алады түсіндірме кварковой моделін адрондардың.
Әлем адрондардың орасан — ол 350-ден астам бөлшектер. Олардың көпшілігі өте нестабильны: олар металеместер неғұрлым жеңіл адроны уақытта шамамен 10–23c. Бұл тән уақыт күшті өзара; осындай қысқа интервал тіпті жарық үлгереді өтуі-ге тең қашықтық тек радиус протонның (10-13 см). Анық, осындай короткоживущие бөлшектер жоқ қалдыра алады іздері » детекторах. Әдетте, олардың бала табу онда жанама белгілері. Мысалы, үйренуде реакциясын аннигиляции электрондардың және позитронов кейіннен рождением адрондардың. Өзгерте отырып, энергияны соқтығысу электрондардың және позитронов, табу, қандай да бір мағынада энергиясын шығу адрондардың кенеттен күрт өсіп отыр. Осы фактіні түсіндіруге болады, бұл аралық жағдайы дүниеге келген бәрі де салмағы тең тиісті энергиясын (дейін дәлдікпен множителя с2). Бұл бәрі лезде распадется басқа адроны және жалғыз ізінше оның пайда қалады шыңы кестеде байланысты ықтималдық туған адрондардың жылғы энергиясын соқтығысу.
Мұндай короткоживущие бөлшектер деп атайды резонансами. Көпшілігі барионов және мезонов — резонансы. Олар қалдырмайды «қолтаңба», камераларда және фотосуреттерде сол, ядрошы мүмкін емес үйрену, олардың қасиеттері: анықтау массасын, өмір сүру уақыты, спин, жұптық, тәсілдері, ыдырау және т. б.
Заманауи ұсыныстары адроны емес, нағыз қарапайым бөлшектер. Олар түпкілікті мөлшері және құрылымы күрделі. Барионы тұрады үш кварков. Тиісінше антибарион үш антикварков және әрқашан отличен жылғы бариона. Мезоны салынды бірі кварка және антикварка. Анық, мезоны, құрамына жұбы кварков және антикварков бір сортты, жоқ болады античастиц. Кварки удерживаются ішіндегі адрондардың глюонным өрісі. Жалпы теориясы береді өмір сүруін басқа адрондардың тарапынан салынған үлкен санының кварков немесе, керісінше, бір глюонного өріс. Соңғы уақытта пайда болды, кейбір эксперименттік деректер мүмкіндігі туралы бар осындай гипотетических бөлшектер. Динамикалық теориясы кварков сипаттайтын, олардың өзара іс-қимыл дами бастады жақында. Бастапқыда кварктік моделі ұсынылды үшін «тәртіп орнату» тым көп отбасында отбасы адрондардың. Бұл модель қамтыды кварки үш түрін, немесе, айтқандай, хош. Көмегімен кварков алдық тәртіпке көп отбасында отбасы адрондардың бөле отырып, оларды топ бөлшектер, деп аталатын мультиплетами. Бөлшектер бір мультиплета бар жақын массасын, бірақ ғана емес, бұл негіз болды, оларды жіктеу; басқа тәжірибелі деректер бұл жағдайда пайдаланған арнайы математикалық аппарат теориясы.
Кейіннен анықталғандай, үш кварковых хош жеткіліксіз сипаттау үшін барлық адрондардың. 1974 жылы ашылды деп аталатын пси-мезоны тұратын кварка және антикварка жаңа түрін (сс ауданы). Бұл хош иіс атанды очарованием. Жаңа очарованный кварк байланысты болды өте қиын өз собратьев»: легчайшая бірі-пси-бөлшектер — мезоны J/y — бар салмағын 3097 МэВ, т. е. 3 есе ауыр протон. Оның өмірі шамамен 10 -20с. Ашылды бүтін отбасы пси-мезонов сол кварковым құрамы cc ауданы , бірақ жүрген қозғалған жағдайларда, соның салдарынан бар үлкен массасы.

Лептоны — топ бөлшектердің қатыспайтын 1 қатты өзара іс-қимыл (атауы гректің «лептос» — «жеңіл»).
Барлық лептоны бар спин 1/2. Ажыратады зарядталған лептоны — электрон е -, мюон m -, ауыр лептон t — және тиісті античастицы е +, m + t + және бейтарап – әр түрлі зерттеу жұмыстарын жүргізеді.
Бірінші зарядталған лептонов ашылған электрон — 1897 ж. ағылшын ғалымы Дж. Дж. Томсоном . Оның античастица— позитрон — табылған 1932 жылы ғарыштық сәуледе американдық физик К. Андерсоном. 1936 жылы сондай-ақ, кезінде сәулелену ғарыштық сәулелер табылған мюоны (К. Андерсон және С. Неддермейер). Алдымен произошла маленькая путаница: мюоны тырысты отождествить с частицей, ол теориясына сәйкес жапон физика X. Юкавы, переносила күшті өзара іс-қимыл. Көп ұзамай, алайда, белгілі болғандай, бұл күшті өзара әрекеттестік мюон емес (бөлшектер, предсказанными Юкавой қалып ашылған 1947 ж. л-мезоны). Сонда туындады жұмбақ мюона. Себебі, мюон таңқаларлық ұқсас электрон: оларда бірдей электр заряды, спин, екеуі де
олар қатысады тек әлсіз және электромагниттік өзара іс-қимылдар, әрі осыған ұқсас. Жалғыз көрінетін олардың табылады массасы: мюон » 206,8 есе ауыр электрона (қазіргі заманғы мәні оның массасы m = 105,65943 МэВ/с2 @ 1,88 — 10 -25 г.).
-Үлкен шамалар масса мюон құжатын жоғалтқан тұрақтылығы, оның өмір сүру @2,2 • 10 -6 с.
Электрон тұрақты, өйткені оған ғана емес, бұл распадаться. Шын мәнінде, электр зарядының сақталу ыдырауы электрона еді мүмкін тек испусканием жеңіл зарядталған бөлшектер, бірақ бар мұндай бөлшектер әлі күнге дейін ештеңе белгісіз. Егер зарядтың сақталу заңы болып табылмайтын әбден дәл заңына табиғат, онда электрон еді, құрып кетуі, мысалы, нейтрино және фотон. Іздеу мұндай ыдырауларының, дегенмен сәтті аяқтал емес көрсетті, бұл өмір сүру уақыты электрона, кем дегенде, көп 1022 (салыстыру үшін: біздің Ғалам бар «барлығы» шамамен 2 • 10 -10 жыл). Сондықтан, қазіргі заманғы теориялары электрон болып саналады тұрақты частицей. Ескереміз, бұл эксперименттік шектері үшін уақыт өмір протон көрінеді тағы внушительнее (кемінде 1032), бірақ теория, ол мүмкін распадаться, соңғы уақытта болды өте танымал.
Құлағаннан кейін, мюона іс ахуал оңай, ол мүмкін распадаться шын мәнінде ыдырайды арналған электрон және екі нейтрино әр түрлі сорттарын: m -® е + қолд`+ nm . Бұл ыдырауы жауапты әлсіз өзара іс-қимыл. Эксперименттік мәні уақыт өмір мюона жақсы келісіледі теориялық есептеулермен. Әлбетте, ұқсас түрде жүреді және ыдырауы оң зарядталған мюона:

Зарядталған лептоны біріктірілген тағы бір қасиеті: заманауи теориялары, олар барлық ұсынылады нүктелі объектілермен, бар айырмашылығы-адрондардың ішкі құрылымы. Эксперименттер ең қуатты ускорителях кезінде барынша достижимых қазіргі уақытта энергияда көрсетеді, бұл әділетті, кем дегенде, дейін қашықтықты @10 -16 см.
Бақылай отырып реакциялармен қатысуымен лептонов, ғалымдар екенін, әрқашан тұрақты айырмасы санының лептонов және антилептонов. Сипаттау үшін осы қасиеттері енгіздік ерекше квантовое число — лептонный заряды L, шартты түрде приписав мәні L = 1 теріс заряженным лептонам және ілеспе атындағы нейтрино, мәні L= -1 — олардың античастицам. Сонда аталған құбылыс азайтатын заң сақтау лептонного заряд. Кейінірек анықтағандай, электрондық және мюонное нейтрино емес, тепе-тең, бір-біріне және енгізуге мәжбүр болды әр түрлі сақталатын қарамастан лептонные зарядтар. Сірә, бар және үшінші түрі лептонного заряд байланысты ауыр лептоном және нейтрино.
Әзірге байқалған жоқ бұзылу жағдайларының сақталу заңының лептонного заряд. Айталық, бұл заң тыйым салады безнейтринные распады мюона. Қатынасы ықтималдықтар тыйым салынған және әдеттегі ыдырауларының мюона бағаланды эксперименттерде және аз екен 10 -9—10 -10. Іздеу тыйым салынған ыдырауларының үлкен қызығушылық танытуда, өйткені мүмкіндігі анықталған несохранения лептонного заряд. Айта лептонный заряд көзі болып табылады, онда «лептонного» өрісі енгізілді ғана түсіндіру үшін байқалатын тәжірибесіне заңдылықтарын реакциялардың қатысуымен лептонов.
Пайда болған соңғы уақытта теориясы, негізделген ұсынымдарға бірлігі туралы күштер табиғат, деп болжайды тұрақсыздығы протон және бір мезгілде бұзу сақтау лептонного заряд. Неде себебі өмір сүруінің әр түрлі типтегі лептонов жақын қасиеттері мен қатты различающимися республикада ақпан? Қандай табиғат лептонных зарядтарды? — Таңдалмағанын және тағы басқа, әзірге белгісіз бізге лептонов? Қазір бұл мәселелер тағы бар. Оларды шешу, байланысты ғана емес, лептонами, бірақ және басқа да нағыз қарапайым бөлшектер—кварками айналадағыларға білдіреді негізгі құрылымдық элементтері әлемнің сильновзаимодействующих бөлшектер. Кварки қатты ерекшеленеді жұртқа ие өзінің ерекше «зарядтармен». Жұп кварков біріктіріледі буымен бірге лептонов (заряженным лептоном және тиісті нейтрино) деп аталатын буын элементар бөлшектер. Көптеген қасиеттері бөлшектердің қайталанады ұрпақтан, ал массасы ұрпақтар қатты ерекшеленеді бір-бірімен: екінші буын ( оған кіреді мюоны) қиын бірінші (электронами), ал үшінші ұрпақ (қамтитын t-лептоны) ауырлау екінші. Зерттеулер көптеген жұмбақтар осы ұрпақ енді ғана басталады.
Электрон –теріс заряженная элементарлық бәрі де, тасушы ең аз танымал массаның және ең кіші электр зарядының табиғаты. Ашық 1897 ж. ағылшын ғалымы ДЖ. Дж. Томсоном.
Электрон құрамдас бөлігі атом саны электрондар бейтарап атоме сияқты атомному нөмірі, т. е. саны протондардың ядросында.
Алғашқы дәлме-дәл өлшеу заряд электрона өткізді 1909-1913 жж. американ физигі Р. Милликен. Заманауи мәні абсолютті шамасын қарапайым заряд құрайды
e =(4,803242±0, 000014)*10-10 немесе шамамен 1,6*10-19 Кл. бұл заряд шын мәнінде «элементарен», т. е. ол мүмкін емес, ал зарядтар кез келген объектілері болып табылады, оның бүтін кратными. Бірге тұрақты Планк Н мен жылдамдығы жарықтың элементар заряд түзеді безразмерную тұрақты a= е2/ hc ~ 1/ 137. Тұрақты жұқа құрылымын a— бір маңызды параметрлерін кванттық электродинамика, ол анықтайды қарқындылығы электромагниттік өзара. Массасы электрона хб = (9,109534 ± 0,000047)*10-28 г (энергетикалық бірлікте ~0,5 МэВ/с2). Егер әділ заңдары энергияның сақталу және электр заряды болса, онда тыйым салынған кез келген распады электрона. Сондықтан электрон тұрақты; эксперименттік алынды, бұл уақытта оның өмірі кем емес 1022.
1925 ж. американдық физиктер С. Гаудсмит және Дж. Уленбек ерекшеліктерін түсіндіру үшін атом спектрлерін енгіздік ішкі сәтте қозғалыс санының электрона — спин (s). Күрделі атомдардағы электрондық деңгейлердің құрылымы жартысына тең Планк тұрақтысын (1,055*10-34 Дж/с), бірақ физика, әдетте, дейді жай ғана, бұл күрделі атомдардағы электрондық деңгейлердің құрылымы тең 1/2:5 = 1/2. Со спином электрона байланысты оның меншікті магниттік моменті. Магнитті сәт электрона тиіс тең дәл бір магнетону Бор.
Алайда, 1947 ж. тәжірибелерден табылған, бұл магнит моменті шамамен 0,1% — ға көп Бор магнетона. Түсіндіру бұл факт берілді ескере отырып, вакуум поляризация кванттық электродинамике. Өте бейнетті есептеулер берді теориялық мәні де = 2*(1,001159652460 ± 0,000000000148), ол салыстыруға болады эксперименттік деректермен: электрона де = 2-(1,001159652200 ± 0,000000000040) және позитрона де = 2• (1,(Ю 1159652222 ± 0,000000000050). Шамасы вычислены және өлшенген дейінгі дәлдікпен он екі үтірден кейін, әрі дәлдігі эксперименттік жұмыстарды жоғары
‘дәлдік, теориялық есептеулер. Бұл ең дәл өлшеу физика элементар бөлшектер.
Ерекшеліктерімен қозғалыс электрондардың атомах, подчиняющегося теңдеулер тақырыптары қарастырылады кванттық механиканың анықталады, оптикалық, электрлік, магниттік, химиялық және механикалық қасиеттері заттар.
Электрондар қатысады, электромагниттік, әлсіз және гравитациялық өзара іс-қимылдар.
Әлсіз өзара іс-қимыл электрондардың білінеді, мысалы, үдерістер несохранением » атом спектрах немесе реакциялар арасындағы электронами және нейтрино.
Жоқ ешқандай деректер туралы ішкі құрылымы электрона. Қазіргі теориялары негізге алады туралы түсініктерін лептонах, нүктелік бөлшектер. Қазіргі уақытта бұл тексерілген эксперименттік дейінгі қашықтықты 10-16 см Жаңа деректер пайда болуы мүмкін тек арттырумен энергиясын соқтығысу бөлшектердің болашақ ускорителях.