Какие существуют элементарные частицы?
Всего существует примерно 300 типов элементарных частиц.
ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦ, СОСТАВЛЯЮЩИЕ АТОМЫ.
Атомы состоят из 3-х элементарных частиц: протонов, нейтронов и электронов.
Протоны и нейтроны образуют атомное ядро, а электроны движутся вокруг ядра.
Протоны и нейтроны сами состоят из других элементарных частиц - кварков.
Всего существует 6 типов кварков; нейтрон и протон построены лишь из 2-х типов кварков в различных их комбинациях.
Из-за особенностей силы взаимодействия между кварками, кварки не могут существовать порознь.
Поэтому протоны и нейтроны невозможно разделить на части.
Так что во всех процессах протоны и нейтроны проявляют себя как единая частица.
Поэтому они тоже считаются элементарными частицами.
Помимо протонов, нейтронов и электронов существует множество других элементарных частиц.
ФОТОНЫ.
Так, все типы электромагнитных волн - это фотоны с разной энергией.
Фотоны переносят электрические и магнитные взаимодействия между телами.
Масса фотонов равна нулю, и поэтому они, как все безмассовые частицы, всегда движутся со скоростью света.
ГРАВИТОНЫ.
Гравитационные взаимодействия переносятся частицами, которые называются гравитоны.
Гравитоны, как и фотоны, имеют нулевую массу и движутся со скоростью света.
Энергия гравитонов очень мала, поэтому гравитоны не заметны для нас и не фиксируются обычными приборами.
Гравитоны удалось экспериментально обнаружить лишь недавно с помощью специальных высокочувствительных детекторов гравитационнах волн.
Именно из-за малости энергии гравитонов, сила гравитации намного слабее электромагнитной силы.
НЕЙТРИНО.
Помимо указанных частиц, вселенная наполнена ещё одними частицами - нейтрино.
Нейтрино образуются в звёздах в качестве побочного продукта ядерных реакций.
Масса нейтрино очень мала и пока точно не измерена; возможно, она равна нулю.
Нейтрино почти не взаимодействуют с другими частицами.
Поэтому они, как и гравитоны, не заметны для нас и не обнаружимы физическими приборами.
Чтобы обнаружить нейтрино, строят специальные сверхчувствительные подземные лаборатории.
Таким образом, протоны, нейтроны, электроны, фотоны, гравитоны и нейтрино - это элементарные частицы, существующие в нашем макромире.
КОРОТКОЖИВУЩИЕ ЧАСТИЦЫ.
Все остальные частицы являются очень короткоживущими.
Эти частицы нестабильны и живут лишь малые доли секунды, быстро превращаясь в другие частицы.
Короткоживущие частицы за свою жизнь способны проходить лишь микрорасстояния.
Поэтому эти живут лишь в микромире.
Короткоживущие частицы, наряду с обычными частицами макромира, рождаются в различных ядерных реакциях, происходящих при столкновении частиц с высокой энергией.
ЧАСТИЦЫ-ПЕРЕНОСЧИКИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В МИКРОМИРЕ.
Некоторые из короткоживущих частиц являются переносчиками важных взамодействий в микромире.
Это пи-мезоны, глюоны, z-бозоны, w-бозоны.
ПИ-МЕЗОНЫ.
Пи-мезоны переносят силу ядерного взаимодействия между протонами и нейтронами внутри атомного ядра.
Отметим, что пи-мезоны, подобно протонам и нейтронам, состоят из кварков.
ГЛЮОНЫ.
Глюны переносят взаимодействие между кварками внутри состоящих из кварков частиц.
Глюоны являются безмассовыми частицами.
Z- и W-БОЗОНЫ.
Z-бозоны и w-бозоны переносят так называемое слабое взаимодействие между всеми частицами.
Это взаимодействие вызывает превращения одних частиц в другие.
МЮОН и ТАОН.
Существуют две короткоживущие частицы, являющиеся более тяжёлыми аналогами электрона.
Они называются мюон и таон.
Они быстро распадаются, превращаясь в обычный электрон и нейтрино.
Все остальные короткоживущие частицы состоят из кварков.
Таких частиц очень много, так как из 6-ти различных кварков можно составить много разных комбинаций.
АНТИЧАСТИЦЫ.
Кроме этого, у каждой частицы (в том числе у каждого кварка) существует античастица.
Античастица во всем аналогична своей частице, и отличается лишь знаком своего заряда.
Так, античастица электрона называется позитрон, а античастица протона - антипротон.
Если частица и античастица сталкиваются, то происходит их взаимное уничтожение - аннигиляция.
Античастицы даже долгоживущих частиц являются короткоживущими в силу того, что, родивщись, они сразу же сталкиваются со своими частицами и поисходит аннигиляция.
Можно сделать вывод, что, во-первых, большинство из примерно 300 существующих элементарных частиц - это не истинно элементарные частицы, а частицы, состоящие из кварков.
А во-вторых, большинство частиц являются короткоживущими, существующими лишь на микроскопических расстояниях в течение микроскопического времени.