Закрыть все
Показать текущую страницу
Открыть все
 

Свойства элементарных частиц

Свойства элементарных частиц определяют особенности видов фундаментальных элементарных частиц - членов Стандартной модели (фермионов). Прочие элементарные частицы (составные) обладают свойствами, являющимися результатом комбинирования свойств составляющих их фермионов.

Состав свойств фермионов:

Значения свойств определяют поведение фермиона или составной элементарной частицы во взаимодействиях.

Вид фермиона

Вид фермиона определяется его положением в Стандартной модели, т.е. узлом трёхмерной решётки, который занимает частица.

Например, бозон Хиггса находится в узле (0,0,0), а истинный кварк - в узле (1,1,2).

Положение частицы в модели определяет симметрии и другие группировки, в которых участвует фермион, и которые распространяют на него поведение, характерное для данной группировки.

Спин

Спин является альностью координаты поворот ракурса метрики Вселенной и корреспондирует со слабым взаимодействием, которое также является альностью этой координаты.

Пояснение термина "корреспондирует" см. в отдельной статье Еще немного о свойствах элементарных частиц.

Поскольку координата поворот циклична, спин может принимать квантованные целые значения из натурального ряда 1, 2, 3 и т.д., а также может отсутствовать (быть равным 0). Кроме того, спин может принимать полуцелые значения, определяемые максимальным отклонением координаты поворота в направлении, оппозиционном целочисленному, т.е. на 180°;.

Спин

Спины частиц Стандартной модели

Бозон Хиггса, будучи самым простым из фермионов, не имеет спина вообще, т.е. его спин равен 0.

Калибровочные бозоны (глюон, фотон, Z-бозон и W-бозон), будучи несколько сложнее бозона Хиггса, имеют ближайшее по сложности (или по простоте) значение спина, отличное от нулевого: 1.

Остальные члены Стандартной модели (лептоны: мюон, электрон, тау, и соответствующие им нейтрино; кварки), будучи ещё сложнее калибровочных бозонов, имеют следующее ближайшее по сложности после единицы значение спина: полуцелое 1/2.

Материальность

Материальность является альностью координаты наклон ракурса метрики Вселенной и корреспондирует с сильным взаимодействием, которое также является альностью этой координаты.

Поскольку координата наклон отсчитывается в полуплоскости, материальность может принимать квантованные значения 1 (материя) и -1 (антиматерия), а также может отсутствовать (быть равной 0, такая частица называется нейтральной).

Материальность

Кроме того, для материальности имеет смысл наблюдаемость значения, определяемая сложностью частицы: чем сложность выше, тем более наблюдаема материальность частицы. Сложность, в свою очередь, определяется удалённостью положения частицы в трёхмерном пространстве Стандартной модели от начала пространства (0,0,0).

Расположение античастиц в Стандартной модели см. в статье Античастицы.

Материальность частиц Стандартной модели

Бозон Хиггса, будучи самым простым из фермионов, и будучи расположен в начале пространства модели, не имеет материальности вообще, т.е. его материальность равна 0, и её наблюдаемость тоже отсутствует. Бозон Хиггса абсолютно нейтрален.

Калибровочные бозоны имеют различные значения материальности в зависимости от удалённости от начала пространства модели:

  • удалённость глюона, фотона и Z-бозона равна 1. Материальность этих частиц отлична от 0, однако её наблюдаемость минимальна, поэтому материальность квантуется к 0. Различить частицу и античастицу невозможно: считается, что эти частицы являются античастицами сами для себя, и называются истинно нейтральными;
  • удалённость W-бозона имеет значение около 1,73, что обеспечивает вполне хорошую наблюдаемость его материальности, бозоны W+ и W- наблюдаются как самостоятельные частицы.

Лептоны (мюон, электрон, тау): находятся от начала пространства модели на расстоянии около 1,41. Это меньше, чем у W-бозона, однако тоже вполне достаточно для хорошей наблюдаемости их античастиц.

Нейтрино находятся на расстоянии 2. Странный, нижний и прелестный кварки - на расстоянии 3. Очарованный, верхний и истинный кварки - на расстоянии около 2,45. Для всех этих частиц хорошо наблюдаются античастицы, чем дальше расстояние - тем более хорошо, т.е. тем большее самостоятельное значение античастица имеет в обеспечении существования Вселенной.

Заряд

Заряд является альностью координаты крен ракурса метрики Вселенной и корреспондирует с электромагнитным взаимодействием, которое также является альностью этой координаты.

Традиционно название свойства заряд употребляется вместе с определением электрический. Но электричество и магнетизм - это ипостаси одного и того же электромагнитного взаимодействия, поэтому правильное название для этого свойства - электромагнитный заряд, или просто заряд.

Координата крен отсчитывается в двойной полуплоскости (влево-вправо), ортогональной вектору наблюдения, повёрнутому в соответствии с координатой поворот и наклонённому в соответствии с координатой наклон ракурса метрики Вселенной. Вектор наблюдения, как показано выше, квантуется к одному из трех направлений: +1 (материя), -1 (антиматерия), 0 (нейтраль). Квантованные положения плоскости крена показаны на диаграмме синими кругами:

Заряд

В положениях +/-1 заряд может быть представлен одним из четырёх квантов: положительный (e+) и отрицательный (e-) электрический, положительный (m+) и отрицательный (m-) магнитный. В нейтральном положении вектора наблюдения заряд равен 0, направления векторов не определены.

Вектора магнитных квантов лежат в плоскости наклона, поэтому магнитный заряд инвариантен материальности, т.е. магнитный вектор имеет одно и то же направление как для материи, так и для антиматерии. Вектора электрических квантов для материи и антиматерии имеют противоположные направления (чтобы сохранить направление вращения системы координат), поэтому частицы и античастицы имеют противоположные электрические заряды.

Заряд зависит от спина: вектора квантов при полуцелых спинах направлены противоположно векторам целых спинов. Однако поскольку спин (в отличии от материальности) не симметричен, частицы с полуцелыми спинами просто воспринимаются как частицы со своими знаками заряда, никаких особенностей в связи с тем, что вектора "перевернуты", нет.

Заряды частиц Стандартной модели

Наличие заряда у частиц Стандартной модели определяется простотой положения частицы в пространстве модели:

  • частицы, расположенные на осях пространства, как самые простые, не имеют заряда: бозон Хиггса, глюон, фотон, Z-бозон, все нейтрино;
  • частицы, расположенные самосимметрично на координатной плоскости (мюон, электрон, тау) или в пространстве (W-бозон), имеют целый заряд;
  • частицы, расположенные совместно-симметрично (все кварки) имеют дробные заряды. При этом странный, нижний и прелестный кварки, будучи расположены на расстоянии от начала пространства модели, выражаемом целым числом 3, имеют более простое значение дроби - 1/3 (с минусом), а очарованный, верхний и истинный кварки - более сложное 2/3.

    Совместная симметричность обуславливает невозможность обособленного существования этих частиц, они существуют только совместно так, чтобы суммарный заряд оказался целым.

Масса

Масса является альностью координаты расстояние наблюдения метрики Вселенной и корреспондирует с гравитационным взаимодействием, которое также является альностью этой координаты.

Масса

Масса не определяется положением частицы в Стандартной модели: какой-либо зависимости не наблюдается. Однако, как и всё во Вселенной, масса также является альностью метрики Вселенной, но эта зависимость более глубокая, она завязана на каналы распадов частиц. Она же определяет время жизни частиц, которое в силу этого не является самостоятельным свойством частицы. Выявление этой альности является проблемой для решения.

версия 1 от 15.09.2014 10:43 msk (актуальная)
Скачать сайт одним файлом: inftoe.zip© 2014 inftoe@outlook.com