1 / 22

Elemi részecskék, kölcsönhatások

Elemi részecskék, kölcsönhatások. Atommag és részecskefizika 4. előadás 2010. március 2. Az elektron – proton szóródás. E=1 MeV =hc/(sqrt(E 2 -mc 2 ))  200fm Rutherford-szórás relativisztikusan Mott-szórás E=10 MeV   hc/E  20fm még pontszerűnek látszik a proton

matty
Download Presentation

Elemi részecskék, kölcsönhatások

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Elemi részecskék, kölcsönhatások Atommag és részecskefizika 4. előadás 2010. március 2.

  2. Az elektron – proton szóródás • E=1 MeV =hc/(sqrt(E2-mc2))  200fm Rutherford-szórás relativisztikusan Mott-szórás • E=10 MeV   hc/E  20fm még pontszerűnek látszik a proton • E=100 MeV   2fm az atommag szerkezete már látszik, alakfaktor • E=10 GeV   0,02fm (10-17m) a proton belső szerkezete is már érezhető, de 150 MeV felett bonyodalom: új részecskék keletkezése megengedett, rugalmatlan szórás, térelméleti leírás (MSc-ben)  szerkezet-függvény A kvarkok létét alátámasztotta a mért szerkezetfüggvény, így ez a kvarkmodell egyik kísérleti bázisa.

  3. Ütköző nyalábok

  4. elektron – pozitron ütközések CERN LEP 27 km körgyűrű hatáskeresztmetszet – részecske keletkezéssel járó reakciók száma s1/22E a bombázó energia GeV-ben =10-9barn, nagyon kicsi, 1 barn=100fm2, egy atommag km., sok üzközés kellett fő folyamat eredmény: hatványfgv szerint csökkenő hkm, ugrások, rezonanciák

  5. elektron – pozitron ütközések • részecskék keletkezésével járó reakciók/–+ keletkezésének aránya:

  6. nehéz kvarkok 1. b–  – + J/ b–  – + J/ d s s c c d s b s s s c c dsb s s b

  7. nehéz kvarkok 2. lepton – proton ütközés: gyenge kölcsönhatás  proton egyik kvarkjának íze megváltozhat uuc

  8. Az elemi részecskék Q 2/3 -1/3 0 -1 kvarkok íze: u, d, c, s, t, b 3 részecskecsalád: (u,d,e,e) (c,s,,) (t,b,,)

  9. Átalakulhatnak-e egymásba? • kvarkokt  b  c  s  d  u spontán az idő fejlődésével megfelelő reakciókban, az íz változhat • leptonok     e az elektron nem bomlik el, pozitron mellett mindig keletkezik egy e– a megfelelő neutrínók mindig keletkeznek: leptonszámmegmaradás A kvarkok száma megmarad-e? • mezonok K–  –+, –  –+ a kvark-antikvark párok eltűnhetnek leptonokká • barionok       n  p protonbomlást még nem figyeltek meg, barion  mezon bomlást sem antiproton mellett mindig keletkezett egy proton is BARIONSZÁM megmaradás a kvarkok barionszáma 1/3, antikvarkoké –1/3 ~ ~

  10. A kvarkok színe A részecskék fehérek

  11. A mikrorészecskék színösszetétele barionok PKZ antibarionok CSM mezonok PC, KS, ZM A részecskékben a színek összege FEHÉR

  12. Hány elemi részecske van? • kvarkok: u,d,s,c,t,b u,d,s,c,t,b u,d,s,c,t,b 18db • leptonok 6 db • ezek antirészecskéi +24 db • van helicitás kvantumszám is, mindezen részecskékből kettő van: + és – helicitású • helicitás: spin és a lendület párhuzamos vagy ellentétes • összesen 96 db elemi részecske + a közvetítő részecskék

  13. Kölcsönhatások 1. erős kölcsönhatás • kvarkok között hat, gluonok közvetítik • gluonok között hat • kvarkbezárás 2. magerő (nukleáris kölcsönhatás) • nukleonok között hat, színsemleges objektumok közvetítik • másodrendű erős kölcsönhatás 3. gyenge kölcsönhatás • kvarkok ízét változtatja • béta-bomlásnál részletesebben vizsgáljuk

  14. A kvarkok kölcsönhatása q A két 2/3 töltésű u kvark nagyon taszítja egymást az EM kölcsönhatással. Valami összetartja a protonban a kvarkokat: erős kölcsönhatás • színek között hat (így a kvarkok között is) • gluonok közvetítik • a gluonok nem fehérek! • átalakítják a kvarkok színét, és egymással is kölcsönhatnak q q

  15. A gluonok kölcsönhatása Erős kölcsönhatás : kvantumszíndinamika gluonok cseréje közben a szín megmarad! Igazi elmélet csoportelméleten alapul. Most szemléletesen nézzük! A színes 0 tömegű gluonok is gluont cserélnek, így hatnak kölcsön 8 gluon van, egyszerűsített képben 8 színük van: szín-antiszín keverék a színük PK vagy ZP színmegmaradás KZ = KP + PZ ZK+KP=ZP KK, PP, ZZ gluonokból csak két lineáris kombináció van, (szuperpozíciók) gluon kibocsátás / elnyelés PZ KZ KP ZP ZK

  16. A kvark-antikvark potenciál Szín-tér-cső Kvarkbezárás szabad kvarkot nem lehet létrehozni

  17. EM analógia

  18. A pionok keletkezése a kozmikus sugárzásban n + p  n’ + p’ + 0 n + p  n’ + n + + p + n  p’ + p + –

  19. Miből áll egy mikrorészecske? 1. Az elemi részecskék tömege csupasz kvarktömeg (5-10 MeV) H=(D-m) + EM + EK Hogyan lesz ebből 938 MeV?

  20. Miből áll egy mikrorészecske? 2. kvarkok és gluonok egy részecskében Erősen kölcsönható anyag egy „zsákban” Erős kcsh – bezáró kcsh, EM kcsh, magerő – nem bezáró kcsh (r nagy: lecseng)

  21. Kvarkanyag

  22. Magerők és az erős kcsh. kapcsolata különböző nukleonba bezárt kvarkok is cserélhetnek gluonokat, vagy színnel rendelkező részecskét. Amikor elhagyja a nukleont az objektum, már csak fehér lehet: legkisebb ilyen: -mezon erős kcsh – gluoncsere magerő - mezoncsere

More Related