Простым языком: бозон Хиггса - что это? Бозоны и фермионы.

В предыдущей главе мы начали рассматривать особые правила, по которым происходит интерференция в процессах с двумя тождественными частицами. Тождественными мы считаем такие частицы, которые, подобно электронам, никак невозможно отличить друг от друга. Если в процессе имеются две тождественные частицы, то замена той, которая повернула к счетчику, на другую - это неотличаемая альтернатива, которая, как и во всех случаях неотличимых альтернатив, интерферирует с первоначальным случаем, когда обмена не было. Амплитудой события тогда служит сумма двух интерферирующих амплитуд, и существенно, что в одних случаях интерференция происходит в фазе, а в других - в противофазе.

Представим, что сталкиваются две частицы и и частица рассеивается в направлении 1, а частица - в направлении 2 (фиг. 2.1, а). Пусть будет амплитуда этого процесса; тогда вероятность наблюдения подобного события пропорциональна . Конечно, могло случиться, что частица рассеялась в счетчик 1, а частица направилась в счетчик 2 (фиг. 2.1, б). Если считать, что никаких специальных направлений, определяемых спином или чем-то подобным, в опыте нет, то вероятность этого события можно просто записать в виде , потому что этот процесс попросту эквивалентен первому процессу, в котором счетчик 1 поставили под углом . И вам могло бы показаться, что амплитуда второго процесса равна просто / . Но это не обязательно так, потому что в ней мог стоять произвольный фазовый множитель. Иначе говоря, амплитуда могла бы быть такой:

Фигура 2.1. При рассеянии двух тождественных частиц процессы и неразличимы.

Ведь и такая амплитуда все еще приводит к вероятности равной .

Посмотрим теперь, что случается, если частицы и оказываются идентичными. Тогда два разных процесса, показанных на двух частях фиг. 2.1, уже нельзя друг от друга отличить. Существует амплитуда того, что или попадает в счетчик , тогда как оставшаяся частица попадает в счетчик . Эта амплитуда есть сумма амплитуд двух процессов, показанных на фиг. 2.1.

Если первую мы обозначим , то вторая будет , и теперь уже фазовый множитель очень важен, потому что мы собираемся складывать амплитуды. Предположим, что мы обязаны умножать амплитуду на некий фазовый множитель всякий раз, когда две частицы обмениваются ролями. Если они еще раз обменяются ими, то множитель появится еще раз. Но при этом мы снова возвратимся к первому процессу. Фазовый множитель, взятый дважды, должен вернуть нас к тому, с чего мы начали, - его квадрат должен быть равен единице. Есть только две возможности: равно либо , либо . Обмен приводит ко вкладу в амплитуду с тем же знаком или ко вкладу с противоположным знаком. И оба случая встречаются в природе, каждый для своего класса частиц. Частицы, интерферирующие с положительным знаком, называются бозе-частицами, а те, которые интерферируют с отрицательным знаком, именуются ферми-частицами. Ферми-частицы - это электрон, мюон, оба нейтрино, нуклоны и барионы. Стало быть, амплитуда рассеяния тождественных частиц имеет вид для бозе-частиц:

для ферми-частиц:

Для частиц со спином (скажем, электронов) возникает добавочное усложнение. Нужно указывать не только местоположение частиц, но и направление их спинов. Только в том случае, когда частицы идентичны и их спиновые состояния тоже идентичны, только тогда при обмене частицами амплитуды интерферируют. А если вас интересует рассеяние неполяризованных пучков, являющихся смесью различных спиновых состояний, то нужны еще выкладки и сверх этого.

Интересная проблема возникает при наличии двух или больше тесно связанных частиц. К примеру, в -частице сидят четыре частицы: два нейтрона и два протона. И когда рассеиваются две -частицы, может представиться несколько возможностей. Может случиться, что при рассеянии обнаружится конечная амплитуда того, что один из нейтронов перескочит от одной -частицы к другой, а нейтрон из другой -частицы перейдет к первой, так что две -частицы после рассеяния оказываются не первоначальными частицами - произошел обмен парой нейтронов (фиг. 2.2). Амплитуда рассеяния с обменом парой нейтронов будет интерферировать с амплитудой рассеяния без такого обмена, и интерференция должна иметь знак минус, потому что состоялся обмен ферми-частицами. С другой стороны, если относительная энергия двух -частиц так мала, что они находятся сравнительно далеко друг от друга (скажем, из-за кулоновского отталкивания) и вероятность обмена любыми внутренними частицами оказывается незначительной, в этом случае -частицу можно считать простейшим объектом, не задумываясь о деталях ее внутреннего строения. В этих условиях в амплитуду рассеяния войдут только два члена. Либо обмена вовсе нет, либо при рассеянии происходит обмен всеми четырьмя нуклонами. Поскольку и протоны, и нейтроны в -частице - это ферми-частицы, обмен любой парой меняет знак амплитуды рассеяния. Пока внутри -частиц нет никаких изменений, обмен двумя -частицами означает то же самое, что обмен четырьмя парами ферми-частиц. Каждая пара меняет знак, и в итоге амплитуды складываются со знаком плюс. Так что -частица ведет себя как бозе-частица.

Фигура 2.2. Рассеяние двух -частиц.

а - обе частицы сохраняют свою индивидуальность; б - во время рассеяния происходит обмен нейтроном.

Значит, правило состоит в том, что сложные объекты в тех обстоятельствах, когда их можно считать неделимыми объектами, ведут себя как бозе- или ферми-частицы, смотря по тому, содержится ли в них четное или нечетное число ферми-частиц.

Все элементарные ферми-частицы, о которых мы упоминали (такие, как электрон, протон, нейтрон и т. д.), обладают спином . Если несколько таких ферми-частиц образует сложный объект, общий их спин может быть либо целым, либо полуцелым. К примеру, у самого распространенного изотопа гелия , в котором два протона и два нейтрона, спин равен нулю, а у , в котором протонов три, а нейтронов четыре, спин равен . Позже мы выучим правила сложения моментов количества движения, а пока просто заметим, что всякий сложный объект с полуцелым спином имитирует ферма-частицу, тогда как всякий сложный объект с целым спином имитирует бозе-частицу.

Интересно, отчего так получается? Отчего частицы с полуцелым спином суть ферми-частицы, чьи амплитуды складываются со знаком минус, а частицы с целым спином суть бозе-частицы, чьи амплитуды складываются с положительным знаком? Мы просим прощения за то, что неспособны элементарно объяснить вам это. Но объяснение существует, его нашел Паули, основываясь на сложных доводах квантовой теории поля и теории относительности. Он показал, что эти факты с необходимостью связаны друг с другом; но мы не в состоянии найти способ воспроизвести его аргументы на элементарном уровне. Это, видимо, одно из немногих мест в физике, когда правило формулируется очень просто, хотя столь же простого объяснения ему не найдено. Объяснение коренится глубоко в релятивистской квантовой механике. По-видимому, это означает, что мы до конца не понимаем лежащего в его основе принципа. Будем считать его пока одним из законов Вселенной.

Говоря простым языком, бозон Хиггса - это самая дорогая частица за все время. Если для например, было достаточно вакуумной трубки и пары гениальных умов, поиск бозона Хиггса потребовал создания экспериментальной энергии, которую редко встретишь на Земле. Большой адронный коллайдер в представлении не нуждается, будучи одним из самых известных и успешных научных экспериментов, но его профильная частица, как и раньше, окутана тайной для большей части населения. Она была названа частицей Бога, однако, благодаря усилиям буквально тысяч ученых, мы больше не должны принимать ее существование на веру.

Последняя неизвестная

Что такое и в чем важность его открытия? Почему он стал предметом столь большой шумихи, финансирования и дезинформации? По двум причинам. Во-первых, он был последней неоткрытой частицей, необходимой для подтверждения Стандартной модели физики. Ее открытие означало, что целое поколение научных публикаций не было напрасным. Во-вторых, этот бозон дает другим частицам их массу, что придает ему особое значение и некоторое «волшебство». Мы склонны думать о массе как о внутреннем свойстве вещей, но физики считают иначе. Говоря простым языком, бозон Хиггса - это частица, без которой массы принципиально не существует.

Еще одно поле

Причина кроется в так называемом поле Хиггса. Оно было описано еще до бозона Хиггса, поскольку физики его рассчитали для нужд своих собственных теорий и наблюдений, требовавших наличия нового поля, действие которого распространялось бы на всю Вселенную. Подкрепление гипотез путем изобретения новых составляющих Вселенной опасно. В прошлом, например, это привело к созданию теории эфира. Но чем больше производилось математических расчетов, тем больше физики понимали, что поле Хиггса должно существовать в реальности. Единственной проблемой было отсутствие практических возможностей его наблюдения.

В Стандартной модели физики получают массу посредством механизма, основанного на существовании поля Хиггса, пронизывающего все пространство. Он создает бозоны Хиггса, для чего требуется большое количество энергии, и это является главной причиной того, почему ученые нуждаются в современных ускорителях частиц для проведения высокоэнергетических экспериментов.

Откуда берется масса?

Сила слабых ядерных взаимодействий с ростом расстояния быстро падает. Согласно квантовой теории поля, это означает, что частицы, которые участвуют в ее создании - W- и Z-бозоны, - должны обладать массой, в отличие от глюонов и фотонов, у которых массы нет.

Проблема заключается в том, что калибровочные теории оперируют только безмассовыми элементами. Если калибровочные бозоны имеют массу, то такая гипотеза не может быть разумно определена. Механизм Хиггса позволяет избежать этой проблемы путем введения нового поля, называемого полем Хиггса. При высоких энергиях калибровочные бозоны массой не обладают, и гипотеза работает, как ожидалось. При низких энергиях поле вызывает нарушение симметрии, которое позволяет элементам иметь массу.

Что такое бозон Хиггса?

Поле Хиггса порождает частицы, называемые бозонами Хиггса. Теорией их масса не оговаривается, но в результате эксперимента было определено, что она равна 125 ГэВ. Говоря простым языком, бозон Хиггса своим существованием окончательно подтвердил Стандартную модель.

Механизм, поле и бозон носят имя шотландского ученого Питера Хиггса. Хотя он и не был первым, кто предложил эти понятия, а, как это часто случается в физике, просто оказался тем, в честь кого они были названы.

Нарушение симметрии

Считалось, что поле Хиггса несет ответственность за то, что частицы, которые иметь массу не должны, ею обладали. Это универсальная среда, наделяющая частицы без массы различными массами. Такое нарушение симметрии объясняют по аналогии со светом - все длины волн движутся в вакууме с одинаковой скоростью, в призме же каждая длина волны может быть выделена. Это, конечно, некорректная аналогия, так как белый свет содержит все длины волн, но пример показывает, как представляется создание полем Хиггса массы благодаря нарушению симметрии. Призма ломает симметрию скорости различных длин волн света, разделяя их, и поле Хиггса, как полагают, ломает симметрию масс некоторых частиц, которые в противном случае симметрично безмассовы.

Как объяснить простым языком бозон Хиггса? Только недавно физики поняли, что если поле Хиггса действительно существует, его действие потребует наличия соответствующего носителя со свойствами, благодаря которым его можно наблюдать. Предполагалось, что эта частица относилась к бозонам. Бозон Хиггса простым языком - это так называемая сила-носитель, такая же, как фотоны, которые являются носителями электромагнитного поля Вселенной. Фотоны, в некотором смысле, являются его локальными возбуждениями так же, как бозон Хиггса является локальным возбуждением его поля. Доказательство существование частицы с ожидаемыми физиками свойствами было фактически равнозначно непосредственному доказательству существования поля.

Эксперимент

Многие годы планирования позволили Большому адронному коллайдеру (LHC) стать опытом, достаточным для потенциального опровержения теории бозона Хиггса. 27-км кольцо сверхмощных электромагнитов может ускорить заряженные частицы до значительных долей вызывая столкновения достаточной силы, чтобы разделить их на составляющие, а также деформировать пространство вокруг точки удара. Согласно расчетам, при энергии столкновения достаточно высокого уровня можно зарядить бозон так, что он распадется и это можно будет наблюдать. Эта энергия была настолько большой, что некоторые даже запаниковали и предрекали конец света,а фантазия других разошлась настолько, что обнаружение бозона Хиггса описывалось как возможность заглянуть в альтернативное измерение.

Окончательное подтверждение

Первоначальные наблюдения, казалось, на самом деле опровергали предсказания, и никаких признаков частицы обнаружить не удалось. Некоторые исследователи, участвовавшие в кампании за расходование миллиардов долларов, даже появились на телевидении и кротко констатировали факт, что опровержение научной теории столь же важно, как и его подтверждение. Через некоторое время, однако, измерения стали складываться в общую картину, и 14 марта 2013 г. CERN официально объявил о подтверждении существования частицы. Есть основания предполагать существование множественных бозонов, но эта идея нуждается в дальнейшем изучении.

Через два года после того как CERN объявил об открытии частицы, ученые, работающие на Большом адронном коллайдере, смогли это подтвердить. С одной стороны, это стало огромной победой науки, а с другой много ученых было разочаровано. Если кто-то надеялся, что бозон Хиггса окажется частицей, которая приведет к странным и удивительным областям за пределами Стандартной модели - суперсимметрии, темной материи, темной энергии, - то, к сожалению, это оказалось не так.

Исследование, опубликованное в Nature Physics, подтвердило распад на фермионы. предсказывает, что, говоря простым языком, бозон Хиггса является частицей, которая дает фермионам их массу. Детектор CMS коллайдера, наконец, подтвердил их распад на фермионы - нижние кварки и тау-лептоны.

Бозон Хиггса простым языком: что это такое?

Данное исследование окончательно подтвердило, что это бозон Хиггса, предсказанный Стандартной моделью физики элементарных частиц. Он расположен в области массы-энергий 125 ГэВ, не имеет спина, и может распадаться на множество более легких элементов - пар фотонов, фермионов и т. д. Благодаря этому можно уверенно говорить о том, что бозон Хиггса, простым языком говоря, является частицей, дающей массу всему.

Разочаровало стандартное поведение новооткрытого элемента. Если бы его распад хоть немного отличался, он был бы связан с фермионами иначе, и возникли бы новые направления исследований. С другой стороны, это означает, что мы ни на шаг не продвинулись за пределы Стандартной модели, которая не учитывает гравитацию, темную энергию, темную материю и другие причудливые явления реальности.

Сейчас можно только догадываться о том, чем они вызваны. Наиболее популярна теория суперсимметрии, которая утверждает, что каждая частица Стандартной модели имеет невероятно тяжелого суперпартнера (таким образом, составляя 23 % Вселенной - темной материи). Обновление коллайдера с удвоением его энергии столкновений до 13 ТэВ, вероятно, позволит обнаружить эти суперчастицы. В противном случае суперсимметрии придется подождать постройки более мощного преемника LHC.

Дальнейшие перспективы

Так какова будет физика после бозона Хиггса? LHC совсем недавно возобновил свою работу с существенными улучшениями и способен увидеть все - от антивещества до темной энергии. Считается, что взаимодействует с обычной исключительно посредством гравитации и через создание массы, и значение бозона Хиггса является ключевым для понимания того, как именно это происходит. Основной недостаток Стандартной модели состоит в том, что она не может объяснить действие силы тяжести - такую модель можно было бы назвать Великой единой теорией, - и некоторые полагают, что частица и поле Хиггса могут стать тем мостом, который физики так отчаянно пытаются найти.

Существование бозона Хиггса подтвердилось, но до полного его понимания еще очень далеко. Опровергнут ли будущие опыты суперсимметрию и идею о ее разложении на саму темную материю? Или они подтвердят все, до мельчайших подробностей, предсказания стандартной модели о свойствах бозона Хиггса и с данной областью исследований будет покончено навсегда?

Введение

Существует общепринятая теория того, как устроен мир на самых малых масштабах. Это так называемая Стандартная модель. В ней есть несколько принципиально различных типов вещества, которые различными способами взаимодействуют друг с другом. О таких взаимодействиях иногда удобно говорить, как об обмене некими "объектами", для которых можно измерить скорость, массу, можно разогнать их или столкнуть друг с другом. Это частицы-переносчики. Таких частиц в модели 12: 11 наблюдались ранее, а 12-я частица - бозон Хиггса придает остальным частицам массу.

Актуальность темы реферата обусловлена все возрастающим интересом к открытию данной частицы, которая возможно позволит приоткрыть завесу тайн мироздания. Многие ученые считают, что в ближайшие десятилетия нас ждут революционные изменения в науке.

Основная цель моей работы - выяснить, что такое бозон Хиггса и какова его роль во взаимодействии частиц.

В соответствии с поставленной целью были обозначены следующие задачи :

1. Рассмотреть какое место бозон Хиггса занимает среди других элементарных частиц.

2. Выяснить какую роль играет бозон Хиггса в предложенной модели эволюции Вселенной.

3. Определить перспективы прикладного применения свойств бозона Хиггса.

Классификация элементарных частиц

Элементарная частица - собирательный термин, относящийся к микрообъектам, которые невозможно расщепить на составные части.

Элементарные частицы делятся на следующие группы:

Составные частицы :

Адроны - частицы, участвующие во всех видах фундаментальных взаимодействий. Они состоят из кварков и подразделяются, в свою очередь, на:

· Мезоны - адроны с целым спином, то есть являющиеся бозонами;

· Барионы - адроны с полуцелым спином, то есть фермионы. К ним, в частности, относятся частицы, составляющие ядро атома, - протон и нейтрон.

Фундаментальные (бесструктурные) частицы :

· Лептоны - фермионы, которые имеют вид точечных частиц (т. е. не состоящих ни из чего). Не участвуют в сильных взаимодействиях.

· Кварки - дробно заряженные частицы, входящие в состав адронов. Считаются бесструктурными, однако, в отличие от лептонов, участвуют в сильном взаимодействии.

· Калибровочные бозоны - частицы, посредством обмена которыми осуществляются взаимодействия:

· Фотон - частица, переносящая электромагнитное взаимодействие;

· Восемь глюонов - частиц, переносящих сильное взаимодействие;

· Три промежуточных векторных бозона.

Кроме того, в Стандартной модели присутствует хиггсовский бозон.

Понятие бозона. Виды бозонов

Бозон (от фамилии физика Бозе) - частица с целым значением спина. Термин был предложен физиком Полем Дираком. Бозоны, в отличие от фермионов, подчиняются статистике Бозе - Эйнштейна, которая допускает, чтобы в одном квантовом состоянии могло находиться неограниченное количество одинаковых частиц. Системы из многих бозонов описываются симметричными относительно перестановок частиц волновыми функциями. Различают элементарные бозоны и составные.

Элементарные бозоны являются квантами калибровочных полей, при помощи которых осуществляется взаимодействие элементарных фермионов (лептонов и кварков) в Стандартной модели. В предыдущей главе уже было сказано, что к таким калибровочным бозонам относят:

· Фотон (электромагнитное взаимодействие),

· Глюон (сильное взаимодействие)

· W± и Z-бозоны (слабое взаимодействие).

Кроме этого, к элементарным бозонам относят бозон Хиггса, ответственный за механизм появления масс в электрослабой теории, и не обнаруженный до настоящего времени гравитон (гравитационное взаимодействие).

Все элементарные бозоны, за исключением W±-бозонов, являются незаряженными. W+ и W? бозоны по отношению друг к другу выступают как античастицы. Калибровочные бозоны (фотон, глюон, W± и Z-бозоны) имеют единичный спин. Гипотетический гравитон - спин 2, и бозон Хиггса - спин 0. К составным бозонам относят многочисленные двухкварковые связанные состояния, называемые мезонами. Как и у любых бозонов, спин мезонов является целочисленным, и его значение, в принципе, не ограничено (0,1,2, 3,). Другими примерами бозонов являются ядра, содержащие чётное количество нуклонов (протонов и нейтронов).

В квантовой механике доказывается, что вид волновой функции системы тождественных частиц, ее симметричность или антисимметричность, зависит от величины проекции спинов ($L_{sz}$) рассматриваемых частиц на направление внешнего магнитного поля и не может изменяться при любых внешних воздействиях на эту систему.

Частицы, имеющие $L_{sz}$ равную нечетному числу $\pm \frac{\hbar }{2}$ называют фермионами (частицами с полуцелым спином). Классическим примером фермиона является электрон.

Частицы, у которых $L_{sz}$ равна нулю или четному числу $\pm \frac{\hbar }{2}$ носят название фермионов или частиц с целым спином. Бозоном является, например, фотон.

Особенности бозонов

Совокупности тождественных бозонов описывают, используя симметричную волновую функцию ($?$), которая подчиняется квантовой статистике Бозе - Эйнштейна.

Любое число бозонов может находиться в одном состоянии.

Среди бозонов выделяют элементарные и составные.

Элементарными бозонами являются кванты калибровочных полей. При помощи этих квантов элементарные фермионы (лептоны и кварки) реализуют свои взаимодействия, если рассматривать стандартную модель. Элементарными бозонами считают фотоны, при помощи которых осуществляется электромагнитное взаимодействие. Примером элементарных бозонов являются глюоны, которые реализуют сильное взаимодействие. W и Z бозоны, отвечают за слабое взаимодействие. И так, элементарные бозоны переносят взаимодействие.

Элементарными бозонами на сегодняшний момент являются: 4 калибровочных бозона (фотон, $W^{\pm }$ и Z бозоны), 8 глюонов.

Кроме W бозона все элементарные бозоны не имеют заряда. $W^+$ и $W^-$ бозоны - это античастицы. Спины фотона, глюона, $W^+$ и $W^-$ бозонов, Z - бозона равны единице. Гравитон обладает спином равным двум, бозон Хиггса несет нулевой спин.

К составным бозонам относят множество двухкварковых мезонов. Спин мезонов равен целому числу, и оно не имеет ограничения. Ядра атомов, которые обладают нечетным количеством нуклонов, так же являются бозонами.

Особенности фермионов (ферми-частиц)

Примерами фермионов являются: электроны, мюоны, нейтрино, протоны, кварки и др. Принцип Паули открывает особенности в поведении этих частиц. Этот принцип говорит о том, что система тождественных фермионов не имеет двух частиц, находящихся в одном состоянии. Это запрет Паули.

Принцип Паули реализуется для отдельных не взаимодействующих фермионов. Запрет Паули применялся для обоснования периодической системы Менделеева.

Поведение фермионов подчиняется статистике Ферми - Дирака. В квантовой механике фундаментальные фермионы - это источники взаимодействия.

Фундаментальными фермионами называют 6 типов лептонов и 6 типов кварков.

Фундаментальные бозоны в совокупности с фермионами и античастицами образуют структуру остальных элементарных частиц и систему их взаимодействия.

Связь между математической моделью, которую необходимо применять для описания поведения элементарных частиц и четностью или нечетностью спина была эмпирически получена в 1940 г. Паули обосновал данную связь, исходя из принципов квантовой механики, применяя положения о релятивистских инвариантностях, неотрицательность полной энергии, принцип причинности и т.п. Взаимосвязь применяемых математических моделей и спина реализуется и при описании сложных частиц, например, таких как ядра атомов, поскольку при малых энергиях сложная частица ведет себя как единое целое.

Волновая функция системы частиц является или симметричной, или антисимметричной в отношении перестановки частиц местами. Симметричная волновая функция описывает поведение бозонов, антисимметричная характеризует поведение фермионов. Можно сделать вывод о том, что спин является важнейшей характеристикой, описывающей свойства симметрии частиц. Напомним, что бозоны описывает симметричные $?$ - функции. Состояние фермионов характеризуют антисимметричные волновые функции.

Получается, что различия в свойствах систем из фермионов и бозонов - это не результат взаимодействия частиц, а проявление свойства симметрии волновой функции.

Сложные частицы (к примеру, ядра атомов), содержащие нечетное число фермионов являются фермионами. Поскольку их результирующий спин полуцелое число. Сложные частицы, состоящие из четного числа фермионов - это бозоны, суммарный спин их целое число.

Примеры задач на бозоны и фермионы

Пример 1

Задание. Почему такое значение имеет то, что электрон относится к фермионам?

Решение. Одно из принципиальных отличий между бозонами и фермионами состоит в том, что бозоны могут «накладываться» друг на друга. Это перекрытие происходит в дискретных энергосостояниях. Данные состояния можно представить как отдельные ячейки, в которых размещаются элементарные частицы. В такой «ячейке» можно разместить много бозонов, но только один электрон.

Электрон - это ферми-частица, что означает, что в каждой ячейке может находиться только один электрон. И это важно, так как все химические свойства вещества определены взаимодействием между атомами. Если исследовать Периодическую систему Д.И. Менделеева и передвигаться от одного атома к другому в соответствии с ростом количества протонов внутри ядра и электронов на оболочках атома, электроны будут занимать первую орбиталь (два электрона), вторую займут следующие восемь и т.д. Последовательное изменение атомной структуры элементов обуславливает химические закономерности свойств веществ. Если электроны вели бы себя как бозоны, то все электроны, вероятнее всего, заняли бы одну орбиталь, которая соответствовала минимальной энергии. При этом свойства всех веществ Вселенной были бы иными.

Пример 2

Задание. К какому виду частиц (бозонам или фермионам) можно отнести $\alpha $ - частицы?

Решение. $\alpha $ - частица - это ядро атома гелия - ${}^4_2{He}$. В ее составе имеются два протона, так как заряд $\alpha $ - частицы равен двум, и два нейтрона, так как атомная масса равна 4. Всего в ядре атома гелия четыре фермиона, протоны и нейтроны - это фермионы. Спин каждого этого фермиона равен $+\frac{1}{2}$. Фермионов четное число, следовательно, спин $\alpha $- частицы является целым числом равным 2. Ядро атома гелия - бозон.

Ответ. $\alpha $ - частицы являются бозонами.

Бозон Хиггса - Частица Бога

1.1 Понятие бозона. Виды бозонов

· Фотон (электромагнитное взаимодействие),

· Глюон (сильное взаимодействие)

· W± и Z-бозоны (слабое взаимодействие).

Банан

ь Банан заострённый (Musa acuminata) ь Банан Бальбиса (Musa balbisiana) ь Банан японский (Musa basjoo) ь Musa cheesmani ь Банан ярко-красный (Musa coccinea) ь Абиссинский банан (Musa ensete) ь Musa formosana ь Банан огромный (Musa ingens) ь Musa insularimontana ь Musa itinerans ь Musa laterita ь Банан Маклая (Musa maklayi) ь...

Бозон Хиггса - Частица Бога

Поиски хиггсовского бозона в Европейском центре ядерных исследований на Большом электрон-позитронном коллайдере (LEP) не увенчались успехом. Предполагалось...

Бозон Хиггса - Частица Бога

бозон хиггс элементарный частица Бозон Хиггса имеет множество уникальных свойств, позволившим получить ему еще одно название - частица Бога. Открытый квант обладает цветным и электрическими зарядами, а его спин по факту равняется нулю...

Ботаника боярышника

Основная статья: Виды рода Боярышник В роде насчитывается более 200 видов и огромное количество форм и гибридов. Некоторые исследователи, выделяющие эти формы в отдельные виды, доводят их число до 2 000. В России около 50 видов, кроме того...

Виды и функции иммунитета. Пектиновое и анаэробное брожение клетчатки

Возраст Солнца, Звезд, Вселенной. Отличия научной картины мира от классической. Распределение солнечной энергии

Внутренняя энергия - это энергия движения и взаимодействия частиц, из которых состоит вещество. Внутренняя энергия любой системы складывается из энергий, входящих в нее атомов и молекул...

Генетически модифицированные организмы

Генетически модифицированные организмы появились в конце 80-х годов двадцатого века. В 1992 году в Китае начали выращивать табак, который "не боялся" вредных насекомых...

Особенности развития утомления у детей и подростков и его профилактика

Современная физиология под термином утомление подразумевает временное понижение работоспособности клетки, ткани, органа или целого организма, появляющееся вслед за работой на протяжении определённого времени. Таким образом...

Пищеварение в ротовой полости. Акты жевания и глотания

Пищеварение -- совокупность физических, химических и физиологических процессов, обеспечивающих обработку и превращение пищевых продуктов в простые химические соединения, способные усваиваться клетками организма...

Полевая форма материи

Внутренняя энергия, энергия тела, зависящая только от его внутреннего состояния. Понятие Внутренняя энергия объединяет все виды энергии тела, за исключением энергии его движения как целого и потенциальной энергии, которой тело может обладать...

Понятие о физиологических функциях и их регуляции, нервно-рефлекторные и гуморальные механизмы регуляции

Регуляция деятельности внутренних органов осуществляется нервной системой через специальный ее отдел - вегетативную нервную систему. Особенности строения вегетативной нервной системы. Все функции организма можно разделить на соматические...

Представление о критерии истинности знания

Существование биосферы Земли как определенной природной системы выражается в первую очередь в круговороте энергии и веществ при участии всех живых организмов. Идея этого круговорота была изложена в книге немецкого натуралиста Я. Молешотта...

Процессы брожения. Санитарный надзор. Виды дезинфекции

Дезинфекция -- это комплекс мероприятий, направленных на уничтожение возбудителей инфекционных заболеваний и разрушение токсинов на объектах внешней среды. Для её проведения обычно используются химические вещества, например...

Род: Гранат

В роду выделяют всего два вида Punica granatum -- гранат обыкновенный и Punica protopunica -- гранат сокотранский, или гранат протопуника -- эндемик йеменского острова Сокотра, оно отличается более мелкими розовыми (не красными) цветками...

Учение об иммунитете

Как правило, иммунный ответ заключается, во-первых, в распознавании возбудителя или иного чужеродного материала, и во-вторых, в развертывании цепи реакций, направленных на их устранение...