47. Термоядерная реакция.

₁H²+₁H³=₂He⁴+₀n¹+∆E (∆E~17 Mer)

Это реакция при ↑t^о. (Т~10⁶ К)

В реальности такая реакция существует среди звезд.

Применение: водородная бомба. С этой реакцией связано будущее энергетики. Продукты реакции не радиоактивны.

48. Характеристики элементарных частиц и их классификация

Элементарные частицы – это частицы, которым (на данном уровне знания) нельзя приписать какую-либо структуру.

1. Так, одной из важных характеристик частиц является их масса. Причем во внимание берется масса покоя частиц, так как при движении частиц с большими скоростями их масса сильно возрастает. За единицу отсчета берется масса покоя электрона. Он считается самой легкой из всех частиц. В зависимости от массы покоя все частицы можно разделить на:

• фотоны – частицы, не имеющие массы покоя и движущиеся со скоростью света;

• лептоны – легкие частицы. К ним относятся электрон и нейтрино;

• мезоны – средние частицы с массой от одной до тысячи масс электрона;

• барионы – тяжелые частицы с массой более тысячи масс электрона. К ним относятся протоны, нейтроны.

2. Другой важной характеристикой элементарных частиц является электрический заряд. Он всегда кратен фундаментальной единице заряда – заряду электрона (–1). Заряд может быть отрицательным, положительным либо нулевым. Должны существовать также частицы с дробным электрическим зарядом – кварки.

3. Время жизни – еще одна характеристика частиц. При этом различают стабильные и нестабильные частицы. К стабильным частицам относятся фотон, электрон, протон и нейтрино. Нейтрон стабилен, когда находится в ядре атома. Свободный нейтрон распадается в среднем  за 15 минут. Все остальные частицы – нестабильные, они существуют 10^-10 – 10^-24 с. Самые короткоживущие частицы называются резонансами. Эти частицы распадаются еще до того, как успеют покинуть атом или атомное ядро. Их время жизни – 10^-25 – 10^-26 с.

По типу взаимодействия все они подразделяются:

• лептоны

• адроны

• частицы

4. Взаимопревращаемость: ₀n¹=>₁р¹+_-1е⁰+_-ν+∆Е – нейтрон преобразуется в протон. ₁р¹=>₀n¹+₊е⁰+₊ν+∆Е – протон в нейтрон.

5. Все частицы имеют античастицы. n и ñ. Они имеют те же характеристики, но отрицательный заряд: ₁р¹ и _-1р^-1, _-е⁰ и ₊е⁰. При взаимодействии частицы и античастицы они взаимоуничтожаются.

р+р(~)=>2ɣ - уничтожение

ɣ+ ɣ=> р+р(~) – реакция рождения.

6. Но самой важной характеристикой частиц является спин - собственный момент количества движения (импульса) частицы.

Спин принимает только положительные дискретные значения, пропорциональные постоянной Планка. Коэффициент пропорциональности называется спиновым квантовым числом. У одних частиц он имеет целочисленные значения (0, 1, 2), а у других – полуцелые значения (1/2, 3/2). Частица со спином 0 при любом угле поворота выглядит одинаково. Частица со спином 1 принимает тот же вид после полного оборота на 360°, а частица со спином 2 – после оборота на 180°.

Частицы с полуцелым спином называются фермионами. Это не что иное, как частицы вещества, которые, хотя и обладают волновыми свойствами, в классическом пределе воспринимаются как истинные частицы. К ним относятся такие известные частицы, как электроны, протоны, нейтроны, спин которых равен 1/2.

Частицы с целочисленным спином называются бозонами. Бозоны – это кванты полей, которые, хотя и обладают корпускулярными свойствами, в классическом пределе выступают как поля. На них запрет Паули не распространяется. Примером бозонов служат фотоны, спин которых равен 1, и мезоны, спин которых равен 0.

Возможно, существуют частицы со спином 2 – гравитоны.