• Читателям
  • Авторам
  • Партнерам
  • Студентам
  • Библиотекам
  • Рекламодателям
  • Контакты
  • Язык: English version
4830
Раздел: Физика

Экскурсия по государству ИЯФ: там, где рождаются частицы

Вопрос о пределах делимости материи восходит ещё к V в. до н.э. В древности наряду с дискретной картиной мира, известной как атомизм, распространена была и вера в бесконечную делимость материи. Даже сам основоположник атомизма Демокрит полагал, что атомы – неделимые, вечные и неизменные частицы – состоят из еще более мелких, практически не имеющих размеров частей. Впрочем, полемика об этих тёмных предметах носила в античное время исключительно умозрительный характер

Результатом экспериментального изучения строения вещества в конце XIX в. стало открытие атомного ядра и элементарных частиц. Начало новому взгляду на частицы положил Поль Дирак, разработавший в конце 1920-х гг. теорию для описания движения электрона. Она обнаружила фундаментальную симметричность материи и антиматерии, предсказав существование «антиэлектрона», обладающего массой электрона, но противоположным зарядом. И такая частица – позитрон – действительно была открыта через два года.

Когда стало ясно, что вся наблюдаемая материя состоит из атомов, а последние, в свою очередь – из нейтронов, протонов и электронов, физики были готовы поверить, что им наконец-то удалось отыскать последние «строительные кирпичики» мироздания, предельно малые, неделимые единицы материи.

ВЭП-1 – первая экспериментальная установка ИЯФ СО РАН со встречными электронными пучками с энергией 2×160 МэВ

Однако в начале тридцатых годов ХХ в. наступил принципиально новый этап в изучении субатомных явлений. Усовершенствование техники проведения эксперимента и разработка новых приборов детекции элементарных частиц помогли открыть новые их разновидности. Так, к 1935 г. было известно уже шесть элементарных частиц, к 1955 – восемнадцать, а к настоящему времени их известно уже более сотни. В такой ситуации применение к частицам эпитета «элементарный» является просто данью традиции.

В результате проблема делимости материи решается сегодня совершенно непредвиденным образом. Оказалось, что две частицы с высокой энергией при столкновении разбиваются на части, размеры которых, однако, оказываются не меньше размеров исходных частиц. Новые частицы возникают из кинетической энергии, задействованной в процессе столкновения. И единственный способ дальнейшего деления частиц заключается в их столкновении с использованием высокой энергии. Таким образом, мы можем снова и снова делить материю, но при этом не получать более мелких частей – новые частицы просто возникают из используемой нами энергии.

Схема эксперимента в физике элементарных частиц

Итак, элементарные частицы одновременно делимы и неделимы. Это положение дел кажется парадоксальным...

comments powered by HyperComments
#
старший лаборант, старший преподаватель кафедры общей физики ФФ НГУ, старший преподаватель кафедры теоретической физики ФФ НГУ

Институт ядерной физики имени Г.И. Будкера СО РАН

Новосибирский государственный университет

#
e.m.baldin@inp.nsk.su
к.ф.-м.н.
старший преподаватель
старший научный сотрудник

Институт ядерной физики имени Г.И. Будкера СО РАН

Новосибирский государственный университет

#
к.ф.-м.н.
младший научный сотрудник, старший преподаватель кафедры теоретической физики ФФ НГУ

Институт ядерной физики имени Г.И. Будкера СО РАН

Новосибирский государственный университет

#
#