• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Zapach - mechanika kwantowa

    Przeczytaj także...
    Macierz Cabibbo-Kobayashiego-Maskawy (także niepopr. macierz Cabibbo-Kobayashi-Maskawa, skr. macierz CKM) – w Modelu Standardowym fizyki cząstek elementarnych macierz łącząca stany własne kwarków ze względu na oddziaływanie słabe ze stanami własnymi masy. Dla trzech generacji kwarkówKwark górny (ang. up, oznaczenie u) – jeden z kwarków, cząstka będąca podstawowym budulcem materii. Wchodzi w skład protonu i neutronu.
    W fizyce cząstek bozony (ang. boson od nazwiska fizyka Satyendra Bose), są cząstkami posiadającymi spin całkowity. Większość bozonów to cząstki złożone, jednakże 12 z nich (tak zwane bozony cechowania) są cząstkami elementarnymi, niezłożonymi z mniejszych cząstek (cząstki fundamentalne).
    Struktura cząstki omega składająca się z trzech kwarków dziwnych (z ang. strange). Kwarki S mają ten sam zapach, ale różne ładunki kolorowe
    Mezon π (pion) złożony jest z kwarku u i antykwarku d. Pion jest najlżejszym mezonem. Rozpad naładowanych mezonów π odbywa się w oddziaływaniach słabych, prawie zawsze według schematu π → μνμ (powstaje antymion i neutrino mionowe)

    Zapach – jedna z liczb kwantowych przypisywanych elementarnym fermionom materii – kwarkom i leptonom. Nie ma on nic wspólnego poza nazwą z zapachami związków chemicznych (np. wyczuwanymi przez ludzi). Zapach identyfikuje rodzaj cząstki elementarnej lub jej przynależność do danej generacji cząstek – leptonów czy kwarków. Np. elektron ma inny zapach od neutrina, inny od mionu i od kwarka. Kwark u ma inny zapach niż kwark d. Natomiast dwa kwarki u zawsze mają ten sam zapach, niezależnie od ładunku kolorowego.

    Akcelerator – urządzenie służące do przyspieszania cząstek elementarnych lub jonów do prędkości bliskich prędkości światła. Cząstki obdarzone ładunkiem elektrycznym są przyspieszane w polu elektrycznym. Do skupienia cząstek w wiązkę oraz do nadania im odpowiedniego kierunku używa się odpowiednio ukształtowanego, w niektórych konstrukcjach także zmieniającego się w czasie, pola magnetycznego lub elektrycznego.Pojęcie liczby kwantowej pojawiło się w fizyce wraz z odkryciem mechaniki kwantowej. Okazało się, że właściwie wszystkie wielkości fizyczne mierzone w mikroświecie atomów i cząsteczek podlegają zjawisku kwantowania, tzn. mogą przyjmować tylko pewne ściśle określone wartości. Na przykład elektrony w atomie znajdują się na ściśle określonych orbitach i mogą znajdować się tylko tam, z dokładnością określoną przez zasadę nieoznaczoności. Z drugiej strony każdej orbicie odpowiada pewna energia. Bliższe badania pokazały, że w podobny sposób zachowują się także inne wielkości np. pęd, moment pędu czy moment magnetyczny (kwantowaniu podlega tu nie tylko wartość, ale i położenie wektora w przestrzeni albo jego rzutu na wybraną oś). Wobec takiego stanu rzeczy naturalnym pomysłem było po prostu ponumerowanie wszystkich możliwych wartości np. energii czy momentu pędu. Te numery to właśnie liczby kwantowe.

    Według Modelu Standardowego (SM) większość tzw. procesów słabych jest spowodowana wymianą naładowanych bozonów W lub wymianą neutralnego bozonu Z, przy czym każdy z kwarków u, c, t może przejść z różnymi amplitudami prawdopodobieństwa w każdy z trzech kwarków d, s, b i odwrotnie. Zestaw tych 9 amplitud tworzy macierz Cabibbo-Kobayashiego-Maskawy.

    W matematyce, grupa Liego to grupa, która jest zarazem gładką rozmaitością. Można na nią patrzeć jako na zbiór z dodatkowymi strukturami rozmaitości i grupy. Przykładem grupy Liego jest grupa obrotów przestrzeni trójwymiarowej. Grupy Liego są często spotykane w analizie matematycznej, fizyce i geometrii. Zostały po raz pierwszy wprowadzone przez Sophusa Liego w 1870 roku do badania równań różniczkowych.Kwark – cząstka elementarna, fermion mający ładunek koloru (czyli podlegający oddziaływaniom silnym). Według obecnej wiedzy cząstki elementarne będące składnikami materii można podzielić na dwie grupy. Pierwszą grupę stanowią kwarki, drugą grupą są leptony. Każda z tych grup zawiera po sześć cząstek oraz ich antycząstki, istnieje więc sześć rodzajów kwarków oraz sześć rodzajów antykwarków.

    Zapach przynależności do danej generacji jest zachowywany w oddziaływaniach silnych i elektromagnetycznych, nie jest natomiast zachowany w oddziaływaniach słabych. Oznacza to, że tylko w oddziaływaniach słabych może następować przejście między różnymi generacjami kwarków i leptonów.

    Miony to nietrwałe cząstki elementarne należące do kategorii leptonów. Występują w dwóch stanach ładunkowych (będących wzajemnie antycząstkami) μ i μ. Masa mionu wynosi 105,66 MeV/c², gdzie c - prędkość światła w próżni, okres połowicznego zaniku jest równy 1,5 mikrosekundy (średni czas życia τ=2,2×10 s). Rozpadają się najczęściej na elektron, antyneutrino elektronowe oraz neutrino mionowe (µ odpowiednio na pozyton, neutrino elektronowe i antyneutrino mionowe). Należą do drugiej generacji cząstek elementarnych i wykazują pokrewieństwo z elektronem, tzn. posiadają takie same własności co elektron, z wyjątkiem około 207 razy większej masy.Kolor lub ładunek kolorowy – liczba kwantowa wprowadzona, by rozróżnić kwarki znajdujące się w tym samym stanie spinowym.

    Procesy słabe, zachodzące ze zmianą zapachu, są badana w akceleratorach, w celu testowania przewidywań Modelu Standardowego oraz jego rozszerzeń, jak na przykład Minimalny Supersymetryczny Model Standardowy (MSSM). Procesy te na ogół zachodzą poprzez tzw. poprawki radiacyjne. Badania te mogą dostarczyć informacji o oddziaływaniach kwarków i leptonów oraz bozonów przenoszących oddziaływania słabe z nowymi cząstkami, których istnienie przewidywane jest przez rozszerzenia Modelu Standardowego.

    Kwark powabny (ang. charm, oznaczenie c) – jeden z kwarków. Nie występuje w zwykłej materii, występuje natomiast w cząstkach wytwarzanych sztucznie, np. mezonach D.Leptony (z gr. leptós - lekki, drobny) − grupa 12 cząstek elementarnych (6 cząstek i 6 antycząstek). Zaliczają się do niej: elektron, mion, taon, neutrino elektronowe, neutrino mionowe, neutrino taonowe oraz odpowiadające im antycząstki: pozyton (antyelektron), antymion, antytaon i antyneutrina. Ostatnim odkrytym leptonem było neutrino taonowe w 2000 roku.

    Symetria zapachowa[ | edytuj kod]

    Zgodnie z zasadami mechaniki kwantowej dwie identyczne cząstki można zamienić miejscami nie zmieniając przy tym danego zjawiska fizycznego. Istnieje inna symetria, związana z zamianą cząstek, różniących się zapachami: jeżeli wykonując transformację liniową funkcji pola opisujących dwie cząstki o różnych zapachach – transformację w ogólności z zespolonymi współczynnikami – otrzyma się funkcję, która także opisuje funkcje pola, odpowiadające jakimś cząstkom, to mówimy, że teoria posiadają symetrię zapachową ze względu na takie transformacje liniowe.

    Bozon Z (zeton) – cząstka elementarna pośrednicząca w oddziaływaniach słabych, wymieniana przez np. elektrony czy neutrina i inne cząstki oddziałujące poprzez oddziaływanie słabe podczas zderzeń. Jest obojętny elektrycznie, jako bozon podlega statystyce Bosego-Einsteina. Jego istnienie przewidziała teoria oddziaływań słabych. Bozon Z jest równocześnie swoją antycząstką. Okres półtrwania wynosi 3,20×10 sekundy.Bozon W (wuon) – cząstka elementarna pośrednicząca w oddziaływaniach słabych, wymieniana przez elektrony, neutrina i inne cząstki oddziałujące oddziaływaniem słabym podczas zderzeń. Cząstka ta występuje w dwóch podstawowych postaciach: cząstki W i jej antycząstki W. Obie mają ten sam spin (równy 1) oraz masę, różnią się tylko ładunkiem elektrycznym.

    Np. w przypadku dwóch kwarków należących do tej samej generacji istnieje symetria zapachowa, którą można zapisać w postaci układu równań

    gdzie oraz są polami reprezentującymi tę samą generacje kwarków, – macierz unitarna transformacji o wyznaczniku równym 1. Macierze takie tworzą specjalną grupę unitarną która jest grupą Liego. Analogicznie zapisuje się symetrię dla leptonów tej samej generacji.

    Chromodynamika kwantowa (ang. QCD – quantum chromodynamics) – teoria oddziaływań silnych czyli kwantowa teoria pola opisująca oddziaływanie silne, najsilniejsze z oddziaływań podstawowych. Chromodynamika to nieabelowa (nieprzemienna) teoria z cechowaniem. Grupą cechowania jest grupa SU(3). Jest częścią Modelu Standardowego. Trwają próby połączenia grupy SU(3) z grupą SU(2) x U(1) teorii oddziaływań elektrosłabych. Nazywa się to teoriami wielkiej unifikacji.Minimalny supersymetryczny model standardowy (MSSM z ang. Minimal Supersymmetric Standard Model) – minimalne rozszerzenie modelu standardowego (SM) dające model supersymetryczny.

    W chromodynamice kwantowej zapach jest globalną symetrią, tj. jest zachowany. W oddziaływaniach słabych symetria jest złamana – istnieją procesy zmiany zapachu cząstek, np. rozpady kwarków czy oscylacje neutrin.

    Zobacz też[ | edytuj kod]

    Liczby kwantowe:

  • dziwność
  • izospin
  • kolor (w mechanice kwantowej)
  • powab
  • Oddziaływanie słabe jest jednym z czterech oddziaływań uznanych za podstawowe. Przenoszone jest za pomocą jednej z trzech masywnych cząstek: bozonów naładowanych (W i W) oraz bozonu neutralnego (Z). Jest odpowiedzialne za rozpad beta i związaną z nim radioaktywność oraz za rozpad np. mionu i cząstek dziwnych. Siła oddziaływania słabego jest 10 razy mniejsza niż siła oddziaływania silnego. Jest zbyt słabe, by połączyć leptony w większe cząstki, tak jak oddziaływania silne łączą w hadronach kwarki. Kwark dolny (ang. down, oznaczenie d) – jeden z kwarków, cząstka będąca podstawowym budulcem materii. Wchodzi w skład protonu i neutronu.




    Warto wiedzieć że... beta

    Oddziaływanie silne jest jednym z czterech oddziaływań uznanych za podstawowe. Spośród cząstek elementarnych Modelu Standardowego silnie oddziałują tylko kwarki, antykwarki i gluony. Oddziaływanie to wiąże kwarki w obrębie hadronów (a więc i np. w obrębie protonu i neutronu).
    Izospin – kwantowa wielkość fizyczna, transformująca się względem reprezentacji grupy SU(2). Identyczną grupę transformacji ma zwykły spin, stąd wzięła się nazwa tej wielkości. Izospin jest wektorem w pewnej abstrakcyjnej przestrzeni. Tak samo jak w przypadku zwykłego spinu, nie jest możliwe jednoczesne zmierzenie więcej niż jednej składowej izospinu, podaje się więc tylko jego trzecią składową. Izospin zwykle oznacza się literą T {displaystyle T} , a jego trzecią składową - T 3 {displaystyle T_{3}} .
    Kwark dziwny (ang. strange, oznaczenie s) – jeden z kwarków. Kwark ten nie występuje w spotykanej we wszechświecie materii (istnieją przesłanki, że występuje w plazmie kwarkowo-gluonowej), występuje jednak w cząstkach elementarnych wytwarzanych w akceleratorach, np. kaonach i omegach.
    Model standardowy – teoria fizyki cząstek podstawowych, zwanych też cząstkami elementarnymi, które są podstawowymi składnikami każdej materii. Opisuje trzy z czterech (z wyjątkiem grawitacji) oddziaływań podstawowych: oddziaływanie elektromagnetyczne, oddziaływanie słabe i oddziaływanie silne. Sformułowana jest w języku matematyki, opisując relacjami matematycznymi zależności między elementami tej teorii. Opiera się na koncepcji pola Yanga-Millsa.
    Cząstka elementarna – w fizyce, cząstka, będąca podstawowym budulcem, czyli najmniejszym i nieposiadającym wewnętrznej struktury. Niemniej pojęcie to ze względów historycznych ma trochę inne znaczenie.
    Oddziaływanie elektromagnetyczne to jedno z czterech znanych fizyce oddziaływań elementarnych. Odpowiada za siły działające między cząstkami posiadającymi ładunek elektryczny. Jego odkrywcą był Duńczyk Hans Christian Ørsted.
    Neutrino (ν) – cząstka elementarna należąca do leptonów. Jest fermionem – jego spin jest równy 1/2. Ma zerowy ładunek elektryczny. Neutrina występują jako cząstki podstawowe w modelu standardowym. Doświadczenia przeprowadzone w ostatnich latach wskazują, że neutrina mają niewielką, bliską zeru masę spoczynkową. Powstają między innymi w wyniku rozpadu β, np. neutrino elektronowe (νe) powstaje podczas rozpadu 116C:

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.018 sek.