Partikelfysik og kosmologi. Naturens mindste byggesten og ...

More documents

Recommendations

Info

Moderne Fysik – 8 Side 4 af 9 Partikelfysik og kosmologi Kræfternes rækkevidde Gluon-kraftoverførslen mellem kvarkerne giver sig udslag i en nukleon-nukleonvekselvirkning (den oprindelige Stærke Kernekraft) formidlet af såkaldte pioner. Kraftens rækkevidde d er begrænset af pionens levetid Δ t , som af hensyn til energibevarelsen er begrænset af pionens energi Eπ : c d < cΔt ≤ . 2Eπ Den nedre grænse for pionens energi er dens hvileenergi: 2 Eπ mc π 100MeV ≥ ≈ . Pionens, og dermed den stærke krafts, rækkevidde er dermed begrænset til: 2mc −15 d < ≈10 m π . Pionens store hvilemasse gør den i stand til at overføre en meget stor bevægelsesmængde (kraft), men gør samtidig dens rækkevidde meget kort. Den elektromagnetiske krafts lange rækkevidde skyldes fotonens manglende hvilemasse, idet der dermed ikke er nogen nedre grænse for en fotons energi og dermed ikke nogen øvre grænse for dens levetid og rækkevidde: c d ≤ 2hν . For vekselvirkninger over lange afstande må fotonens energi, og dermed den overførte bevægelsesmængde (kraft) p = Ec, være lille. Den fundamentale forklaring på, hvorfor alle kræfter aftager med afstanden er således indeholdt i usikkerhedsrelationen mellem energi og levetid! Partikelfamilier • Feltpartikler: Bosoner (som ikke opfylder Paulis eksklusionsprincip). • Gravitoner (?). • W og ± Z 0 . • Fotoner. • Gluoner. • Ikke-feltpartikler: Fermioner (som opfylder Paulis eksklusionsprincip). • Hadroner: Består af kvarker og er således ikke elementarpartikler. • Mesoner: Pioner, ... • Baryoner: Protoner, neutroner, ...
Moderne Fysik – 8 Side 5 af 9 Partikelfysik og kosmologi • Leptoner: Elektroner, myoner og tauoner med tilhørende neutrinoer: − , , − μ , − , τ , ( e e ) ( μ ) ( τ ) ν ν ν . Er i modsætning til hadronerne elementarpartikler og uden struktur og udstrækning (punktpartikler). De tilsvarende antipartikler er: + , , + μ , + , τ , ( e e ) ( μ ) ( τ ) ν ν ν . Kvarker Alle hadroner består af kvarker, som menes at være elementarpartikler. Der eksisterer følgende 6 typer af kvarker: u (up): 2 3 e + , c (charm): 2 3 e d (down): 1 3 e − , s (strange): 1 3 e med tilhørende antikvarker udcst , , , , , b . + , t (top): 2 3 e − , b (bottom): 1 3 e + , − . Mesoner består af én kvark og én antikvark, og baryoner består af tre kvarker. En proton består af 2 up- og 1 down-kvark, og en neutron består af 1 up- og 2 downkvarker. De 6 leptoner og 6 kvarker udgør således de 12 elementarpartikler, hvoraf alt stof er opbygget. Antistof er opbygget af de tilsvarende 12 antipartikler. Standardmodellen (som bl.a. skærmtrolden Holger Bech Nielsen beskæftiger sig med.) • Alt stof og al stråling er opbygget af 18 elementære bestanddele: 6 leptoner, 6 kvarker og 6 feltpartikler/kraftoverførende partikler. • En partikels masse er et udtryk for størrelsen af dens vekselvirkning med den såkaldte Higgsboson, hvis eksistens er forudsagt, men som pga. sin store masse/energi endnu ikke er observeret. Når CERNs Large Hadron Collider star klar i 2005 forventer man med 14TeV proton-proton sammenstød at kunne af- eller bekræfte eksistensen af denne Higgsboson. • Den elektromagnetiske kraft og den svage kraft er to manifestationer af den samme fundamentale naturkraft kaldet Den Elektrosvage Kraft. Ved høje energier er de to kræfter således uskelnelige.
Page 1 and 2: Moderne Fysik - 8 Side 1 af 9 Parti
Page 3: Moderne Fysik - 8 Side 3 af 9 Parti
Page 7 and 8: Moderne Fysik - 8 Side 7 af 9 Parti
Page 9: Moderne Fysik - 8 Side 9 af 9 Parti

Partikelfysik og kosmologi. Naturens mindste byggesten og ...

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?