CÁC HẠT SƠ CẤP
1. Hạt sơ cấp
d
u
CÁC HẠT CÓ KÍCH THƯỚC VÀ KHỐI LƯỢNG NHỎ, NHƯ ÊLECTRON,
P R Ô T O N , N Ơ T R O N , M Ê Z Ô N , M U Y Ô N , P I Ô N L À C Á C H Ạ T S Ơ C Ấ P.
2. CÁC ĐẶT TRƢNG CỦA HẠT SƠ CẤP
a) Khối lƣợng nghỉ mo
Phôtôn có khối lƣợng nghỉ bằng không. Ngoài phôtôn, trong tự nhiên còn
có các hạt khác có khối lƣợng nghỉ bằng không, nhƣ hạt nơtrinô , hạt
gravitôn.
b) Điện tích
Hạt sơ cấp có thể có điện tích Q = +1 hoặc Q = -1, hoặc Q = 0. Q đƣợc gọi
là số lƣợng tử điện tích, biểu thị tính gián đoạn độ lớn điện tích các
hạt.
c) Spin
Mỗi hạt sơ cấp khi đứng yên cũng có momen động lƣợng riêng và momen
từ riêng. Các momen này đƣợc đặc trƣng bằng số lƣợng tử spin.
d) Thời gian sống trung bình T
Trong số các hạt sơ cấp, chỉ có 4 hạt không phân rã thành các hạt khác,
gọi là các hạt bền. Còn tất cả các hạt khác là các hạt không bền và
phân rã thành các hạt khác.
3. PHẢN HẠT
Phần lớn các hạt sơ cấp đều tạo thành cặp, mỗi cặp gồm hai hạt có khối lƣợng nghỉ
mo và spin s nhƣ nhau, nhƣng chúng có điện tích Q bằng nhau về độ lớn và trái
dấu.
Trong mỗi cặp, có một hạt và một phản hạt của hạt đó.
CÁC THẾ HỆ VÀ CẶP
Quark và lepton xuất hiện
theo cặp
Quark : (u d), (c s), (t b).
Lepton (e ne), (m nm), (t nt).
Quark và lepton xuất hiện
theo thế hệ :
u d e ne .
c s m nm.
t b t nt.
Vật chất thông thƣờng chỉ
gồm thế hệ thứ nhất.
4. PHÂN LOẠI HẠT SƠ CẤP
a) Phôtôn (lƣợng tử ánh sáng) có
mo = 0
b) Leptôn, gồm các hạt nhẹ nhƣ
êlectron, muyôn (µ+, µ-), các
hạt tau (+, -)…
c) Mêzôn, gồm các hạt có khối
lƣợng trung bình trong khoảng
200 900 me, gồm hai nhóm :
mêzôn và mêzôn K.
d) Barion, gồm các hạt nặng có
khối lƣợng bằng hoặc lớn hơn
khối lƣợng prôtôn. Có hai
nhóm barion là nuclôn và
hipêrôn, cùng các phản hạt của
chúng. Năm 1964 ngƣời ta đã
tìm ra một hipêrôn mới đó là
hạt ômêga trừ (-).
Tập hợp các mêzôn và các bariôn
có tên chung là các hađrôn.
LEPTON
Lepton không có cấu
trúc (hạt điểm).
Lepton tích điện :
electron e (1897), muon
m (1937), tauon t (1975).
Lepton trung hòa hay
neutrino : ne (1953), nm
(1964), nt (2000).
QUARK
Điện tích : -1/3 hoặc 2/3.
Ba quark đầu tiên, năm 1963 : u
(up), d (down) và s(strange).
Quark c (charm), năm 1974
(cách mạng tháng 11).
Quark b (beauty hoặc bottom)
(1976 tại FermiLab).
Quark t (top hoặc truth),
FermiLab (tháng 2 năm 1995).
HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
Hạt nhân gồm proton và
neutron (nucleon).
Trong nucleon có các quark
hóa trị : p(uud), n(udd).
Quark tƣơng tác mạnh với
nhau thông qua gluon.
Nucleon cấu tạo từ quark
hóa trị, gluon và quark biển.
HADRON
(HẠT THAM GIA TƯƠNG TÁC MẠNH)
Quark chỉ xuất hiện
trong trạng thái liên kết
(cầm tù).
Meson gồm quark và
phản quark : p+ (ud), p(ud).
Baryon gồm ba quark :
proton (uud), neutron
(udd).
Pentaquark ?
5. TƢƠNG TÁC CỦA CÁC HẠT SƠ
CẤP
a) Tƣơng tác hấp dẫn. Đó là
tƣơng tác giữa các hạt vật
chất có khối lƣợng.
b) Tƣơng tác điện từ. Đó là
tƣơng tác giữa các hạt
mang điện, giữa các vật
tiếp xúc gây nên ma sát…
c) Tƣơng tác yếu. Đó là
tƣơng tác chịu trách
nhiệm trong phân rã .
d) Tƣơng tác mạnh. Đó là
tƣơng tác giữa các hađrô.
CƠ SỞ THỰC NGHIỆM CHO
VẬT LÝ HẠT CƠ BẢN
Bằng cách nào nhìn thấy
hạt cơ bản nhỏ hơn
nguyên tử một trăm triệu
lần ?
QUAN SÁT VẬT CÓ
KÍCH THƯỚC KHÁC NHAU
6. HẠT QUAC (QUARK)
a) Tất cả các hađrôn đều cấu tạo
từ các hạt nhỏ hơn, gọi là
quac (tiếng Anh : quark).
b) Có sáu hạt quac kí hiệu là u,
d, s, c, b và t. Cùng với các
quac, có 6 phản quac với điện
tích có dấu ngƣợc lại. Điều kì
lạ là điện tích các hạt quac
bằng , chƣa quan sát đƣợc hạt
quac tự do.
c) Các bariôn là tổ hợp của ba
quac.
CÁC HẠT CƠ BẢN
Vật chất gồm 3 họ quark
và leptons ghép theo cặp.
Quark tham gia cả ba
tƣơng tác mạnh, điện từ và
yếu.
Lepton tích điện (e, m, t)
tham gia tƣơng tác điện từ
và tƣơng tác yếu.
Neutrino n chỉ tham gia
tƣơng tác yếu.
d
u
Điện tích quark : 2/3 và -1/3
Điện tích lepton : 0 và -1
Proton : (uud) neutron : (ddu)
- Xem thêm -