|
Меню сайта
Статистика
|
"Отшельники" и "общественники" в мире элементарных частиц"Отшельники" и "общественники" в мире элементарных частицМы ознакомились с некоторыми подразделениями в мире элементарных частиц: частицы и античастицы, барионы, мезоны и лептоны. Физики разделяют частицы еще на две важные группы. Частицы первой группы называются ферми-частицами или фермионами (по имени ученого Энрико Ферми, который объяснил их свойства). Это «частицы-отшельники»: в группе таких частиц в определенном состоянии может находиться только одна частица. К ферми-частицам относятся все внутриатомные частицы: электроны и нуклоны (протоны и нейтроны). Все это «частицы-волчки», т. е., выражаясь по-ученому, они обладают спином. Два электрона не могут вращаться в атоме по одной и той же орбите и с одинаковым направлением спина (этот закон называется принципом Паули). Это и значит, что электроны относятся к ферми-частицам1. Иногда приходится иметь дело с большим количеством ферми-частиц, свободно движущихся в пространстве. Они образуют своего рода газ, который называется ферми-газом. Частицы в таком газе не могут двигаться с одинаковой скоростью, т. е. иметь одинаковую энергию. Тогда бы они находились в одинаковом состоянии, что для ферми-частиц «запрещено». Частицы ферми-газа продолжают двигаться до абсолютного нуля, т. е. у его частиц сохраняется кинетическая энергия, и притом тем большая, чем больше плотность газа. При сжатии ферми-газа его частицы как бы выжимаются на более высокие уровни энергии. Это явление происходит, в частности, с электронами в металлах. В атоме металла электроны так слабо связаны, что некоторые из них уже не могут «поместиться» на своих орбитах. Эти электроны оторваны от атомов и образуют внутри металлического предмета свободный электронный газ, обладающий свойствами ферми-газа. Именно эти электроны и переносят электрический ток. Есть среди элементарных частиц и такие, которые обладают прямо противоположными свойствами: они стремятся находиться вместе в одном и том же состоянии. Такие «частицы-общественники» называются бозе-частицами или бозонами2 — опять-таки по имени физика (Шатьендраната Бозе), который теоретически объяснил их поведение. К бозе-частицам относятся прежде всего световые кванты, или фотоны, а из неустойчивых частиц — пи-мезоны. 1 Иногда то же самое выражают определением: «Электроны подчиняются статистике Ферми—Дирака».
КАК И ИЗ ЧЕГО ВЕЩЕСТВО ПОСТРОЕНО
|
ПОИСК
Block title
|
