www.eprace.edu.pl » minos-neutrina » MODEL STANDARDOWY » Trzy rodziny cząstek

Trzy rodziny cząstek

Podstawowym założeniem Modelu Standardowego jest stwierdzenie, iż całą znaną nam materię można opisać za pomocą sześciu rodzajów kwarków, tyleż samo leptonów oraz cząstek odpowiedzialnych za przenoszenie oddziaływań między nimi. Do każdego kwarku i leptonu istnieje odpowiednia antycząstka. Wszystkie wymienione cząstki uszeregowane są w trzy rodziny, spośród których pierwszą rodzinę stanowią cząstki materii widzialnej [3].

Tablica 2.1: Rodziny cząstek elementarnych - kwarki - składniki hadronów [3] [6]

Rodzina Kwark Nazwa Ładunek q Masa m Spin s
I u up $ +\frac{2}{3}$ e (1,5-3) MeV $ \frac{1}{2}$
I d down $ -\frac{1}{3}$ e (3-7) MeV $ \frac{1}{2}$
II c charm $ +\frac{2}{3}$ e (1,16-1,34) GeV $ \frac{1}{2}$
II s strange $ -\frac{1}{3}$ e (70-120) MeV $ \frac{1}{2}$
III t top $ +\frac{2}{3}$ e 174,2 GeV $ \frac{1}{2}$
III b bottom $ -\frac{1}{3}$ e 4,2 GeV $ \frac{1}{2}$

Tablica 2.2: Rodziny cząstek elementarnych - leptony [3] [6]

Rodzina Lepton Nazwa Ładunek q Masa m Spin s
I e elektron - e 511 keV $ \frac{1}{2}$
I νe neutrino elektronowe 0 <3 eV $ \frac{1}{2}$
II μ mion - e 105,66 MeV $ \frac{1}{2}$
II νμ neutrino mionowe 0 <0,19 MeV $ \frac{1}{2}$
III τ taon - e 1776,99 MeV $ \frac{1}{2}$
III ντ neutrino taonowe 0 <18,2 MeV $ \frac{1}{2}$


Pierwszą rodzinę (tablica 2.2) stanowią kwarki u (up) oraz d (down). Pierwszy obdarzony jest ładunkiem elektrycznym + $ \frac{2}{3}$ e, a drugi - $ \frac{1}{3}$ e. Stała e oznacza ładunek pojedynczego elektronu (ok. 1,6 * 10-19 C). Oprócz kwarków istnieją także antykwarki o przeciwnym ładunku. Do pierwszej rodziny w Modelu Standardowym (tablica 2.2) należą także leptony: elektron (o ładunku - e) oraz neutrino elektronowe νe (o zerowym ładunku) i odpowiednio antyelektron (pozyton) oraz antyneutrino elektronowe.

Drugą rodzinę w Modelu Standardowym stanowią kwarki c (charm) i s (strange) oraz lepony: mion μ i neutrino mionowe νμ. Do trzeciej rodziny zaliczane są dwa najcięższe kwarki: t (top) i b (bottom) oraz leptony: taon τ i neutrino taonowe ντ.

Wszystkie kwarki wchodzą w skład hadronów. Kombinację trzech kwarków stanowi barion - hadron trójkwarkowy. Przykładami barionów są nukleony - składniki jądra atomowego. Proton składa się z układu kwarków uud, natomiast neutron z udd. Analogicznie trzy antykwarki to antybarion. Z kolei układ kwark-antykwark stanowi mezon - hadron dwukwarkowy. Obliczenia teoretyczne wykluczają istnienie swobodnych kwarków, co zostało udowodnione doświadczalnie [3] [2] [32].

komentarze

Copyright © 2008-2010 EPrace oraz autorzy prac.