Античастицы

[AVIXA]

Электрически заряженные элементарные частицы со спином 1/2 описываются уравнением Дирака. Согласно этому уравнению, магнитный момент такой частицы должен быть равнен (эта величина, где — масса протона, называется ядерным магнетоном). Однако магнитный момент протона, как было установлено ещё в 1930-х годах, сильно отличается от предсказания теории Дирака (он в 2,79 раза больше). Уже это подсказывает, что протон не является точечной частицей, а имеет какую-то внутреннюю структуру.

Прямое доказательство было получено в опытах Хофштадтера (Нобелевская премия по физике 1961 года). При помощи упругого рассеяния электронов большой энергии на протонах (что является своего рода аналогом электронного микроскопа) было показано, что электрический заряд протона не сосредоточен в одной точке, а распределён в области радиусом около 0,8 фм. То же самое относится и к магнитному моменту.

[AVIXA]

Следующее открытие было осуществлено на ускорителе в Стэндфорде (США) в 1969 году.
В этот раз облучение производилось электронами более высокой энергии, в результате чего было установлено, что электрический заряд не распределён по всему протону, а сконцентрирован в трёх сравнительно небольших объектах, два из которых обладали положительным зарядом и один отрицательным.
Запомнилось из дочкиного школьного учебника об этих зарядах: "Как три пчелы в стакане".   

 

[AVIXA]

Наверное стоит объяснить свою позицию.
Почему я, будучи довольно упрямым, так быстро согласился с существованием антинейтрона?
Потому, что факты - упрямая вещь.
С одной стороны нейтрон электрически нейтральный.   
Электрический заряд: 0. Экспериментально измеренное значение совместимо с нулём: (−0,2 ± 0,8)⋅10−21 элементарного электрического заряда
и у него не должно быть античастицы.
С другой стороны экспериментальный факт: электрически нейтральный нейтрон обладает магнитным моментом (аномальным): −1,913 042 76(45) ядерного магнетона.
Сравним с магнитным моментом протона: 2,792 847 344 63(82) ядерного магнетона.
И ещё один экспериментальный факт: антинейтрон обладает магнитным моментом, равным таковому у нейтрона, но противоположным по знаку.
Как говорится, очевидное-невероятное.
Далее узнаю, что у нейтрона смещены электрические заряды: отрицательные к периферии частицы, положительные к центру.
Это смещение вроде бы ещё не является общепризнанным, во всяком случае в учебниках об этом не пишут, но оно не противоречит элементарной логике и каким-либо физическим законам.
При этом многое объясняет.

[AVIXA]

Вы пытаетесь использовать макромирный принцип «что-то состоит из чего-то».

Как-то так случилось, что определение элементарных частиц заложено в их названиях:
фундаментальные и составные.
Составные частицы это частицы, составленные из фундаментальных.

[Andrey Lukyanov]

Как-то так случилось, что определение элементарных частиц заложено в их названиях:
фундаментальные и составные.
Составные частицы это частицы, составленные из фундаментальных.

Фундаментальные частицы могут распадаться на несколько других частиц (и даже несколькими разными способами).

А вот протон, хоть и составная частица, никак не распадается.

[Bhudh]

Как-то так случилось, что определение элементарных частиц заложено в их названиях:
фундаментальные и составные.
Составные частицы это частицы, составленные из фундаментальных.

Да, есть такие фундаментальные частицы: кварки и антикварки.
Из них составлены адроны.
Какие-то проблемы?

[AVIXA]

Фундаментальные частицы могут распадаться на несколько других частиц (и даже несколькими разными способами).

Ещё раз: если частица разделяется на составные, то она и является составной.

А вот протон, хоть и составная частица, никак не распадается.

Протон самопроизвольно не распадается, но его легко "раскалывают" на составные в ускорителях.
Разделить на составные части электрон или позитрон ещё не удавалось никому.

[Andrey Lukyanov]

Протон самопроизвольно не распадается, но его легко "раскалывают" на составные в ускорителях.
Разделить на составные части электрон или позитрон ещё не удавалось никому.

Ну вот стукнулся электрон с протоном, получилось несколько других частиц. Что раскололось: электрон или протон?

[AVIXA]

Протон самопроизвольно не распадается, но его легко "раскалывают" на составные в ускорителях.
Разделить на составные части электрон или позитрон ещё не удавалось никому.

Ну вот стукнулся электрон с протоном, получилось несколько других частиц. Что раскололось: электрон или протон?

Все утверждают, что раскололся протон.
Вы утверждаете обратное?
Каковы основания для такого утверждения?

[AVIXA]

Наткнулся на такое:

Физики впервые увидели рождение электрон-позитронной пары в столкновении двух реальных фотонов. Возможность рождения электрона и его античастицы из двух квантов света была предсказана Брейтом и Уилером еще в 1934 году, но теперь физикам впервые удалось с уверенностью пронаблюдать этот процесс в эксперименте. Ученые зарегистрировали 6085 таких событий в периферических столкновениях релятивистских ядер золота с помощью детектора STAR на коллайдере RHIC в Брукхейвенской национальной лаборатории. Помимо всего прочего, полученные данные потенциально позволят изучить эффект двойного лучепреломления в вакууме. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters

Если информация подтвердится, тогда может быть уберётся перекос в нашем представлении двух противоположных процессов: аннигиляции и рождения пар. 

[Andrey Lukyanov]

Все утверждают, что раскололся протон.
Вы утверждаете обратное?
Каковы основания для такого утверждения?

Какие основания считать, что раскололся протон?

[AVIXA]

Все утверждают, что раскололся протон.
Вы утверждаете обратное?
Каковы основания для такого утверждения?

Какие основания считать, что раскололся протон?

Да тут и к бабке ходить не надо.
Долбим друг об дружку два протона,-раскалываются.
Долбим два электрона,-хоть бы хны.

[Dragon27]

Как-то так случилось, что определение элементарных частиц заложено в их названиях:
фундаментальные и составные.
Составные частицы это частицы, составленные из фундаментальных.

Проблема в том, что составные частицы не распадаются на составные части, а превращаются в другие частицы, если законы сохранения (энергии-импульса и квантовых чисел) при этом не нарушаются. И не составные частицы делают то же самое. Мюон испытывает реакцию распада - превращается в электрон и пару нейтрино. Тем не менее, это фундаментальная частица.

У вас есть физическая модель, которая предсказывает всё то, что предсказывает Стандартная модель, и в которой адроны состоят не из кварков? Didn't think so.

[Bhudh]

Долбим два электрона,-хоть бы хны.

В каком смысле хоть бы хны? Один или два гамма-кванта ещё образуются, если хорошенько долбануть.
Такие эксперименты ещё 60 лет назад проводились, Вы от жизни отстали или по жизни отсталы?

[AVIXA]

Долбим два электрона,-хоть бы хны.

В каком смысле хоть бы хны? Один или два гамма-кванта ещё образуются, если хорошенько долбануть.
Такие эксперименты ещё 60 лет назад проводились, Вы от жизни отстали или по жизни отсталы?

О чём и я: долбят их так, что аж кванты из глаз разлетаются.
Не раскалываются, цуко.

[AVIXA]

Проблема в том, что составные частицы не распадаются на составные части, а превращаются в другие частицы

Понял: при протон-антипротонном столкновении протон и антипротон не распадаются (раскалываются, разваливаются), а превращаются в 4 или 5 пионов.

Мюон испытывает реакцию распада - превращается в электрон

<<Мюо́н — неустойчивая элементарная частица с отрицательным электрическим зарядом.
Масса мюона примерно в 207 раз больше массы электрона; по этой причине мюон можно рассматривать как чрезвычайно тяжёлый электрон.>>

[Bhudh]

То есть до таона Вы ещё не добрались?
Или пока придумываете собственное объяснение тому, как лептон может "состоять" из адронов?

[AVIXA]

То есть до таона Вы ещё не добрались?
Или пока придумываете собственное объяснение тому, как лептон может "состоять" из адронов?

Кстати, не в курсе, где-нибудь ещё кроме как в Стенфорде таоны производились?

[AVIXA]

То есть до таона Вы ещё не добрались?
Или пока придумываете собственное объяснение тому, как лептон может "состоять" из адронов?

Но в принципе соглашусь с Вами, что "чрезвычайно тяжёлый электрон" это таон, а мюон это всё же переходная форма от пиона к электрону.

[AVIXA]

Отличное идея:

При встрече электрона с позитроном происходит их аннигиляция — вместо пары частица-античастица рождаются два кванта света. Процесс аннигиляции знаком, пожалуй, всем, кто когда-либо сталкивался с понятием антиматерии, но не все знают, что возможен и обратный процесс: столкновение двух фотонов может породить электрон-позитронную пару. Это явление называется процессом Брейта — Уилера, и впервые он был описан еще в 1934 году. Но уже тогда ученые поняли, что вероятность экспериментального наблюдения такого эффекта крайне мала, ведь контролируемое столкновение двух фотонов кажется практически нереализуемой задачей.

Тем не менее, Брейт и Уилер допустили возможность протекания такого процесса в столкновениях релятивистских ядер. Если заряженную частицу ускорить до околосветовых скоростей, то Лоренцево сокращение приведет к ее очень сильному сжатию вдоль направления ее движения. Это значит, что и заряд частицы будет сильно сконцентрирован вдоль одной оси, а значит такая сжатая заряженная частица будет источником сильного электромагнитного поля, направленного перпендикулярно оси ее движения. Как утверждали Вайцзеккер и Вильямс в том же 1934 году, такое поле можно представить в виде волны, распространяющейся практически перпендикулярно движению исходной частицы, причем состоящей из потока реальных фотонов. По мнению Брейта и Уилера это означало, что летящие навстречу друг другу две такие заряженные частицы можно использовать в качестве источников фотонов для изучения их столкновений.

[Bhudh]

Кстати, не в курсе, где-нибудь ещё кроме как в Стенфорде таоны производились?

А Вы читайте английскую Википедию вместо русской и будете в курсе.
Раз уж до научных книжек нет желания дотянуться.

[AVIXA]

О упомянутом мной "перекосе".
Один электрон и один позитрон аннигилируют в два гамма кванта.
Иногда регистрируются три гамма кванта, еще реже четыре, но это, так сказать, побочные реакции.
Это экспериментальные факты.
Но! Из одного гамма кванта рождается не один, а пара электронов (по теории, экспериментальных фактов таких нет).
По результатам данного эксперимента позитрон-электронная пара рождается при столкновении двух фотонов.
Если информация подтвердится, то "перекос" наверное будет устранён.

[AVIXA]

У вас есть физическая модель, которая предсказывает всё то, что предсказывает Стандартная модель, и в которой адроны состоят не из кварков?

Кварков не знаю 

[AVIXA]

Ещё о нейтронах.
И вот вышеперечисленные мной экспериментальные факты сложились в пазлы.
Что до смещённых зарядов в нейтроне, то это пока ещё не общепризнано, в школе за незнание оного двойку ещё не ставят.
Но если это действительно так, то в таком случае нейтрон на малом расстоянии обладает отрицательным электрическим зарядом, не уступающим по величине токовому у протона.
И тогда вопрос удержания протонов в ядрах отпадает автоматически.

[Bhudh]

И вновь встаёт вопрос стабильности ядер, состоящих из разнозаряженных частиц.
И охота Вам снова проходить то, что наука прошла 100 лет назад?

В 1921 году Лиза Мейтнер предложила первую, протон-электронную, модель строения атомного ядра, согласно которой оно состоит из протонов, электронов и альфа-частиц. Однако в 1929 году произошла «азотная катастрофа» — В. Гайтлер и Г. Герцберг установили, что ядро атома азота подчиняется статистике Бозе — Эйнштейна, а не статистике Ферми — Дирака, как предсказывала протон-электронная модель.