элементарных частиц.
Согласно этой концепции, основными элементами структуры микромира выступают микрочастицы материи, которые не являются ни атомами, ни атомными ядрами, не содержат в себе каких-либо других элементов и обладают наиболее простыми свойствами. Такие частицы были названы элементарными, т. е. самыми простыми, не имеющими в себе никаких составных частей.
После того как было установлено, что атом является не последним «кирпичиком» мироздания, а построен из более простых элементарных частиц, поиск таких фундаментальных частиц занял главное место в исследованиях физиков. История их открытия началась в конце XIX в., когда в 1897 г. английский физик Д. Томсон открыл первую элементарную частицу – электрон. История открытия всех известных сегодня элементарных частиц прошла в два этапа.
Первый этап приходится на 1930–1950-е гг. К началу 1930-х гг. были открыты протон и фотон, в 1932 г. – нейтрон, спустя четыре года – первая античастица: позитрон, которая по массе равна электрону, но имеет положительный заряд. К концу этого периода стало известно о 32 элементарных частицах, причем каждая новая частица была связана с открытием принципиально нового круга физических явлений.
Второй этап приходится на 1960-е гг., кода общее число известных частиц превысило 200. На этом этапе основным средством открытия и исследования элементарных частиц стали ускорители заряженных частиц. В 1970–1980-е гг. поток открытий новых элементарных частиц усилился, и ученые заговорили о семействах элементарных частиц. На данный момент науке известно более 350 элементарных частиц, различающихся массой, зарядом, спином, временем жизни и рядом других физических характеристик.
Все элементарные частицы обладают общими свойствами. Одно из них – свойство корпускулярно-волнового дуализма, т. е. наличие у всех микрообъектов как свойств волны, так и свойств вещества.
Другим общим свойством является наличие почти у всех частиц (кроме фотона и двух мезонов) своих античастиц. Античастицы – элементарные частицы, схожие с частицами по всем признакам, но отличающиеся противоположными знаками электрического заряда и магнитного момента. После открытия большого числа античастиц ученые заговорили о возможности существования антивещества и даже антимира. При соприкосновении вещества с антивеществом происходит процесс аннигиляции – превращение частиц и античастиц в фотоны и мезоны больших энергий (вещество превращается в излучение).
Еще одним важным свойством элементарных частиц является их универсальная взаимопревращаемость. Этого свойства нет ни в макро-, ни в мегамире.
5.2. Классификация элементарных частиц
Элементарные частицы являются основными «кирпичиками», из которых состоят как материя, так и поле. При этом все они неоднородны: одни являются составными (протон, нейтрон), другие – несоставными (электрон, нейтрино,
