Bài giảng Vật lý 12 bài 40: Các hạt sơ cấp

I ĐỊNH NGHĨA: Hạt sơ cấp ? Hạt sơ cấp (còn gọi hạt bản) thực thể vi mô tồn hạt nguyên vẹn, đơn tách thành thành phần nhỏ VD: hạt phôtôn, êlectron, pôzitron, nơtrinô … II PHÂN LOẠI: Phân loại theo khối lượng Hạt sơ cấp Phôtôn Leptôn Mêzôn Khối lượng tăng dần Barion II PHÂN LOẠI: Phơtơn: - Phơtơn cịn gọi quang tử - Khơng có khối lượng riêng có động lượng - Chuyển động với vận tốc ánh sáng chân không - Trong hệ qui chiếu lượng hạt phôtôn là: hc ε= λ II PHÂN LOẠI: Leptơn: - Leptơn có nghiã “nhỏ” “mỏng” - Leptôn hạt tuyệt đối bền vững - Leptôn hạt chất điểm II PHÂN LOẠI: Leptôn: a Êlectron e – pôzitron e+ - Êlectron Thomson phát năm 1897 - Năm 1928, Đirăc kết hợp thuyết tương đối hẹp thuyết lượng tử để xây dựng phương trình Schrodinger suy phản hạt pơzitron - Năm 1932, Anderson tìm thấy phản hạt nói - Sự huỷ cặp e+ e- đồng thời tạo thành phôtôn II PHÂN LOẠI: Leptôn: b Hạt nơtrinơ - Năm 1937, Paul đốn: Trong phân rã β, đồng thời êlectron cịn có hạt khơng mang điện phóng nơtrinơ - Nơtrinơ êlectron: n → p + e- + νe - Nơtrinô muy : ν- → e- + νe + νμ π + → μ- + ν μ - Nơtrinô Tau: τ- → e- + νe + ντ II PHÂN LOẠI: Leptôn: c Hạt muy hạt tau - Hạt μ Anderson Ned Dermrger tìm thấy năm 1973 - Hạt Τau (τ) phát năm 1975 II PHÂN LOẠI: Mêzơn: Gồm hạt có khối lượng nghỉ trung bình II PHÂN LOẠI: Mêzơn: a Hạt pi - Sự tồn π Yukawa tiên đoán từ năm 1935 đến năm 1947 Oechialini Powell tìm thấy - Có hai loại hạt π+ πo - π lượng tử trường lực hạt nhân II PHÂN LOẠI: Tập hợp Mêzơn Barion có tên chung Hađrôn Củng cố kiến thức Các loại hạt  sơ cấp (phân theo khối lượng) là: Phôtôn, leptôn, mêzôn hađrôn Phôtôn, leptôn, mêzôn barion Phôtôn, leptôn, barion hađrôn Phôtôn, leptôn, nuclôn hipêron III CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA HẠT SƠ CẤP: Khối lượng nghỉ: - Các hạt sơ cấp có khối lượng nghỉ khác 0, trừ phôtôn, nơtrinô, gravitôn, gluôn,… - Đại lượng đặc trưng lượng nghỉ Eovới Eo= moc2 VD: Êlectron có mo = 9,1.10-31 kg, Eo = 0,511 MeV         Prôtôn có mo = 1,67.10-27 kg, Eo = 938,3 MeV III CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA HẠT SƠ CẤP: Điện tích: - Một số hạt sơ cấp có điện tích Q = ± e - Hạt trung hồ có điện tích Q = - Hat quark co Q = ± e hoăc Q = ± e 3 III CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA HẠT SƠ CẤP: Spin: - Mỗi hạt sơ cấp có momen động lượng riêng momen từ riêng đặc trưng số lượng tử spin, kí hiệu s h - Momen động lượng riêng hạt = s - Dựa vào spin, người ta chia hạt sơ cấp 2π thành hai loại: + Bozơn: hạt có s = 1(như phơtơn) có s = (như pion) + Fecmion: hạt có s = (như nơtrinơ, êlectron, prơtơn, nơtron,…) - Ngồi cịn có spin đồng vị III CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA HẠT SƠ CẤP: Thời gian sống trung bình: Tên hạt Năng lượng Điện tích Thời gian sống Spin s Eo (MeV) Q (giây) Phôtôn 0 ∞ Êlectron Pôzitron Nơtrinô 0,511 0,511 -e +e 1/2 1/2 1/2 ∞ ∞ ∞ Piôn Kaôn 139,6 497,7 +e 0 2,6.10-8 8,8.10-11 Prôtôn Nơtron  938,3 939,6 +e 1/2 1/2 ∞ 932 Xicma Omêga 1189 1672 +e -e 1/2 3/2 8.10-11 1,3.10-10 III CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA HẠT SƠ CẤP : Momen từ: - Gắn với điện tích Q spin s - Nếu spin s = momen từ - Momen từ μ song song với spin - Momen từ đo đơn vị manhetơn Bo (µB) VD: µprơtơn = 2,79 µB; µnơtron = -1,91 µB III CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA HẠT SƠ CẤP : Số lạ: - Từ năm 1947, người ta tìm thấy loạt -Chúng cóbảo đặc điềm sau đây: -hạt + Định toàn số lạ: trình sơluật cấp mới: mêzôn K:Trong K , Kocác quá hipêron: rađại trình nhanh o +trong - cùa o - sinh lạ,sinh tổng(Σ số lạquá của(Ω hệ Λ+Chúng (Λhạt ), Xicma , Σsố , Σnhững ), Omêga ),…rất bảo (≈10-23 s) phân rã trình chậm tồn (≈10-6 s) +Có thể sinh hai ba hạt lạ không sinh hạt lạ vài loại hạt lạ cùng loại + o o + o o Hạt K K Λ Σ Σ Σ Ξ Ξ Ω Số lạ S 1 -1 -1 -1 -1 -2 -2 -3 III CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA HẠT SƠ CẤP : Số barion: - Các hạt sơ cấp có khối lượng lớn khối lượng prơtơn có tên chung Barion, bao gồm nuclôn hipêron - Khi barion sẽ có barion xuất VD: p + p → p + Σ+  + Ko             o Λ → p + π       π- + p → Ko + Λo  - Định luật bảo toàn số barion: Trong các quá trình biến đổi, tổng (đại số) các số barion hệ không đổi III CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA HẠT SƠ CẤP : Số leptôn: - Ba cặp: (e- νe), (μ- νμ), (τ- ντ) - Tất leptôn có số leptơn L = 1, phản leptơn có số leptôn L = -1 - Trong các phản ứng ,tổng đại số số lepton hệ các hạt tham gia phản ứng bảo toàn Củng cố kiến thức Các hạt sơ cấp có số lượng spin s số bán nguyên: êlectron, prôtôn nơtrinô êlectron, prôtôn, nơtrinô phôtôn prôtôn, pôzitron phôtôn êlectron, prôtôn, pôzitron nơtrinô ... III CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA HẠT SƠ CẤP: Điện tích: - Một số hạt sơ cấp có điện tích Q = ± e - Hạt trung hồ có điện tích Q = - Hat quark co Q = ± e hoăc Q = ± e 3 III CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA HẠT SƠ CẤP:...I ĐỊNH NGHĨA: Hạt sơ cấp ? Hạt sơ cấp (còn gọi hạt bản) thực thể vi mô tồn hạt nguyên vẹn, đơn tách thành thành phần nhỏ VD: hạt phôtôn, êlectron, pôzitron, nơtrinô... Phôtôn, leptôn, barion hađrôn Phôtôn, leptôn, nuclôn hipêron III CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA HẠT SƠ CẤP: Khối lượng nghỉ: - Các hạt sơ cấp có khối lượng nghỉ khác 0, trừ phôtôn, nơtrinô, gravitôn, gluôn,…