Radiohemija i nklearna hemija Elementarne čestice Šta je elementarna (fndamentalna) čestica? Fndamentalna čestica je najjednostavniji i nedeljivi delić materije, bez oblika i ntrašnje strktre odnosno entitet koji aproksimiramo tačkom, dakle najosnovniji konstitent svega što nas okržje- kratko SUŠTINA (?!) "Ništa nije jednostavnije od elementarne čestice. Ova definicija je tolikosavršenadase kaoi sveidealnestvariopštenekoristi". Načnim jezikom, to je entitet definisan skpom kvantnih brojeva tablici elementarnih čestica.
Šta nam treba da sastavimo Svet? Radiohemija i nklearna hemija
Jedna prilično stara tabela elementarnih čestica Radiohemija i nklearna hemija Pre 30-tak godina se za otkriće elementarne čestice dobijala Nobelova nagrada, kasnije se moglo dobiti i batine od kolega fizičara. Po čem podeliti elementarne čestice i odrediti šta je elementarno 1. Masa 2. Ne raspada se 3. Nema ntrašnj strktr 4. Spin i ostale veličine iz nklearne fizike
Jedna prilično stara tabela elementarnih čestica Radiohemija i nklearna hemija Po čem podeliti elementarne čestice i odrediti šta je elementarno 1. Masa 2. Ne raspada se 3. Nema ntrašnj strktr 4. Spin i ostale veličine iz nklearne fizike Stabilnost netrona i protona n i p slobodni ili jezgr? e + p e+ + γ??? p γ
Radiohemija i nklearna hemija Zašto je važno da li netrino ima mas i da li je proton stabilan? Sper Kamiokande Mnogo hiljada tona vode 11000 scintilacionih detektora Sdbina svemira i objedinjenje teorija sila GUT
Jedna prilično stara tabela elementarnih čestica Radiohemija i nklearna hemija Po čem podeliti elementarne čestice i odrediti šta je elementarno 1. Masa 2. Ne raspada se 3. Nema ntrašnj strktr 4. Spin i ostale veličine iz nklearne fizike p e+ + γ??? Ovo ne može jer se ne mog pretvarati barioni leptone, zato što barioni imaj barionski broj, a leptoni nemaj???
Osnovne interakcije ko čem čestvje Radiohemija i nklearna hemija
Radiohemija i nklearna hemija Osnovne interakcije Elektromagnetna interakcija javlja se izmeđ čestica koje posedj električni naboj interakcija dgog dometa kvant elektromagnetnog polja je bezmaseni elektronetralni foton QED- Qantm ElectroDynamics Krženje elektrona oko jezgra atoma vodonika sled elektromagnetne interakcije prilikom čega se razmenjj virtelni fotoni
Radiohemija i nklearna hemija Zašto se dva elektrona odbijaj i šta je virtelni foton? Fejmanovi dijagrami elektroni se odbijaj zbog razmene virtelnih fotona e - e - γ Virtelni foton se ne može detektovati, ali foton nije vek virtelna čestica, jer postoje i manifestni fotoni e - e -
Slaba interakcija Radiohemija i nklearna hemija Radioaktivni raspad _ ν e n W - p e - Shema događaja zabeležena detektor prilikom raspada slobodnog netrona W - je bozon, a postoje još i W + i Z 0 bozoni Ovo je bilo predviđeno, pa nađeno i tako imamo objedinjen teorij za slabe i elektromagnetne interakcije
Jake interakcije Radiohemija i nklearna hemija Nklearne sile - interakcije izmeđ hadrona sile kratkog dometa Šta drži nkleone na okp jezgr atoma? Izmena virtelnih π mezona (Ykawina čestica) - postoje i kao manifestne čestice Nklearne sile se ostvarj preko razmene čestice izmeđ protona i netrona AnalogijasaH 2+ - jedan elektron drži na okp dva protona
Jake interakcije Radiohemija i nklearna hemija Da li s protoni i netroni elementarne čestice i da li se jaka interakcija ograničava na postojanje π-mezona? Ne, protoni i netroni imaj ntrašnj strktr što je dokazano eksperimentima rasejanja. Konstitenti s nazvani kvarkovi naelektrisanje spin p=d n=dd d 2/3-1/3 1/2-1/2 p d - down Kombinovani spin kavarkova je objašnjenje za magnetni momenat netrona
Radiohemija i nklearna hemija Šta drži kvarkove na okp ntar nkleona? Interakcija se odvija preko glona ( lepkona ) Proton Nema manifestnih glona Gloni interagj i međsobno
Radiohemija i nklearna hemija Konstitenti i intermedijeri Konstinenti materije s fermioni (polovičan spin) p, n, e. Fermioni se pokoravaj Palijevom princip iskljčenja (Fermi- Dirakova statistika) Intermedijeri koji s prenosioci interakcije s bozoni (celobrojni spin) fotoni, π-mezoni, gloni, W-bozoni. Bozoni se pokoravaj Boze-Ajnstajnovoj statistici.
Radiohemija i nklearna hemija Šta je onda elementarno? Ono što je tačkasto, a pri tom fermion i nema ntrašnj strktr tip fermiona e ν e d naelektrisanje -1 0 2/3-1/3 masa 0.510999 MeV < 2 ev ~3 MeV ~6 MeV
Jedna prilično stara tabela elementarnih čestica Radiohemija i nklearna hemija Normalna materija na Zemlji je možda sastavljena samo od leptona i kvarkova prve generacije, ali to ne mora da važi za kosmos i sigrno ne važi za za ono što proizvodimo akceleratorima. Od čega s sastavljene čestice teže od protona i netrina, a koje definitivno postoje ili se mog proizvesti?
Kako znamo da postoje takve čestice? Radiohemija i nklearna hemija Zapis detektor akceleratora sdar π - mezona i protona π + π - π - π - p I obrnto. Kinetička energija kreira mas. I tako smo stigli do novih generacija leptona i pokšaja da se objasni svemir
Radiohemija i nklearna hemija Kvantna hromodinamika (QCD) ili kako s kvarkovi dobili boje Ovo ne može jer naršava Palijev princip iskljčenja ++ - + - + -
Radiohemija i nklearna hemija Čdni događaji interakciji kvarkova Gloni iteragj međsobno + - q q
Zašto nema slobodnih kvarkova? Radiohemija i nklearna hemija Zbog QCD nleoni s beli, a kvarkovi obojeni, a nijedna slobodna čestica ne može biti obojena Pretvaranje energije padnog zračenja na nkleon kreiranje kvark-antikvark strktre (mezon)
Radiohemija i nklearna hemija Leptoni drge i treće generacije s vezani za procese svemir koji podrazmevaj ogromne energije tip fermiona naelektrisanje masa μ -1 105.658 MeV ν μ c d tip fermiona 0 2/3-1/3 naelektrisanje < 2 ev ~1.3 GeV ~100 MeV masa Uz prv generacij leptona, ovo bi trebalo da predstavlja kompletan spisak elementarnih čestica τ -1 1.777 GeV ν τ 0 < 2 ev b 2/3 171.4 GeV t -1/3 ~4.2 GeV Da li imamo objedinjen teorij elektroslabih i jakih sila (GUT) NE Zašto? Sve do sada nismo imali dovoljno moćan akcelerator
Gravitaciona sila Radiohemija i nklearna hemija Zanemarljiva svet mikročestica, ali ne i smisl pitanja da li postoji bozon gravitacione sile, odnosno da li postoji kvantna teorija gravitacije. Graviton? Veliki prasak, crne rpe (singlariteti), objedinjavanje Ajnštajnove opšte teorije gravitacije i kvantne mehanike, Higsovi bozoni, sper strne, ima li Boga, itd. Ne znamo, ali se trdimo