Решение задач по физике: элементарные частицы, спин и заряд

Ниже представлены ответы на вопросы 4, 5 и 6, подготовленные для записи в тетрадь. Вопрос 4. Из каких частиц состоит... В физике элементарных частиц принято разделение по статистике: 1. вещество — фермионы (частицы с полуцелым спином, из которых строится материя: кварки, лептоны). 2. поле — бозоны (частицы с целым спином, которые являются переносчиками взаимодействий). Вопрос 5. Какой заряд \( Q \) и спин \( S \) имеют... Для ответа используем стандартные характеристики частиц: 1. верхние кварки (u, c, t): \( Q = +\frac{2}{3} \), \( S = \frac{1}{2} \) 2. глюоны: \( Q = 0 \), \( S = 1 \) 3. нижние кварки (d, s, b): \( Q = -\frac{1}{3} \), \( S = \frac{1}{2} \) 4. мезоны: \( Q \) может быть \( 0, +1, -1 \), а спин \( S = 0 \) или \( 1 \) (целый) Вопрос 6. Строение адронов из кварков (a) и антикварков (\( \bar{a} \))... Здесь нужно указать кварковый состав частиц (используем обозначения: \( u \) — up-кварк, \( d \) — down-кварк, черта сверху означает антикварк): 1. \( \pi^{0} \) (нейтральный пи-мезон): \( \frac{u\bar{u} - d\bar{d}}{\sqrt{2}} \) (в упрощенных тестах часто выбирается вариант \( u\bar{u} \) или \( d\bar{d} \)) 2. \( n \) (нейтрон): \( udd \) 3. \( \pi^{+} \) (положительный пи-мезон): \( u\bar{d} \) 4. \( \pi^{-} \) (отрицательный пи-мезон): \( \bar{u}d \) 5. \( p \) (протон): \( uud \) Примечание для записи: Запомните, что барионы (протон и нейтрон) всегда состоят из трех кварков, а мезоны (пи-мезоны) — из одного кварка и одного антикварка. Суммарный заряд кварков всегда дает заряд частицы. Например, для протона: \( \frac{2}{3} + \frac{2}{3} - \frac{1}{3} = 1 \).