Меню Главная Случайная статья Настройки Размер элементарной частицы Материал из https://ru.wikipedia.org Размер элементарной частицы — характеристика частицы, отражающая распределение по пространству её электрического заряда. Обычно говорят о среднеквадратическом радиусе распределения электрического заряда, который также характеризует и распределение массы: ${\displaystyle {\sqrt {\left\langle \mathbf {r} ^{2}\right\rangle }}={\sqrt {\int \limits _{V}\rho _{e}(\mathbf {r} )\,{\mathbf {r} ^{2}}\,{\operatorname {d} }V}}}$, где ${\displaystyle \mathbf {r} }$ — радиус-вектор, ${\displaystyle {\sqrt {\left\langle \mathbf {r} ^{2}\right\rangle }}}$ — среднеквадратический радиус распределения электрического заряда, ${\displaystyle \rho _{e}(\mathbf {r} )}$ — нормированная плотность заряда (как функция радиус-вектора): Условие нормирования: ${\displaystyle \int \limits _{V}\rho _{e}(\mathbf {r} )\,{\operatorname {d} }V=1}$ ${\displaystyle {\operatorname {d} }V}$ — элемент объёма. Содержание 1 Положения Стандартной модели 2 Связь среднеквадратического радиуса с формфактором частиц 3 Размеры протона, ± и К±-мезонов 4 См. также 5 Литература 6 Примечания Положения Стандартной модели В рамках Стандартной модели элементарные частицы делятся на два качественно разных вида: переносчики взаимодействия, которыми являются калибровочные бозоны (фотон, W- и Z-бозоны и 8 глюонов), и частицы вещества, представленные двумя группами: кварки и лептоны. Кварки, в отличие от лептонов, не были обнаружены в свободном состоянии (это объясняется теорией конфайнмента в рамках квантовой хромодинамики). Поэтому калибровочные бозоны, кварки и лептоны являются точечными (бесструктурными) вплоть до масштабов порядка 1018 м[1]. В процессе адронизации из кварков (а также антикварков) и глюонов формируются адроны[2]. Этот класс составных частиц делится на две группы: барионы (состоят из 3 кварков) и мезоны (состоят из кварка и антикварка). Наиболее легкими и стабильными из барионов являются нуклоны, составляющие ядро атома, и представленные протоном и нейтроном. К мезонам относятся пионы (-мезоны), каоны ( Для калибровочных бозонов, кварков и лептонов в пределах точности выполненных измерений окончательно размеры не были обнаружены. Это означает, что их размеры меньше 1018 м (пояснение см. выше). Если в дальнейших экспериментах окончательные размеры этих частиц не будут обнаружены, то это может свидетельствовать о том, что размеры калибровочных бозонов, кварков и лептонов близки к фундаментальной длине (которая весьма вероятно[3] может оказаться планковской длиной, равной 1,61035 м). В отличие от бесструктурных частиц, размеры адронов вполне обнаружимы. Их характерный среднеквадратический радиус определяется радиусом конфайнмента (или удержания кварков) и по порядку величины равен 1015 м (1 фм). При этом он варьирует от адрона к адрону. Связь среднеквадратического радиуса с формфактором частиц Среднеквадратический радиус распределения заряда связан с формфактором частиц (Фурье-образом их плотности заряда) следующей формулой: ${\displaystyle F(q^{2})=\int \limits _{V}\rho _{e}\,e^{iq\mathbf {r} }\,{\operatorname {d} }V}$, где ${\displaystyle i}$ — мнимая единица. При малых ${\displaystyle q^{2}}$ справедливо следующее разложение: ${\displaystyle F\left(q^{2}\right)=1-{\frac {1}{6}}\left\langle \mathbf {r} ^{2}\right\rangle q^{2}+\ldots }$ Размеры протона, На сегодняшний день наиболее надёжно измерены среднеквадратические радиусы распределения электрического заряда протона, заряженных для протона: ${\displaystyle {\sqrt {\left\langle \mathbf {r} _{p}^{2}\right\rangle }}}$ = (0,8751 ± 0,0061)·1015 м[4], для : ${\displaystyle {\sqrt {\left\langle \mathbf {r} _{\pi ^{\pm }}^{2}\right\rangle }}}$ = (0,663 ± 0,023)·1015 м [5], для : ${\displaystyle {\sqrt {\left\langle \mathbf {r} _{K^{\pm }}^{2}\right\rangle }}}$ = (0,53 ± 0,05)·1015 м [5]. Погрешности отражают уровень точности выполненных экспериментов. См. также Классический радиус электрона Плотность заряда Центр масс Фундаментальная длина Планковская длина Планковский объём Литература Главный редактор А. М. Прохоров. Физическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. (электронная версия) Примечания Оценка на начало 1990-х годов (см. А. М. Прохоров. Физическая энциклопедия) Конфайнмент и адронизация Архивная копия от 20 марта 2011 на Wayback Machine на сайте Элементы.ру А. М. Прохоров. Физическая энциклопедия, статья «Фундаментальная длина» (электронная версия). http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Table/allascii.txt Архивная копия от 8 декабря 2013 на Wayback Machine Fundamental Physical Constants — Complete Listing 1 2 А. М. Прохоров. Физическая энциклопедия.