Элементарные частицы

Материал учебного пособия включает в себя изучение физики атома, атомного ядра, радиоактивности, фундаментальных взаимодействий в природе и физики элементарных частиц, которые изучаются в небольшом объеме в общем курсе физики в вузах нефизического профиля. Данное пособие предназначено в первую очередь для самостоятельной работы студентов. Оно включает в себя основные теоретические сведения по ядерной физике и физике элементарных частиц, набор базовых задач по этим разделам, для решения которых необходимы абсолютное понимание физики рассматриваемых явлений и математическая подготовка. Все практические задания даны с решениями и методическими указаниями к большинству этих решений. Пособие соответствует программе курса физики высшего образования уровня бакалавриата по направлениям подготовки «Агроинженерия», «Теплоэнергетика и теплотехника», «Электроэнергетика и электротехника» высших учебных заведений и ориентировано на освоение общепрофессиональных компетенций. Учебное пособие может быть рекомендовано и для преподавателей, готовящих студентов к различным формам тестирования и итоговой оценке знаний по общему курсу физики.

«Курс физики» И. В. Савельева соответствует государственным образовательным стандартам второго поколения и примерным программам дисциплины «Физика» для технических и технологических направлений подготовки бакалавров и дипломированных специалистов. Данный курс И. В. Савельева отличается от его «Курса общей физики» отбором и компоновкой материала, а также уровнем и способом изложения. Книга написана ясным, четким языком, доступна выпускникам как профильной, так и базисной средней общеобразовательной школы. Содержит теоретический материал, входящий в примерные программы курса общей физики для технических направлений и специальностей подготовки бакалавров и дипломированных специалистов. В конце каждой главы помещены контрольные вопросы и примеры решения задач. В третьем томе содержится материал по квантовой механике, атомной физике, физике твердого тела, физике атомного ядра и элементарных частиц. Учебное пособие предназначено для студентов вузов, обучающихся по техническим направлениям и специальностям.

В книге в научно-популярной форме рассказывается о нашей Вселенной – о строении атомов и атомных ядер, о различных элементарных частицах, о телепортации квантовых состояний, о том, что пустое пространство вовсе не пустое, а содержит множество частиц, которые рождаются и исчезают, о строении звезд и источниках их энергии, о возникновении и развитии Вселенной и о многом другом. При этом излагаются только те результаты, которые утвердились в современной науке и подтверждены опытом. Эта книга – для самого широкого круга читателей.

Из чего состоит Вселенная? Какой неделимый далее элемент лежит в ее основе? Последние 60 лет ученые со всего света силятся установить, какие частицы материи следует считать фундаментальными, и описать те силы, которые определяют их поведение. Общими усилиями удалось создать стандартную модель элементарных частиц, из которых и состоит все вокруг нас. В 2012 году был открыт бозон Хиггса, и карта стала более точной, хотя на ней и наметились новые загадочные просторы. «Карта незримого» – путеводитель по стандартной модели и туманным землям физики объектов, недоступных человеческому глазу. Читатель, сжавшись до размеров субатомной частицы, последовательно открывает атомы, кварки, электроны и нейтрино, а также законы, которым те подчиняются. Это путешествие в мир странного и одновременно удивительного – безграничного космоса, черных дыр, темной материи, и дальше – к границам человеческого познания.

Подробнее о Науке. Здесь вы узнаете о том, что такое кварки, из чего состоит материя и все остальное, что касается элементарных частиц.

Сборник содержит статьи известных ученых о некоторых выдающихся достижениях математики ХХ века и об их последующем развитии и влиянии. Выбор тем и акцентов определяется самими авторами и поэтому более связан с интересами ряда математиков Ленинградской-Петербургской математической школы.

В биологии, по крайней мере, около 150 лет искали периодические системы, напоминающие систему химических элементов. Предложено довольно много вариантов, но они не являются отображением поисков Менделеева на биологический материал. Между тем, создание такого отображения возможно, и его использование продуктивно в таксономических и эволюционных исследованиях. В качестве аналогии элементов можно использовать «архетипы» – схемы, которые позволяют рассмотреть реально существующие организмы как их вариации, а в качестве аналогии ряда возрастания атомной массы – ряд превращений в определённом направлении, в котором прослеживалась бы трансформация простого в сложное или низшего в высшее или примитивного в непримитивное. «Высшее», «сложное» или «непримитивное» состояние выражается в увеличении числа и разнообразия, составляющих архетип «элементарных частиц», по сравнению с «низшим», «простым» и «примитивным».

Пособие содержит основные типы задач, рассматриваемых на практических занятиях по физике, и предназначено для студентов всех специальностей факультета летательных аппаратов. Сборник задач состоит из введения и основной части, разбитой на пять разделов: электромагнетизм, колебания и волны, оптика, квантовая физика, ядерная физика и элементарные частицы, а также справочных сведений, указаний и ответов. Для каждой темы приведены основные определения и формулы, примеры решения задач, справочные данные.

В учебном пособии изложены природа элементарных частиц, строение атомов и молекул, природа химической связи, строение и свойства элементарных полупроводников и соединений типа АIIIBV, природа связи в подобных соединениях, электронное строение металлов и их кристаллографические структуры, строение твердых растворов, основы теоретического наноматериаловедения, природа наноразмерных эффектов и малоатомных кластерных образований. Приводится большое количество оригинальных расчетных задач по курсу «Строение вещества». Учебное пособие представляет интерес для студентов химических и химико-технологических факультетов университетов, изучающих курс «Строение вещества» и смежные учебные дисциплины, и преподавателей вузов, ведущих эти предметы.

В пособии рассмотрены основные понятия и законы физики атомного ядра и элементарных частиц. В первой части изложен ряд общих вопросов, а также вопросы, касающиеся строения и свойств атомного ядра, радиоактивных распадов и ядерных реакций. Во второй части рассматриваются вопросы взаимопревращений элементарных частиц, подробно излагается теория сильного и слабого взаимодействий, дается понятие о современных единых теориях фундаментальных взаимодействий. Пособие предназначено для преподавателей физики, для студентов физических специальностей педагогических вузов.

Сборник содержит статьи известных ученых о некоторых выдающихся достижениях математики ХХ века и об их последующем развитии и влиянии. Выбор тем и акцентов определяется самими авторами и поэтому более связан с интересами ряда математиков Ленинградской-Петербургской математической школы.

В книге в научно-популярной форме рассказывается о нашей Вселенной – о строении атомов и атомных ядер, о различных элементарных частицах, о телепортации квантовых состояний, о том, что пустое пространство вовсе не пустое, а содержит множество частиц, которые рождаются и исчезают, о строении звезд и источниках их энергии, о возникновении и развитии Вселенной и о многом другом. При этом излагаются только те результаты, которые утвердились в современной науке и подтверждены опытом. Эта книга – для самого широкого круга читателей.

В книге содержится систематическое изложение вопросов, связанных с динамикой пучка заряженных частиц в кольцевых ускорителях. Дано последовательное описание физических процессов в ускоряемом пучке, с постепенным усложнением излагаемого материала. Первая половина книги посвящена анализу физики пучка низкой интенсивности, вторая – воздействию коллективных эффектов на динамику пучка в кольцевых ускорителях, а также рассмотрению основных видов когерентной неустойчивости пучка заряженных частиц. Решения дисперсионных уравнений представлены в виде диаграмм на комплексной плоскости импедансов. Даны также приближенные аналитические критерии устойчивости пучка большой интенсивности. Книга предназначена для использования в качестве учебного пособия для студентов старших курсов и аспирантов физико-технических и инженерно-физических специальностей высших учебных заведений. Рекомендовано УМС по физике УМО по классическому университетскому образованию РФ в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям 010701 – «Физика» и 010705 – «Физика атомного ядра и частиц». Издание осуществлено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту 06-02-30000д

В книге обобщаются результаты теоретического исследования процесса ускорения электронов в классическом круговом и разрезном микротронах, результаты экспериментов по проверке теоретических выводов и по исследованию свойств ускоренных в микротроне электронов. Рассматриваются пути применения микротронов как источников тормозного излучения, позитронов, нейтронов (быстрых, резонансных и медленных), рентгеновского излучения и возможные процессы генерации рентгеновского излучения. Широко освещаются вопросы медицинских применений этого ускорителя (для радиотерапии и производства медицинских радионуклидов), возможные направления применения микротронов в геологии, геохимии, редкоземельной промышленности, для экспрессного определения содержания благородных металлов и состава различных руд. В книге также рассмотрены работы по околобарьерному и подбарьерному фотоделению тяжелых ядер, исследованию свойств спонтанно делящихся изомеров, поиску в природе непаулевских атомов, изучению фотоядерных реакций с вылетом альфа-частиц, исследованию двунейтронного распада ядер и высокоспиновых ядерных состояний. Предназначена широкому кругу научных работников, преподавателей, аспирантов и студентов, специализирующихся в области физики электронных ускорителей и их применений. Издание осуществлено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту 07-02-07039

В основе книги лежат лекции по классической теории поля, а также ряду других спецкурсов, которые читаются на кафедре теоретической физики физического факультета МГУ для студентов 3-го и 4-го курсов. Она посвящена основополагающим вопросам теории поля и представляет собой современное введение в физику фундаментальных взаимодействий. Рассмотрены как базисные сведения классической теории поля, так и наиболее простые модели физики элементарных частиц. В частности, подробно обсуждается Стандартная модель сильных и электрослабых взаимодействий, а также теория поля в искривленном пространстве-времени и общая теория относительности. Кроме того, затронут и ряд более специальных вопросов. Для удобства чтения технические детали вычислений вынесены в подробно разобранные задачи. Такая структура книги позволяет использовать ее не только в качестве учебного пособия для студентов, но и в качестве справочника, который может быть полезен студентам старших курсов, аспирантам и научным работникам, специализирующимся в области физики высоких энергий. Допущено УМО по классическому университетскому образованию РФ в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 010701.65 – физика и направлению 010700.62 – физика.

В книге изложены основные положения теории релятивистских волновых уравнений с расширенным (включая кратные) набором неприводимых представлений группы Лоренца. На основе развитого подхода рассматривается возможность описания внутренних степеней свободы, а также структуры элементарных частиц. Исследованы способы совместного описания частиц с ненулевой и нулевой массой в рамках не распадающихся по группе Лоренца уравнений. Приведена схема вторичного квантования РВУ с внутренними степенями свободы, соответствующими некомпактным группам симметрии. Существенное внимание уделено уравнениям дираковского типа, в первую очередь уравнению Дирака–Кэлера, причем не только в континууме, но и в решеточном пространстве. В книгу включены необходимые сведения из теории РВУ в подходе Гельфанда – Яглома и ковариантные методы Ф. И. Федорова. Предназначена для научных работников и аспирантов, занимающихся вопросами физики элементарных частиц, классической и квантовой теории поля. Может быть использована в качестве учебного пособия.

Подробнее о Науке. Здесь вы узнаете о том, что такое кварки, из чего состоит материя и все остальное, что касается элементарных частиц.

В книге предпринята попытка объяснить, что такое квантовая теория поля, на полупопулярном эвристическом уровне. В ней также рассказывается о нашем нынешнем понимании физики элементарных частиц и об учёных, сформировавших эту область науки. Для всех интересующихся современной физикой.

Пособие содержит основные типы задач, рассматриваемых на практических занятиях по физике, и предназначено для студентов всех специальностей факультета летательных аппаратов. Сборник задач состоит из введения и основной части, разбитой на пять разделов: электромагнетизм, колебания и волны, оптика, квантовая физика, ядерная физика и элементарные частицы, а также справочных сведений, указаний и ответов. Для каждой темы приведены основные определения и формулы, примеры решения задач, справочные данные.

Всё новое очень непросто воспринимается людьми. Великий математик Архимед сказал: «дайте мне рычаг, и я переверну Землю, но однажды во двор его жилища ворвался воин и зарубил Архимеда… Демокрит считал, что всё состоит из элементарных частиц – атомов, но мало кому говорил об этом. Он был мудрый человек и не ждал ничего хорошего от людей, имеющих власть, но пребывающих в невежестве… Все люди знали, что Солнце вместе с небесным сводом вращается вокруг Земли. Но итальянец Джордано Бруно вдруг сказал, что это не так, что не Солнце вращается вокруг Земли, а Земля вращается вокруг Солнца… Его сожгли на костре на площади. Галилео Галилей тоже считал, что Земля вращается вокруг Солнца, но помня – что сделали с Джордано Бруно не отважился говорить об этом. Дмитрий Иванович Менделеев 20 лет не публиковал свои заключения, что свойства веществ зависят от их атомного веса и только 6 марта 1869 года на Заседании русского химического общества он объявил открытую им закономерность. Далее этапы открытия истины я описал в этой книге. Лично у меня возможность изучения физических явлений открылась только после 2000 г. В 2010 г. я описал свои достижения в своей книжке-брошюрке на 17 стр. «Физика космоса. Теория элементарных частиц материи» изданной в ГП «Облиздат» г. Калуга. Теория элементарных частиц в ней была представлена 8 пунктами. В 2013 году я издал продолжение своих исследований в книге с тем же названием, но материала в ней было на 120 страниц. Теория элементарных частиц здесь была представлена 30-ю пунктами. В этой теории я постулировал бессмертие Вселенной. В 2016 г. я свои исследования описал в книге с тем же названием, но материала в ней было на 200 стр. В этом издании я ещё признаю время, как существующую характеристику материи. Но в этой книге я уже пишу о квантах материи как о вселенских элементарных частицах, из которых состоят и поля, и вещества… И только спустя семь лет я пришёл к выводу, что видов – то квантов ограниченное количество. Об этом, и доказательствах состава материи, и жизненных процессах в Мире написано в этой книге.