0000028 (16)

dzielone na dwie grupy. W skład pierwszej wchodzą nukleony (protony i neutrony) oraz ich antycząstki. Do drugiej grupy zalicza się tzw. hiperony, występujące w wielu odmianach różniących się masami i ładunkiem. Masy hiperonów leżą w zakresie od 2181 M_t do 2580 M_e. Są to również cząstki nietrwałe, a ich rola w strukturze materii nie została dotąd dostatecznie wyjaśniona.

Badania procesów promieniotwórczych dostarczyły dowodów na istnienie jeszcze innego rodzaju cząstek elementarnych, tzw. leptonów, do których oprócz elektronów dodatniego i ujemnego należą również inne, których masa jest zerem lub prawie zerem. Właściwościami tych cząstek zajmiemy się podczas opisu rozpadu promieniotwórczego. W skład grupy leptonów wchodzi również cząstka p., która ma wprawdzie masę zbliżoną do mas mezonów lekkich (207 M_e), jednak ze względu na inne właściwości zaliczana jest do leptonów.

Dużo informacji o cząstkach elementarnych dostarczają badania promieniowania kosmicznego oraz cząstek sztucznie przyśpieszanych do wysokich energii. Obecnie znanych jest już kilkaset cząstek elementarnych, których właściwości nie są w pełni zbadane, a klasyfikacja ich i systematyka tych cząstek jest przedmiotem licznych prac badawczych. Antycząstki i antymateria. Podczas badań promieniowania kosmicznego wykryto (Anderson) cząstki o masie spoczynkowej równej masie elektronu i o dodatnim ładunku jednostkowym, a więc przeciwnego znaku do ładunku zwykłego elektronu. Cząstkę tę nazwano pozytonem lub elektronem dodatnim dla odróżnienia od negatonu — elektronu ujemnego. Fakt istnienia tej cząstki potwierdzony został również w niektórych procesach promieniotwórczego rozpadu jądra.

W przeciwieństwie do elektronów ujemnych pozytony „giną" stosunkowo szybko w przypadku spotkania się pozytonu z elektronem. Tch masy i energie zostają wówczas przekazane powstającym w tym procesie dwóm kwantom gamma. Schematycznie proces anihilacji elektronów ujemnych i dodatnich można przedstawić następująco:

e^_ 4- e⁺ —* 2y

przy czym energia kwantu y wyniesie: E.₍ = /iv = m₀c² = 0,511 MeV (/>i_n oznacza masę spoczynkową elektronu, m₀ — 9,1 • 10^-31 kg, m_uc² jest równoważnikiem energetycznym masy spoczynkowej elektronu).

Znane jest również zjawisko odwrotne, zwane tworzeniem par, polegające na tym, że w pewnych przypadkach współdziałania kwantu energii promieniowania y z jądrem może powstać para negaton-pozyton. Z zasady zachowania energii wynika, że energia takiego kwantu nie może być mniejsza od energii utworzonych cząstek, czyli E_r — hv musi spełniać związek /iv > 2m₀c².

Proces tworzenia par można schematycznie zapisać następująco:

y —► e⁺ 4 e~

Cząstki, które oddziałując z odpowiednią cząstką powodują wzajemną anihilację, zwane są antycząstkami. Okazuje się, że cząstki elementarne mają swoje antycząstki, które w pewnych okolicznościach mogą powstawać, jak też w innych zanikać. Niektóre z nich można wytwarzać sztucznie za pomocą największych akceleratorów, przyśpieszających cząstki do energii miliarda elektronowoltów, to jest do energii porównywalnej

34