Model Standardowy cd. 12.03.08
Model Standardowy cd. 12.03.08
Podsumowanie  czÄ…stki
Podsumowanie  czÄ…stki
fund. o spinie 1/2 h/(2 Ä„),
fund. o spinie 1/2 h/(2 Ä„),
Ä„=3.14..
Ä„=3.14..
(umowa ~ (h kreÅ›lone) ´ h/(2 Ä„) =1)
(umowa ~ (h kreÅ›lone) ´ h/(2 Ä„) =1)
Kwarki (wszystkie) :
Kwarki (wszystkie) :
l. barionowa B=1/3
l. barionowa B=1/3
Leptony (wszystkie) :
Leptony (wszystkie) :
l. leptonowa L =1
l. leptonowa L =1
Leptony: indywidualne liczby
Leptony: indywidualne liczby
kw. elektronowa, muonowa i
kw. elektronowa, muonowa i
Antykwarki B= -1/3
Antykwarki B= -1/3
taonowa
taonowa
antyleptony L= - 1
antyleptony L= - 1
Top: 170.9 ż 1.4 GeV !!marzec 2008
Top: 170.9 ż 1.4 GeV !!marzec 2008
Masy:
Masy:
u c t
u c t
3 MeV 1.25 GeV 171 GeV
3 MeV 1.25 GeV 171 GeV
d s b
d s b
7 MeV 150 MeV * 4.5 GeV
7 MeV 150 MeV * 4.5 GeV
½e ½ź ½Ä
½e ½ź ½Ä
<5.10-6 MeV <0.27 MeV <31 MeV
<5.10-6 MeV <0.27 MeV <31 MeV
e (elektron) ź (muon) Ä (taon)
e (elektron) ź (muon) Ä (taon)
0.511 MeV 105.7 MeV 1.78 GeV
0.511 MeV 105.7 MeV 1.78 GeV
Nowe dane dośw. masa top
Nowe dane dośw. masa top
FERMILAB, k. Chicago
170.9ż1.1ż1.5 GeV
teoria (MS):
wnioski dla
czÄ…stki Higgsa
masa poniżej
144 GeV!
3 generacje (rodziny)
3 generacje (rodziny)
Czy sÄ… dalsze?
Czy sÄ… dalsze?
Doświadczenie: raczej nie, o ile neutrina lekkie.
Doświadczenie: raczej nie, o ile neutrina lekkie.
Teoria: ?
Teoria: ?
To tablica czÄ…stek fundamentalnych
To tablica czÄ…stek fundamentalnych
Generacje uporządkowane ze względu na masy 
Generacje uporządkowane ze względu na masy 
I- najmniejsze masy, III- największe (bez głębszej
I- najmniejsze masy, III- największe (bez głębszej
zasady)
zasady)
Skąd te masy ? Ekstremiści: kwark top i neutrina
Skąd te masy ? Ekstremiści: kwark top i neutrina
(uwaga: neutrino i antyneutrino  to nie jest para
(uwaga: neutrino i antyneutrino  to nie jest para
czÄ…stka-antyczÄ…stka)
czÄ…stka-antyczÄ…stka)
Jak tablica atomów Mendelejewa, ale są istotne różnice
Jak tablica atomów Mendelejewa, ale są istotne różnice
-
-
CzÄ…stki o spinie 1  bozony
CzÄ…stki o spinie 1  bozony
wektorowe
wektorowe
Nazwa symbol Å‚ad. el. masa
Nazwa symbol Å‚ad. el. masa
Bozon W+ + 1 80.4 GeV
Bozon W+ + 1 80.4 GeV
Bozon W- - 1 80.4 GeV
Bozon W- - 1 80.4 GeV
Bozon Z 0 91.2 GeV
Bozon Z 0 91.2 GeV
Foton Å‚ 0 0
Foton Å‚ 0 0
Gluony(8) g 0 0
Gluony(8) g 0 0
(cząstki o spinie całkowitym  bozony)
(cząstki o spinie całkowitym  bozony)
Lato 2007 (dane z Tevatronu)
Lato 2007 (dane z Tevatronu)
Bozony pośredniczące
Bozony pośredniczące
Wż/Z  b. masywne - ok. 100 razy
Wż/Z  b. masywne - ok. 100 razy
masa protonu
masa protonu
Wż są wzajemnie dla siebie
Wż są wzajemnie dla siebie
antyczÄ…stkami
antyczÄ…stkami
ł i Z  są własnymi antycząstkami
ł i Z  są własnymi antycząstkami
gluona Å»#b antyczÄ…stkÄ… do gluonÅ»#
gluona Å»#b antyczÄ…stkÄ… do gluonÅ»#
a b
a b
grawiton  spin 2, Å‚ad. el. 0, masa 0
grawiton  spin 2, Å‚ad. el. 0, masa 0
(własna antycząstka)
(własna antycząstka)
Siły i oddziaływania
Siły i oddziaływania
Makroskopowo  dwie siły elektromagnetyczna i grawitacyjna
Makroskopowo  dwie siły elektromagnetyczna i grawitacyjna
mają długi zasięg (długi w porównaniu do rozmiaru nukleonu)
mają długi zasięg (długi w porównaniu do rozmiaru nukleonu)
Mikroświat  dodatkowo siły jądrowe i słabe
Mikroświat  dodatkowo siły jądrowe i słabe
- siły jądrowe które wiążą nukleony (jądrowe) o zasięgu 10-13 cm =
- siły jądrowe które wiążą nukleony (jądrowe) o zasięgu 10-13 cm =
10-15 m;
10-15 m;
gdy działają między kwarkami -> siły kolorowe (wymiana
gdy działają między kwarkami -> siły kolorowe (wymiana
gluonów), zasięg podobny
gluonów), zasięg podobny
- siły słabe  rozpad neutronu, zasięg jeszcze mniejszy;
- siły słabe  rozpad neutronu, zasięg jeszcze mniejszy;
działają między kwarkami i leptonami poprzez wymianę bozonów
działają między kwarkami i leptonami poprzez wymianę bozonów
pośredniczących W /Z
pośredniczących W /Z
Pola < > czÄ…stki (Einstein 1905)
Pola < > czÄ…stki (Einstein 1905)
Promieniowanie elektromagnetyczne - strumień fotonów,
Promieniowanie elektromagnetyczne - strumień fotonów,
A samo pole elektromagnetyczne np. statyczne? Pole el. wokół protonu -
A samo pole elektromagnetyczne np. statyczne? Pole el. wokół protonu -
czy też możemy wyobrażać sobie jako zbiór fotonów?
czy też możemy wyobrażać sobie jako zbiór fotonów?
Odpowiedz
: Też ale trochę innych,  poza powłoka masy , tzn z niezerową masą.
Odpowiedz
: Też ale trochę innych,  poza powłoka masy , tzn z niezerową masą.
Tu jest stały bal: wysyłanie i pochłanianie tych fotonów. W mechanice kwantowej
Tu jest stały bal: wysyłanie i pochłanianie tych fotonów. W mechanice kwantowej
takie procesy są możliwe w krótkich przedziałach czasowych&
takie procesy są możliwe w krótkich przedziałach czasowych&
Ale jeśli elektron może spotkać taki foton, i zmienić jego pęd i energię
Ale jeśli elektron może spotkać taki foton, i zmienić jego pęd i energię
Siły -> oddziaływania
Siły -> oddziaływania
Oddziaływania = emisja i pochłanianie bozonów
Oddziaływania = emisja i pochłanianie bozonów
(foton, W/Z, gluon..) i wymiana ich z innÄ…
(foton, W/Z, gluon..) i wymiana ich z innÄ…
czÄ…stkÄ… (-ami)
czÄ…stkÄ… (-ami)
Klasyfikacja: historycznie wg  siły
Klasyfikacja: historycznie wg  siły
(strength) inaczej natężenia:
(strength) inaczej natężenia:
grawitacyjne i el-mag  bardzo różne
grawitacyjne i el-mag  bardzo różne
grawitacja b. słaba, np dwa protony
grawitacja b. słaba, np dwa protony
10^{36} silniej oddz. el-m niż grawitacyjnie
10^{36} silniej oddz. el-m niż grawitacyjnie
ale grawitacja dużych obiektów -> efekty
ale grawitacja dużych obiektów -> efekty
Silne> elektromagnetyczne> słabe > grawitacyjne
Silne> elektromagnetyczne> słabe > grawitacyjne
ALE,
ALE,
natężenie oddz. zależy od
natężenie oddz. zależy od
energii !
energii !
Silne słabną i mogą być porównywalne z el-
Silne słabną i mogą być porównywalne z el-
m dla dużych energii
m dla dużych energii
Słabe dla energii poniżej 1 GeV
Słabe dla energii poniżej 1 GeV
tak słabe, że neutrina przechodzą przez cała
tak słabe, że neutrina przechodzą przez cała
Ziemię praktycznie bez oddziaływań ale dla
Ziemię praktycznie bez oddziaływań ale dla
energii 10 TeV
energii 10 TeV
oddz. ich porównywalne z el-m!
oddz. ich porównywalne z el-m!
Oddziaływanie cz. Higgsa & ,
Oddziaływanie cz. Higgsa & ,
W procesach mogą uczestniczyć W/Z i
W procesach mogą uczestniczyć W/Z i
fotony, więc ich charakter mieszany
fotony, więc ich charakter mieszany
Klasyfikacja:  stałe
Klasyfikacja:  stałe
sprzężeniaopisujacy elementarny akt
sprzężenia
Parametr
Parametr opisujacy elementarny akt
oddziaływania np.
oddziaływania np.
e -> e Å‚ e Å‚ -> e
e -> e Å‚ e Å‚ -> e
e -> ½e W- ½e -> e W+
e -> ½e W- ½e -> e W+
d -> u W- t -> d + W+
d -> u W- t -> d + W+
d -> d Z Z -> ½ Å»#½
d -> d Z Z -> ½ Å»#½
ur->ug + gr,anti-g
ur->ug + gr,anti-g
sprzeżenia (niskie energie):
sprzeżenia (niskie energie):
el-m (Ä…el= e2/4 Ä„ = 1/137)
el-m (Ä…el= e2/4 Ä„ = 1/137)
strong (color) g (Ä…s=g2/4 Ä„ = 1)
strong (color) g (Ä…s=g2/4 Ä„ = 1)
Mechanika kwantowa.
Mechanika kwantowa.
Mieszanie
Mieszanie
Prawa mechaniki kwantowej różnią się od praw
Prawa mechaniki kwantowej różnią się od praw
Newtona opisujÄ…cych mechanikÄ™ klasycznÄ….
Newtona opisujÄ…cych mechanikÄ™ klasycznÄ….
Chociaż są graniczne przypadki (b. masywne
Chociaż są graniczne przypadki (b. masywne
czÄ…stki) gdy opis klasyczny.
czÄ…stki) gdy opis klasyczny.
Mechanika kw.  tu nie wyznaczamy trajektorii
Mechanika kw.  tu nie wyznaczamy trajektorii
ruchu, ale prawdopodobieństwa procesów.
ruchu, ale prawdopodobieństwa procesów.
Więc trajektoria  realizowana z pewnym
Więc trajektoria  realizowana z pewnym
prawdopodobieństwem.
prawdopodobieństwem.
I nie śledzimy przecież ruchu poszczególnych
I nie śledzimy przecież ruchu poszczególnych
czÄ…stek
czÄ…stek
Dwie szczeliny
Dwie szczeliny
Światło 
Światło 
fala (Huygens) czy czÄ…stka (Newton)?
fala (Huygens) czy czÄ…stka (Newton)?
I to i to& , ale lepiej uznać, że pytamy
I to i to& , ale lepiej uznać, że pytamy
nie tyle o istotę światła ale o to jaki
nie tyle o istotę światła ale o to jaki
aparat (pojęcia) możemy zastosować
aparat (pojęcia) możemy zastosować
do opisu.
do opisu.
Fale interfererujÄ… ze sobÄ…
Fale interfererujÄ… ze sobÄ…
Foton  cząstka światła, ale prawa ruchu
Foton  cząstka światła, ale prawa ruchu
jak dla fali& (jak dz
więk)
jak dla fali& (jak dz
więk)