HẠT SƠ CẤP (HẠT CƠ BẢN)LÀ HẠT CĨ KÍCH THƯỚC VÀ KHỐI LƯỢNG NHỎ HƠN HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
1. Hạt sơ cấp (hạt cơ bản)
Là hạt cĩ kích thước và khối lượng nhỏ hơn hạt nhân nguyên tử.
-
Các đặc trưng của hạt sơ cấp:
+ Khối lượng nghỉ m
0
(hay năng lượng nghỉ
E
0
=
m c
0
2
).
+ Điện tích
Q
,
Q
= ±
e
(e là điện tích nguyên tố).
+ Spin: mỗi hạt sơ cấp cĩ mơmen động lượng riêng và mơmen từ riêng, đặc trưng cho chuyển
động nội tại và bản chất của hạt. Mơmen này được đặc trưng bằng số lượng tử spin, ký hiệu S.
+ Thời gian sống trung bình T: Cĩ 4 hạt khơng phân rã gọi là các hạt bền (prơtơn, êlectron, phơtơn,
nơtrinơ), cịn tất cả các hạt khác khơng bền và phân rã thành các hạt khác: riêng nơtron thời gian sống dài
khoảng 932 s, cịn lại thời gian sống cỡ
10
−
24
đến
10
−
6
s
.
-
Phân loại hạt sơ cấp: Người ta thường sắp xếp các hạt sơ cấp đã biết thành các loại theo khối lượng
tăng dần: phơtơn, leptơn, mêzơn, và bariơn. Mêzơn và bariơn cĩ tên chung là hađrơn.
-
Cĩ 4 loại tương tác cơ bản: đối với các hạt sơ cấp cĩ 4 loại tương tác cơ bản là tương tác hấp dẫn,
tương tác điện từ, tương tác yếu ( là tương tác giữa các hạt trong phân rã
β
; ví dụ: n
→ + +
p e
−
ν
),
tương tác mạnh (là tương tác giữa các hađrơn, như tương tác giữa các nuclơn trong hạt nhan tạo
nên lực hạt nhân).
-
Phần lớn các hạt sơ cấp đều tạo thành cặp gồm hạt và phản hạt. Phản hạt cĩ cùng khối lượng nghỉ và
spin như hạt nhưng đặc trưng khác, cĩ trị số bằng về độ lớn và trái dấu. Trong qiá trình tương tác của
hạt sơ cấp, cĩ thể xảy ra hiện tượng hủy một cặp “ hạt + phản hạt” cĩ khối lượng nghỉ khác 0 thành
các phơtơn, hoặc cùng một lúc sinh ra một cặp “ hạt + phản hạt” từ những phơtơn
(
e
−
+ → +
e
+
γ γ γ γ
;
+ → +
e
−
e
+
).
-
Tất cả các hađrơn đều cấu tạo từ các hạt nhỏ hơn, gọi là các quac. Cĩ 6 loại quac (ký hiệu: u, d, s, c,
e
e
± ±
. Các hạt quac được quan sát thấy trong thí nghiệm,
3
;
3
b, t) và các phản quac , mang điệ tích
2
nhưng đều ở trang thái liên kết, chưa quan sát được hạt quac tự do.