Частицы и поля как фундаментальные абстракции современной физики

Элем. частицы - субстанции, из которых образуется материя. Развитие физики => изменяются (сначала атомы, потом ядра, нуклоны, кварки); может, и нет вовсе никаких элементарных частиц. Это мельчайшие наблюдаемые частицы. Являются элементарными возбуждениями (квантами) физических полей (могут испускаться и поглощаться).

4 типа взаимодействий:

1-гравит. (гравитон; 10^-39), 2-ЭМ (электроны с ядрами, атомы в молекулах; фотон; 1/137), 3-слаб. (бета-распад; вектор. бозоны, 10^-5), 4-сильн. (нуклоны в ядрах; глюон, 1).

1,2-дальнодействующие, 3,4-близкодействующие

Элементарные частицы: адроны (барионы и мезоны) - участвуют в 1-4; лептоны (электрон, мюон, тау-лептон + античастицы) - в 1-3; калибровочные бозоны (глюоны, вектор. бозоны, фотон)

- всего ~ 350.

Классификая адронов: по времени жизни (стабильные, квазистабильные, резонансы), по квантовым числам, обусловленные симметрией (изоспин, странность strange, очарование charm, прелесть beauty).

=> кварки:

покол. 1 2 3

верх. u c t

ниж. d s и

Мезон=кварк+антикварк, барион=3 кварка (p=uud, n=ddu). Кварки 3-хцветны, спин 1/2, в свободном состоянии не существуют, связаны глюонами в адронах.

Возбуждение кварковых систем (вращательное, радиальное) => резонансы (неустойчивые частицы, распадающиеся под действием сильного взаимодействия).

Законы сохранения квантовых чисел => симметрия => принцип локальной калибровки инвариантности (инвариантность лагранжиана взаимодействия относительноно преобразованийй симметрии) => станд. м. (сильн. + электрослаб. взаимодействия). Элементарные частицы - кварки, лептоны, кал. барионы.

Пространство и время в классической физике и в специальной и общей теории относительности.

2 концепции:

1) субстанциональная

Вместилища материи (греки).

2) реляционная

Не существует без материи (Лейбниц).

Пространство - взаимное расположение объектов, времени - последовательность событий.

Необратимость времени - т.к. причинность.

Классическая физика:

Абсолютность пространства (эфир, там скорость света = с) и времени (одинаково во всех СО). Преобразования Галилея.

СТО:

Скорость света и законы физики одинаковы во всех ИСО. => преобразования Лоренца. Единое 4-D пространство-время Относительность расстояния и промежутков времени (сокращение отрезков и замедление часов), зато интервал = const.

Но остается выделенный класс СО - ИСО.

ОТО:

Равенство гравитационной и инертной масс => принцип эквивалентности (лифт Эйнштейна) - невозможность отличить ИСО от НИСО => неэвклидова геометрия пространства-времени, определяемая гравитационными полями.