Классификация элементарных частиц

Элементарными частицаминазывают фундаментальные, т.е. неделимые, количества вещества или энергии. В соответствии с этим определением проводят наиболее общую классификацию элементарных частиц, которая выделяет элементарные частицы, представляющие собойструктурные единицы вещества, и элементарные частицы, передающиефундаментальные взаимодействияи являющиеся квантами соответствующих полей.

Элементарные частицы вещества являются фермионами(т.е. имеют полуцелый спин) и бывают двух типов:кварки– основной строительный материал таких частиц, как протоны, нейтроны и –лептоны, к числу которых относятся электроны, мюоны и нейтрино.

Элементарные частицы, передающие взаимодействие, являются бозонами(обладают целым спином) и бывают четырех типов:гравитоны, передающие гравитационное взаимодействие,фотоны, передающие электромагнитное взаимодействие,слабые бозоны– для слабого взаимодействия иглюоны– для сильного ядерного взаимодействия.

Согласно современным представлениям, кварки являются теми самыми "кирпичиками", из которых построена материя.

Сейчас их считают “самыми элементарными” в том смысле, что из них могут быть “построены” все сильно взаимодействующие частицы. С позиции теории кварков уровень элементарных частиц – это область объектов, состоящих из кварков и антикварков. При этом хотя последние и считаются на данном уровне познания простейшими, самыми элементарными из известных частиц, сами они обладают сложными свойствами – зарядом, “очарованием”, “цветом” и другими необычными свойствами. Как в химии не обойтись без понятий “атом” и “молекула”, так и физика элементарных частиц не может обойтись без понятия “кварк”.

Считают, что при Большом Взрыве возникли не атомы и атомные частицы, а именно первичный строительный материал – кварки, из которого потом сформировались другие частицы. Большая заслуга в открытии кварков принадлежит американскому ученому Гелл Манну, который впервые предположил, что протоны, нейтроны, мезоны построены из кварков. Теория кварков наилучшим образом объясняет поведение атомов. Известно несколько разновидностей кварков, называемых "ароматами": u-кварк,d-кварк, странный кварк, очарованный кварк,b-кварк,t-кварк. Кварк каждого "аромата" может быть еще трех "цветов" – красного, зеленого, синего. Протон и нейтрон состоят из трех кварков различных цветов. В протоне содержатся дваu-кварка и одинd-кварк, в нейтроне – дваd-кварка и одинu-кварк.

Таким образом, согласно современным воззрениям, ни атомы, ни находящиеся внутри атомов протоны с нейтронами не являются неделимыми.

Обратимся еще раз к атомистической концепции, но уже с позиций наших знаний об элементарных частицах. Атомистическая концепция опирается на представление о дискретном строении материи, согласно которому объяснение свойств физического тела можно, в конечном счете, свести к свойствам составляющих его мельчайших частиц, которые на определенном этапе познания считаются неделимыми. Исторически такими частицами сначала признавались атомы, затем элементарные частицы и кварки. Трудности, которые возникают при таком подходе с общей мировоззренческой точки зрения связаны, во-первых, с абсолютизацией аспекта дискретности, неограниченной делимости материи, во-вторых, с полной редукцией сложного к простому, при которой не учитываются качественные различия между ними.

Поэтому с философской точки зрения особенно интересными представляются новые подходы к изучению строения материи, которые основываются не на поиске последних, неделимых ее части, а скорее на выявлении их внутренних связей для объяснения целостных свойств других материальных образований. По-видимому, на объединении концепции дискретности и атомизма, с одной стороны, и непрерывности, целостности и системного подхода, с другой стороны, следует ждать дальнейшего прогресса в познании фундаментальных физических свойств материи. Во всяком случае редукционистская тенденция, связанная с попытками сведения свойств и закономерностей разнообразных сложных объектов и явлений к простым свойствам составляющих их элементов, в настоящее время наталкивается на серьезные трудности, преодоление которых возможно путем поиска альтернативных путей исследования.