bai 40. các hạt cơ bản

CH NG VIII.ƯƠ
TỪ VI MÔ ĐẾN VĨ MÔ
CÁC HẠT SƠ CẤP
TIẾT 67
Ở thế kỷ XIX nhiều nhà khoa học đã chứng tỏ rằng nhiều
chất quen thuộc như oxy và carbon đều có một thành
phần nhỏ nhất có thể nhận dạng được và họ gọi chúng là
các nguyên tử. Vào những năm 1930, những công trình
tập thể của Joseph John Thomson, Ernest Rutherford,
Niels Bohr và James Chadwick đã cho ra đời một mô
hình nguyên tử giống như hệ mặt trời (vì thế mô hình này
còn được gọi là "mẫu hành tinh") mà phần lớn chúng ta
đều đã rất quen thuộc. Trong mô hình này, nguyên tử
không phải là thành phần sơ cấp nhất của vật chất mà là
được tạo thành từ một hạt nhân chứa proton và neutron
với đám mây electron bao quanh
Khái niệm hạt sơ cấp
Tính chất của các hạt sơ cấp
Tương tác của các hạt sơ cấp
NỘI DUNG BÀI HỌC
1. Hạt sơ cấp là gì ?
1. Hạt sơ cấp là gì ?
Cho đến nay người ta đã phát hiện được các hạt có kích thước
và khối lượng rất nhỏ, như: phôtôn ( ), electron (e-), pôzitrôn
(e+), prôtôn (p), nơtron (n), nơtrinô( )…các hạt đó là các hạt sơ
cấp.
2. Sự xuất hiện các hạt sơ cấp mới
2. Sự xuất hiện các hạt sơ cấp mới
Để có các hạt sơ cấp mới, người ta làm tăng vận tốc của
một số hạt và cho chúng bắn vào các hạt khác nhau. Công

cụ chủ yếu là các máy gia tốc.

C1. Phân tử, nguyên tử, có phải là hạt sơ cấp không?
Trả lời: Phân tử, nguyên tử, không phải là hạt sơ cấp
υ
γ
I.Khái niệm hạt sơ cấp
www.themegallery.com
www.themegallery.com
3. Phân loại
3. Phân loại
Dựa vào độ lớn của khối lượng và đặc tính tương tác các
hạt sơ cấp được phân thành các loại sau:
a. Phôtôn.
b. Các leptôn (các hạt nhẹ) có khối lượng từ 0 đến 200 :
nơtrinô, electron, pôzitron, mêzôn µ. Riêng các hạt
nơtrinô có khối lượng xấp xỉ bằng không, tốc độ chuyển
động bằng tốc độ ánh sáng.
c. Các hađrôn: có khối lượng trên 200 và được phân
thành ba nhóm con:
-Mêzôn , K: có khối lượng trên 200 , nhưng nhỏ hơn
khối lượng nuclôn;
-Nuclôn p, n.
-Hipêron có khối lượng lốn hơn khối lượng nuclôn.
Nhóm các nuclôn và hipêron còn được gọi là barion
1. Thời gian sống (trung bình)
1. Thời gian sống (trung bình)
Một số ít hạt sơ cấp là bền (thời gian sống ~ ∞) còn đa
số là không bền: chúng tự phân hủy và biến thành hạt sơ
cấp khác.Ví dụ:

2. Phản hạt
2. Phản hạt
Mỗi hạt sơ cấp có một phản hạt tương ứng. Phản hạt
của một hạt sơ cấp có cùng khối lượng nhưng điện tích
trái dấu và cùng giá trị tuyệt đối.
I.Tính chất của các hạt sơ cấp
1. Thời gian sống (trung bình)
1. Thời gian sống (trung bình)
Một số ít hạt sơ cấp là bền (thời gian sống ~ ∞) còn đa
số là không bền: chúng tự phân hủy và biến thành hạt sơ
cấp khác.Ví dụ:
2. Phản hạt
2. Phản hạt
Mỗi hạt sơ cấp có một phản hạt tương ứng. Phản hạt
của một hạt sơ cấp có cùng khối lượng nhưng điện tích
trái dấu và cùng giá trị tuyệt đối.
Trường hợp hạt sơ cấp không mang điện như nơtron thì thực
nghiệm chứng tỏ nơtron vẫn có momen từ khác không; khi
đó phản hạt của nơtron là hạt sơ cấp có cùng khối lượng như
nơtron nhưng có momen từ ngược hướng và cùng độ lớn.
Hạt
Phản hạt
π
−
~
p
~
n
e
−

e
+
π
+
0
π
γ
e
−
e
+
0
π
γ
p
n
Các hạt sơ cấp luôn biến đổi và tương tác với nhau. Các quá
trình đó xảy ra muôn hình muôn vẻ; Có bốn loại tương tác
cơ bản sau đây:
1.Tương tác điện từ
1.Tương tác điện từ
Tương tác điện từ là tương tác giữa phôtôn và các hạt mang
điện với nhau. Tương tác này là bản chất của các lực Cu-
lông, lực điện từ, Lực Lo-ren,…
III. Tương tác của các hạt sơ cấp
2. Tương tác mạnh
2. Tương tác mạnh
Tương tác mạnh là tương tác giữa các hađrôn; không kể các
quá trình phân rã của chúng. Một trường hợp riêng của
tương tác mạnh là lực hạt nhân.

3. Tương tác yếu. Các Leptôn.
3. Tương tác yếu. Các Leptôn.
Đó là tương tác giữa các leptôn. VD. Các quá trình phân rã
4. Tương tác hấp dẫn
4. Tương tác hấp dẫn
Là tương tác giữa các hạt (các vật) có khối lượng khác
không. Ví dụ: trong lực, lực hút giữa Trái Đất và Mặt
Trăng, giữa Mặt Trời và các hành tinh,…
e
p n e v
+
→ + +
~
p n e
e
v
−
→ + +
•
Trong điều kiện bình thường, cường độ của các loại tương tác kể
trên được so sánh với nhau theo tỉ lệ tương đối là:
•
Tuy nhiên lí thuyết và thực nghiệm đã chứng minh được rằng, trong
điều kiện các năng lượng cực cao, thì cường độ của các tương tác sẽ
cùng cỡ đối với nhau.
Tương tác Mạnh Điện từ Yếu Hấp dẫn
Độ mạnh 1 1/137 10mũ-14 10mũ-39
Tìm hiểu thêm về
Sự thống nhất của các tương tác
•

Vào đầu những năm 70 của thế kỉ trước, một lí thuyết của Van-bớc-
Xa-lam (Weiberg - Salam) về sự thống nhất hai tương tác điện từ và
tương tác yếu đã được xây dựng thành công (lí thuyết tương tác điện
từ yếu). Hiện nay đang tiến hành xây dựng lí thuyết thống nhất ba
tương tác mạnh, điện từ, yếu (lí thuyết về sự thống nhất lớn). Và
tương lai sẽ xây dựng lí thuyết thống nhất bốn tương tác trong vũ trụ
(thống nhất vĩ đại hay siêu thống nhất).
Thống nhất các tương tác và sự khởi đầu của vũ trụ
a. Vũ trụ của chúng ta được sinh từ một “vụ nổ lớn”
b. Ở những thời điểm đầu tiên 10-43s, vũ trụ có kích thước 10-
32m, nhiệt độ cực cao 1032K, ứng với năng lượng 1019GeV;
lúc này có bốn loại tương tác thống nhất với nhau
c. Tiếp đó, năng lượng giảm dần đến 1015GeV, tương tác hấp
dẫn tách ra thành một tương tác riêng; chỉ còn ba tương tác:
mạnh, điện từ, yếu, thống nhất với nhau
d. Tiếp sau đó, năng lượng vào cỡ 100GeV: tương tác mạnh tách
ra chỉ còn hai tương tác điện từ và yếu thống nhất với nhau
Cuối cùng khi năng lượng giảm dần đến 0,1GeV thì các tương tác
điện từ và yếu củng tách ra. Và sau đó 14 tỉ năm hình thành vũ
trụ ngày nay
Quarklàgì?
Từ những năm 1970, nhờ có các máy gia tốc cực
mạnh, người ta đã tìm ra hàng trăm hạt hađrôn. Sự
tồn tại của một số hạt khá lớn các hađrôn đã dẫn các
nhà vật lí đến kết luận: các hađrôn chưa phải là những
“viên gạch” cuối cùng tạo nên các chất. Nói cách
khác, các hađrôn được cấu tạo bởi các vi hạt có kích
thước nhỏ hơn. Các vi hạt này được gọi là các hạt
quac.

Edit your company slogan
BÀI TẬP VỀ NHÀ
CÁC BÀI TẬP + CÂU HỎI SGK tr 208
CHÚC CÁC EM HỌC TỐT