Элементарные частицы и их свойства

     Это и есть принцип неопределённости Гейзенберга. Он  сыграл исключительно  важную роль при построении математического  аппарата для описания волн частиц в атомах. Его строгое толкование в опытах с электронами такого: подобно световым волнам электроны  сопротивляются любым попыткам выполнить  измерения с предельной точностью. Этот принцип меняет и картину  атома Бора.  Можно определить  точно импульс электрона (а следовательно, и его  уровень энергии) на какой-нибудь его орбите, но при этом его местонахождение  будет абсолютно неизвестно: ничего нельзя сказать о том, где он находится.  Отсюда ясно, что рисовать себе чёткую орбиту электрона и помечать его  на ней в виде кружка  лишено какого-либо смысла.)

     Следовательно, при проведении серии одинаковых опытов, по тому же определению координаты, в одинаковых системах  получаются каждый раз разные результаты.  Однако некоторые значения будут более  вероятными, чем другие, т. е.  будут  появляться чаще. Относительная частота  появления тех или иных значений координаты пропорционально квадрату модуля  волновой функции в соответствующих  точках пространства. Поэтому чаще всего будут получаться те значения координаты, которые лежат вблизи максимума волновой функции. Но некоторый  разброс в значениях  координаты, некоторая их неопределённость (порядка  полуширины максимума) неизбежны. То же относится и к измерению импульса.

     Таким образом, понятия координаты и импульса в классическом смысле не могут быть применены к микроскопическим объектам. Пользуясь этими величинами при  описании микроскопической системы, необходимо внести в их интерпретацию квантовые  поправки. Такой поправкой и является принцип неопределённости.

     Несколько иной смысл имеет принцип неопределённости  для энергии ε  и времени t:

                                                             ∆ε ∆t  ≥ ħ

     Если  система находится в стационарном состоянии, то из принципа неопределённости следует, что энергию системы  даже в этом состоянии можно измерить только с точностью, не превышающей  ħ/∆t, где ∆t – длительность процесса измерения. Причина этого – во взаимодействии системы с измерительным  прибором, и принцип неопределённости применительно к данному случаю означает, что энергию взаимодействия между измерительным прибором и  исследуемой системой можно учесть лишь с точностью до ħ/∆t. 

                                                    
                                               Заключение

     Некоторые общие проблемы теории элементарных частиц. Новейшее развитие физики Э. ч. явно выделяет из всех Э. ч. группу частиц, которые существенным образом определяют специфику процессов микромира. Эти частицы - возможные кандидаты  на роль истинно Э. ч. К их числу  принадлежат: частицы со спином 1/2 - лептоны и кварки, а также частицы  со спином 1 - глюоны, фотон, массивные  промежуточные бозоны, осуществляющие разные виды взаимодействий частиц со спином 1/2. В эту группу скорее всего  следует также включить частицу  со спином 2 - гравитон; квант гравитационного  поля, связывающий все Э. ч. В этой схеме многие вопросы, однако, требуют  дальнейшего исследования. Неизвестно, каково полное число лептонов, кварков  и различных векторных (с J = 1) частиц и существуют ли физические принципы, определяющие это число. Неясны причины  деления частиц со спином 1/2 на 2 различные  группы: лептоны и кварки. Неясно происхождение внутренних квантовых  чисел лептонов и кварков (L, В, 1, Y, Ch) и такой характеристики кварков  и глюонов, как "цвет". С какими степенями свободы связаны внутренние квантовые числа? С обычным четырёхмерным  пространством-временем связаны только такие характеристики Э. ч., как J и  Р. Какой механизм определяет массы  истинно Э. ч.? Чем обусловлено  наличие у Э. ч. различных классов  взаимодействий с различными свойствами симметрии? Эти и другие вопросы  предстоит решить будущей теории Э. ч.

     Описание  взаимодействий Э. ч., как отмечалось, связано с калибровочными теориями поля. Эти теории имеют развитый математический аппарат, который позволяет  производить расчёты процессов  с Э. ч. (по крайней мере принципиально) на том же уровне строгости, как и  в квантовой электродинамике. Но в настоящем своём виде калибровочные  теории поля обладают одним серьёзным  недостатком, общим с квантовой  электродинамикой, - в них в процессе вычислений появляются бессмысленные  бесконечно большие выражения. С  помощью специального приёма переопределения  наблюдаемых величин (массы и  заряда) - перенормировки - удаётся устранить  бесконечности из окончательных  результатов вычислений. В наиболее хорошо изученной электродинамике  это пока не сказывается на согласии предсказаний теории с экспериментом. Однако процедура перенормировки- чисто  формальный обход трудности, существующей в аппарате теории, которая на каком-то уровне точности должна сказаться на степени согласия расчётов с измерениями.

Список литературы 

1. Марков  М.А. О природе материи. М., 2001
2. Газиорович С. Физика элементарных частиц, пер. с английского, М. 1999
3. Коккедэ Я., Теория кварков, пер. с англ., М., 1990
4. И., Иоффе Б. Л., Окунь Л. Б., Новые элементарные частицы, "Успехи физических наук", 1987, т. 117, в. 2, с. 227
5. Боголюбов Н. Н., Ширков Д. В., Введение в теорию квантованных полей, 3 изд., М., 1991;
6. Новости фундаментальной физики, пер. с англ., М., 1987, с 120-240.