kaovad ära. Mass muutub energiaks. 7.Vaheosake e.virtuaalne osake? Vaheosake vahendab vastas- mõju(kõiki 4 liiki). Footonid-elektromagnetiline mõju, Gluomid- tugev vastasikmõju 8.Kiirgusvöönd? (joonis) Seal liiguvad prootonid ja elektronid. Laetud osakesed lähevad poolustele,laenguta osakesed lähevad otse magnetväljast läbi.Kosmilistest kiirtest tekivad ümber Maa kiirgusvööd. 9.Osakeste kiirendi?Kiirendatakse laetud stabiilseid osakesi- elektrone ja prootoneid,vahel ka nende antiosakesi-positrone ja antiprootoneid.Kiirendatakse elektri magnetvälja abil. 10.Osakeste detektor? Seal uuritakse osakese liikumisjälge. Tekitatakse magnetväli sp, et laetud osakeste trajektoor temas kõverduks.See annab osakese massi,laengu ja impulsi kohta väärtuslikku infot. (*11.Kuidas avastatakse/uuritakse neutr.osakesi? Neutraalsed osakesed detektoris jälgi ei jäta.Neid saab avastada arvutades reaktsiooni kinemaatikat,st mõõtes laetud osakeste parameetreid
Elementaarosakeste füüsika 1. Kiirendid. Osakesi kiirendavad elemendid nioobiumist raadiolaine resonaatorid. Kiirendatakse laetud osakesi elektrone ja prootoneid, vahel ka nende antiosakesi positrone ja antiprootoneid. Elektrilaengut saab ainult elektriväljaga kiirendada. Kiirendamine toimub kõrgvaakumis, et vältida põrkeid õhu osakestega. Laetud osakesi kiirendatakse elektriväljaga. Kiirendamisel korvatakse massi puudujääk kineetilise energiaga. Kiirendites koondatakse, kallutatakse ja kiirendatakse osakesi. Sirgeid kiirendeid nim lineaarkiirenditeks, ringikujulisi aga tsüklilisteks kiirenditeks. 2. Kvargid ja kvarkide(antikvarkide) laengud
Antiosakesed ja vaheosakesed Igal elementaarosakesel on temale vastav antiosake. Igale fundamentaalosakesele vastab samasuguste omaduste, ent vastandmärgilise laenguga antiosake. Kui osake kohtub oma antiosakesega, siis nad annihileeruvad e. kaovad ära, mass muutub puhtaks energiaks footoniks.Antiosakestel on kõik suurused arvuliselt võrdsed, kuid vastasmärgilised (mass on mõlemal positiivne). Antiosakesi tähistatakse tavaliselt lainelise joonega ~ osakese tähise kohal: ñ tähistab antineutroni. Kvarkide arv miinus antikvarkide arv on jääv. Kui osakese moodustavad kaks kvarki, tekib värviline meson (ebastabiilne, laguneb mõne aja pärast). Vaheosakesed on footon e valgusosake e valguskvant (puudub seisumass, ainest footoni välja kiirgamisel hakkab ta kohe liikuma valguskiirusega ühtlaselt sirgjooneliselt, suurte
tugevat vastastikmõju). Virtuaalne osake suudab jäävaid füüsikalisi suurusi kahe ruumipunkti vahel nii üle kanda, et ta ise pole jäävuse seadusega seotud. Kosmilised kiired koosnevad 86% prootonitest, 13% heeliumist ja 1% rasketest radioaktiivsetest elementidest, neist tekivad ümber Maa kiirgusvööd. Kiirendatakse laetud osakesi (elektrone ja prootoneid), vahel ka nende antiosakesi. Kiirendamine toimub kõrgvaakumis, et vältida põrkeid õhu osakestega. Kiirendi põhiosaks on pikk õhutühi toru. Kiirendamine toimub tugevas elektriväljas, raadiolaine liigub osakestega sama kiirusega. Osakesi hoiavad koos tugeva magnetväljaga magnetläätsed. Kollaideritena ehitatud kiirendites põrkuvad kaks kiirendatud osakeste kimpu, reaktsioonis vabanev energia on u tuhat korda suurem kui kiirendatud osakeste põrkamisel vastu paigalseisvat märklauda
4. Hawkingi musta augu teooria Mustad augud on ruumipiirkonnad, mille tihedus läheneb lõpmatusele, mis tähendab, et nende gravitatsioon on nii tugev, et isegi valgus ei pääse neist välja. Hawking uuris koos füüsikateoreetiku Roger Penrose’iga, mis juhtub ainega musta auku sisenemisel: lõpmatusele läheneva tihedusega aine on kokku surutud väga väiksesse ruumalasse, mida nimetatakse singulaarsuseks. Kvantteooria kohaselt ei ole vaakum tühi, vaid on täis osakesi ja antiosakesi, mis tekivad ja kaovad. Kui see juhtub musta augu serval (sündmuste horisondil), siis üks osakeste paarist imetakse auku sisse, teine aga pääseb välja. Seda väljapääsenud osakeste voogu (nn auramist) nimetatakse Hawkingi kiirguseks. Nendel osakestel, mis jäävad augu sisse, on negatiivne mass ja nende kuhjumise tulemusel muutub must auk aina väiksemaks, tekitades lõpuks selle hääbumise.
laenguga. Osakest hakati nimetama positroniks (e+). Seejärel tõestati prootoni ehk antielektroni olemasolu ka eksperimentaalselt. Tänapäevaks on aga teada, et igale elementaarosakesele vastab antiosake. Antiosakestel on kõik suurused arvuliselt võrdsed, kuid vastasmärgilised ( mass on mõlemal positiivne). Kui osake kohtub oma antiosakesega, siis mõlemad hävinevad ja vabaneb energia footoni (valguskvandi) näeol. Nimetatud nähtust nimetatakse annihilatsiooniks. Antiosakesi tähistatakse tavaliselt lainelise joonega (~). Elementaarosakestel on mitmesugused iseloomustavad suurused. Olulisemad neid on seisumass, elektrilaeng, spinn ja keskmine eluiga. Elemetaarosakesi on palju ja parema ülevaate saamiseks tuleb neid liigitada. 4 Mateeriaosakesed Põhiosa fundamentaalosakestest on niinimetatud mateeriaosakesed. Neid võib nimetada aine
Mass) on vastupidised vaadeldava osakese omadusega. Näiteks elektron vs antielektron. Seega igale kvargile vastab antikvark, igale värvile antivärv ja igale leptonile/mesonile/barüonile vastav antiosake. Antiosakestest moodustunud antiaatomeid ja antimolekule nimetatakse antiaineks. Teoreetiliselt peaks antiainel olema samad keemilised ja füüsikalised omadused kui vataval ainel, kuid seda ei ole veel piisavalt uuritud, sest teaduseksperimentides on saadud ainult üksikuid antiosakesi. Kui osake ja antiosake omavahel kohtuvad, siis nad annihileeruvad st nendes sisalduv mass muutub energiaks. ELEMENTAAROSAKESTE UURIMINE Kosmiline kiirgus on ammentamatuks allikaks elementaarosakeste uurimise seisukohalt. Kosmiline kiirgus tekib tähtedel toimuvate termotuuma reaktsioonide käigus ning sisaldab endas väga suure energiaga osakesi. Kui suure energiaga osakesed põrkuvad teiste osakstega, võib selle vastasmõju käigus tekkisa uusi
valguse ehk värvilaengu omaduse puudumise. Kuna teistel elementaar osakestel peale kvarkide sellist omadust pole täheldatud peavad kvargid ühinema nii et selline omadus kaoks. 9. Mis tagab selle, et elementaarosakesed on "valged"? Nii katsed kui ka vastav teooria kinnitavad, et kvarkidest saab moodustada elementaarosake ainult nii, et koos on kõik kolm eri värvi. Kolme erinevavärvi liitmisel tekib valge värvus. (S+P+R=V) 10. Iseloomusta antiosakesi ja nende põhiomadust. Antiosakesed on vastaslaenguga ja vastandvärviga kui osakesed. Antiosakesed on pmt. Samad, mis on osakesed. Elementaarosakesed väliselt ei pea laengut omama. 11. Selgita ka näite kaudu, miks mesonid pole püsivad? Kuna mesonid sisaldavad antikvarke, siis nad ei saa meie maailmas kaua eksisteerida. 12. Millena võib vaadelda footoneid? Footoneid võib vaadelda kui elektomagnetilise vastastikmõju vahendajaid. Vastastikmõju
et kaks fermioni oleks omavahel vastasmõjus, peab üks fermion kiirgama vaheosakese ja teine fermion selle neelama, 9) kosmilistest kiirgustes, mis maani jõuavad, on kõige rohkem prootoneid, siis heeliumi tuumi ning 1% raskete elementide tuumasid, 10) kiirendid on tänapäeval ehitatud kollaideritena, kus põrkuvad vastamisi kaks kiirendatud osakeste kimpu. kiirendatakse laetud stabiilseid osakesi - elektrone, prootoneid, vahel ka nende antiosakesi. kiirendamine toimub kõrgvaakumis, et vältida põrkeid õhu osakestega, 11) kiirendi on vaja tugevat elektrivälja ja magnetläätsi, sirged e lineaarkiirendi ja ringikujulised e tsüklilised kiirendid (põhiosad: vaakumtoru, kallutav magnet, kiirendav resonaator, magnetlääts), 12) tsüklilinekiirendi on ringikujuline ja lineaarkiirendi sirge, 13) detekteerimine osakeste vaatlemiseks kasutatakse fotoplaati, udukambrit ehk Wilsoni kambrit, mullikambrit,
atmosfääri ülakihtides. Aeglased osakesed haaratakse Maa magnetvälja poolt, mille tagajärjel nad jäävad spiraalsetele orbiitidele ümber magnetvälja jõujoonte. Nad kontsentreeruvad Maa lähedale nn. Kiirgusvöönditesse, ohustades mingil määral kosmoselendureid ja nende aparatuuri. Need lõksupüütud osakesed on enamuses prootonid ja elektronid. Kiirendid Kiirendatakse laetud osakesi elektrone ja prootoneid, vahel ka nende antiosakesi positrone ja antiprootoneid. Saab ju ainult elektrilaengut elektriväljaga kiirendada. Kiirendamine toimub kõrgvaakumis, et vältida põrkeid õhu osakestega. Seepärast on kiirendi põhisosaks pikk õhutühi toru, umbes 10 cm-se läbimõõduga. Tavaliselt juhitakse osakesed läbi mitme kiirendi, sest raske on ehitada ühtset seadet laia energiapiirkonna jaoks. Osakeste detektorid Kiirete osakeste põrkel tekib reaktsioon, millest väljub hulgaliselt mitmesuguseid osakesi.
Elementaarosakeste de Broglie´ lainepikkus on samas suurusjärgus kui nende läbimõõt; elementaarosakestega toimuvates protsessides avalduvad selgesti kvantomadused. Kõigile elementaarosakestele vastavad antiosakesed. Osakese ja selle antiosakese massid on võrdsed, mõned karakteristikud, nt elektrilaeng, on vastandmärgilised. Osake ja antiosake annihileeruvad kohtumisel esialgsed osakesed kaovad ning asemele tekib paar uusi osakesi ja antiosakesi. Elementaarosakeste põhilisteks karakteristikuteks on: a) seisumass; b) laengutüüpi kvantarvud, mis võimaldavad klassifitseerida ja määravad, millised muundumised on lubatud; c) eluiga; d) muundumisprotsesside tõenäosused. Elementaarosakeste laineomadused ja valguse kiiruse lähedaste liikumiskiiruste tõttu peab rakendama nii erirelatiivsusteooria kui kvantmehaanika mõistestikku ja seaduspärasusi. Osakese ja
Sel juhul on reaktsioonist vabanev energia umbes tuhat korda suurem kui kiirendatud osakeste põrkamisel vastu paigalseisvat märklauda. Osakeste katsetamiseks tuleb käepäraseid kergemaid osakesi paarikaupa kokku viia ja lisada neile nii palju kineetilist energiat, et saaksime vajaliku lisamassi vastavalt energia ja massi ekviavalentsuse valemile E=mc2. Kiirendatakse laetud osakesi- elektrone ja prootoneid, vahel ka nende antiosakesi positrone ja antiprootoneid. Saab ju ainult elektrilaengut elektriväljaga kiirendada. Kiirendamine toimub kõrgvaakumis, et vältida põrkeid õhu osakestega. Seepärast on kiirendi põhiosaks pikk õhutühi toru, umbes 10 sentimeetrise läbimõõduga. Tavaliselt juhitakse osakesed läbi mitme kiirendi, sest raske on ehitada ühtset seadet laia energiapiirkonna jaoks. Osakesed tekitatakse gaaslahenduse abli. Kiirendamine toimub tugevas elektriväljas.
nõrgem kui elektromagnetilised jõud, kuid palju tugevamad kui gravitatsioonijõud. 32. Mis on leptonid ja kvargid? Leptonid on nõrga vastastikmõju osakesed. Kvargid on nõrga ja tugeva vastastikmõju osakesed. 33. Millest koosnevad prooton ja neutron? Prootonid ja neutronid koosnevad kolmest kvargist. 34. Mis on värvilaeng? Värvilaeng on tugeva vastastikmõju laeng, mis jaotub põhiliselt kolmeks: punane, sinine ja roheline. 35. Kirjelda antiosakesi. Mis on mesonid? Antiosakesed on elementaarosakeste vastasosakesed, mille elektrilaeng ja teised kvantarvud on vastupidise märgiga. Antiosakese seisumass on osakese massiga võrdne. Antiosakeste omadused ja käitumine on analoogilised vastava osakesega. Mesonid on kõik eriti kiiresti lagunevad kvargid, mis on seotud omaenda antikvargiga. 36. Millised osakesed põhjustavad tugevat, millised nõrka vastastikmõju?
antiainest. Mida see tähendab? See tähendab, et kiirgusenergia tekitas vaakumist aineosakesed ja antiaine osakesed. Sellist osakeste paari teket footoni või mõne teise suure energiaga osakese neeldumisel on korduvalt vaadeldud kiirendites. Kui temperatuur langes alla 1028 107 kraadi, hakkas paaride teke kiiresti vähenema, nende häving annihilatsioon aga jätkus. Kui antiosakesi ja osakesi oleks tekkinud ühepalju, siis oleks tekkinud uuesti vaakumolek (tühi ruum). See, et meie maailm on olemas, näitab, et ainet ja antiainet ei tekkinud ühepalju. Selle nähtuse võimalikke tekkmehhanisme uurib elementaarosakeste füüsika. Kui otsustada kiirguse osakeste (footonite) ja aineosakeste (nukleonide) praeguse vahekorra järgi, jäi aine eraldumise käigus üle iga sajamiljones prooton. Ülejäänud leidsid paarilise ja annihileerusid, jättes järgi hulga footoneid
annaabi.ee 
