Кварки и электроны – точечные элементарные частицы

Адроны (в том числе протоны и нейтроны) – связанная система кварков (сильное взаимодейстиве)

Атомное ядро – связанная система протонов и нейтронов (остаточное сильное взаимодействие)

Атом – связанная система ядер и электронов (электромагнитное взаимодействие)

Молекула – связанная система атомов (эл./м. взаимодействие -> химические связи: металлическая, ковалентная и др.)

Связанное состояние, состояние системы частиц, при котором относительное движение частиц происходит в ограниченной области пространства (является финитным) в течение длительного времени по сравнению с характерными для данной системы периодами.

Примеры: от звёздных скоплений и макроскопических тел до микрообъектов — молекул, атомов, атомных ядер.

Связанные состояния в микромире описываются квантовой теорией.

Связанное состояние характеризуется энергией, зарядом (и другими характеристиками).

Если существует система состояний обладающие меньшей суммарной энергией, чем рассматриваемая, то рано или поздно произойдет переход в неё.

Второй пример – явление радиоактивности

Радиоактивный распад — спонтанное изменение состава (заряда, массового числа) или внутреннего строения нестабильных атомных ядер путём испускания элементарных частиц и/или ядерных фрагментов.

Три вида радиоактивности (есть и другие):
- альфа-распад (испускание ядер гелия-4, сильное взаимодействие)
- бета-распад (испускание ядрами [или захват из атомов]
электронов или позитронов, слабое взаимодействие)
- гамма-распад (изменение внутреннего строения ядра,
сопровождающееся испусканием высокоэнергичных фотонов)

Исследование радиоактивности позволило: подтвердить справедливость квантовой механики, оценить радиусы ядер, открыть нейтрино, понять различные аспекты устройства атомного ядра и многое-многое другое...

События-кандидаты были разбиты на категории по:

e –числу электронов (и позитронов);
μ – числу мюонов (и антимюонов);
γ – числу восстановленных фотонов высокой энергии;
b – числу реконструированных адронных струй, образованных прелестным (b) кварком;
jet – числу реконструированных адронных струй;
pTmiss – недостающему поперечный импульс в событии, может появляться, например, в случае, когда событие-кандидат содержит одно или несколько нейтрино.

Чтобы предсказать количество событий в каждой категории, необходимо учесть все возможные процессы СМ. Это включает:
* генерацию процессов в соответствии с сечениями (вероятностями), задаваемыми параметрами СМ,
* трассировку этих событий в компьютерной модели эксперимента, учитывающей как геометрию детектора, законы прохождения частиц через вещество, а также пороги, в соответствии с которыми была проведена категоризация событий.

Так как СМ содержит относительно мало параметров одни и те же процессы дают вклад в различные категории событий. Соотношение ожидаемого сигнала для разных категорий оказывается строго определено.

Такой подход имеет предсказательную силу даже для гипотетического сценария, в котором Новая физика оказывается относительно равномерно «размазана» на фоне СМ (дает небольшой вклад сразу в несколько каналов).

Не обнаружено значимых отклонений от предсказаний СМ!

Обнаружение пентакварков и изучением их свойств занимается эксперимент LHCb на БАК

Экзотические состояния ищутся в распадах более тяжелых частиц. Такие распады идут ступенчато и на первом этапе может сформироваться пентакварк.

Частицы проявляют себя как пики в массовом спектре системы частиц.

Антиматерия – стандартный ингредиент СМ: антикварки, антилептоны

Противоположниые заряды (в том числе заряды сильного знаимодействия), противоположные квантовые числа

В ускорительных экспериментах антиматерии рождается примерно столько же сколько материи (есть небольшие нюансы)

Если предположим, что изначально во Вселенной была симметрия частиц-античастиц, то, как получилось, что мир состоит только из материи?