ФЕРМИОН (ФЕРМИ – ЧАСТИЦА) – микрочастица или квазичастица с полуцелым спином: электрон, протон, нейтрон и другие (а также кварки).

Первая группа состоит только из одной микрочастицы – фотона, который является бозоном и совсем не участвует в сильных взаимодействиях (см. Приложение 4).

Во вторую группу входят ЛЕПТОНЫ (это название происходит от греческого слова «лептос», означающего «легкий»). Лептоны также не участвуют в сильных взаимодействиях, но все они являются фермионами. Известно 12 лептонов.

Третью группу составляют МЕЗОНЫ. Как и фотон, эти частицы являются бозонами, но, в отличие от фотона, мезоны участвуют в сильных взаимодействиях.

Наконец, четвертую группу образуют БАРИОНЫ. Эти частицы также участвуют в сильных взаимодействиях, но все барионы являются фермионами. Мезонами и барионами исчерпываются все АДРОНЫ (от греческого слова ADROS – крепкий или сильный), т. е. все сильные микрочастицы.

Многочисленные опыты ученых показали, что разные микрочастицы имеют качественно разные заряды. В настоящее время известно пять зарядов – электрический q, барионный в, лептонный I, второй лептонный Г и третий лептонный I”. У всех наблюдаемых микрочастиц эти величины имеют только целочисленные значения (для электрического заряда это означает, что единицей его измерения является элементарный заряд).

В настоящее время установлено, что внутренняя структура заряда не обнаружена только у фотона и лептонов, так что эти микрочастицы пока еще претендуют на истинную элементарность (неделимость частиц). Составной характер заряда адронов уже доказан. Так, например, установлена форма распределения электрического заряда внутри нуклона, т. е. ядра атома. Большое разнообразие адронов и наличие у них внутренней структуры побудили ученых к поиску первичных элементов адронной материи. Эти поиски привели к созданию кварковой модели адронов. Ее первоначальный вариант был разработан М. Геллманом и Жд. Цвейгом в 1964 году.

В модели кварков считается, что все адроны построены из кварков пяти типов, причем каждый мезон является парой кварк – антикварк, а каждый барион состоит из трех кварков.

Цвет кварка принимает три значения – красное, желтое и голубое, смесь которых бесцветна. Цвет каждого антикварка считается дополнительным цвету кварка, так что пара кварк – антикварк также бесцветна.

Кварки не только необычны сами по себе, но они и необычным образом взаимодействуют друг с другом. Это взаимодействие является сильным и осуществляется через обмен ГЛЮОНАМИ (от АНГЛИЙСКОГО СЛОВА «GLUE», ОЗНАЧАЮЩЕГО «КЛЕЙ). Глюоны являются квантами поля, которое кварки создают и которое на них же и воздействует. Масса каждого глюона равна нулю, так что в вакууме глюоны движутся со скоростью света. Глюоны являются бозонами: спин каждого глюона равен единице. Кроме того, глюоны еще окрашены. Поэтому при испускании и поглощении глюонов цвет кварков изменяется.

Ни в одном из разделов физики законы сохранения не играют такой важной роли, как в физике частиц микромира.

Необходимо отметить, что необычность свойств микрочастиц отразилась в терминологии, принятой учеными для обозначения этих свойств. Эта терминология причудлива, но каждый причудливый термин нельзя понимать буквально. Буквальный смысл только подчеркивает сильную несхожесть свойства, которое термин обозначает, со свойствами привычного нам микроскопического мира. К этим терминам относятся «странность» (s) и «шарм» или «очарование» (с).

Общим универсальным свойством всех микрочастиц субстрата живых организмов и всех форм жизни физической материи является то, что они способны притягиваться между собой и, приблизившись на довольно близкое расстояние, отталкиваться и разъединяться, чтобы снова в каком-то временном интервале повторить аналогичный цикл движения, а может быть, и превращения. Происходит как бы «пульсация», вечное движение.

Фундаментальные физические силы

Все материальное, имеющее массу, может быть подвергнуто воздействию внешних и внутренних фундаментальных физических сил природы, а также времени воздействия.

На основании данных квантовой физики было установлено, что по сходству и различиям свойств разных микрочастиц существует 4 типа фундаментальных взаимодействий: 1-е – сильное, 2-е – электромагнитное, 3-е – слабое, 4-е – гравитационное. Эти взаимодействия отличаются интенсивностями процессов, которые они вызывают среди микрочастиц (см. Приложение 4).

Чтобы иметь представление о Солнце, воспользуемся информацией из энциклопедического словаря под редакцией А.М. Прохорова (1990 г.). Так, в нем мы читаем: «Во время наблюдений звездного неба мы видим, что цвет звезд различен. Это свидетельствует о температуре их ФОТОСФЕРЫ (см. ниже). Доказано, что между максимальной длиной волны излучения и температурой существует определенная зависимость. У разных звезд максимум излучения приходится на разные длины волн. Например, наше Солнце – ЖЕЛТАЯ ЗВЕЗДА– Такого же цвета Капелла, температура которой около 6000 К (К – Кельвин). Звезды, имеющие температуру 3500–4000 К красного цвета (Альдебаран) и т. д.

Выявлено много звезд более горячих, чем Солнце. К ним относятся, например, БЕЛЫЕ ЗВЕЗДЫ (Сириус, Вега и др.). Их температура порядка 104 – 2 х 104 К. Реже встречаются голубовато-белые, температура фотосферы которых 3 х 104 – 5 х 104 К. В недрах звезд температура не менее 107 К.

Спектры большинства звезд, как и спектр Солнца, представляют собой спектры поглощения: на фоне непрерывного спектра видны темные линии.

Сходные между собой спектры звезд, сгруппированы в СЕМЬ ОСНОВНЫХ СПЕКТРАЛЬНЫХ КЛАССОВ. Они обозначаются буквами латинского алфавита: O-B-A-F-G-K-Ми располагаются в такой последовательности, что при переходе слева направо ЦВЕТ звезды меняется от близкого к ГОЛУБОМУ (класс О), БЕЛОМУ (класс А), ЖЕЛТОМУ (класс G), КРАСНОМУ (класс М). Следовательно, в этом же направлении от класса к классу происходит убывание температуры звезд.