Превращения частиц

[mirupafshim]

Ацюковский в одном из своих опусов пишет "Как известно, так называемые элементарные частицы вещества обладают свойством взаимного преобразования. Известно даже выражение, что любая элементарная частица состоит из всех остальных, т. е. в результате взаимодействия между собой двух или более частиц может быть получен весьма широкий спектр частиц другого вида. ... Не существует также раздельных групп частиц, не переходящих друг в друга".
Насколько я понимаю, это неправда. Ограничения на превращения частиц все же есть (хотя бы закон сохранения заряда). Да и нельзя сказать, что в нейтрон входит протон, потому что протон есть среди продуктов распада нейтрона.
Но все же хотелось бы уточнить картину у специалистов. Я например, не знаю, правда ли, что не между любыми двумя частицами можно написать цепочку реакций, в начале которой была бы одна из них, а другая - среди продуктов конечной реакции.

[Munin]

mirupafshim в сообщении #660122 писал(а):

Ацюковский

Известный лжеучёный.

mirupafshim в сообщении #660122 писал(а):

Насколько я понимаю, это неправда.

Это неправда, но близко к правде. Элементарные частицы бывают нескольких классов. Один из этих классов - адроны, взаимопревращающиеся за счёт сильного взаимодействия. Превращение по сильному взаимодействию обычно преобладает надо всеми остальными видами взаимодействий (когда не запрещено). Этот класс самый большой, в него сегодня входят несколько сотен частиц (списки см. в PDG). Так вот, оказалось (причём ещё в 50-е годы), что эти частицы превращаются практически любая в любую, ограниченные только небольшим числом ограничений - законов сохранения и близких к ним правил. Сохраняется энергия, момент импульса, электрический заряд, такие квантовые числа, как барионное число; странность и прочие ароматы; чётность. Такие "свободные" правила превращения ставили в тупик физиков середины 20 века, даже появлялись теории, в которых это было заложено как фундаментальный принцип природы.

Выяснилось, в чём дело, в 60-е - 80-е годы, когда открыли кварковую структуру адронов. Оказалось, что просто кварки легко рождаются, и произвольно комбинируются в адроны. Типов кварков всего 6, и законы их взаимного превращения оказались гораздо более просты и упорядочены - аналогичны электромагнитным законам. Эти законы назвали фундаментальными, и кварки - фундаментальными частицами, а слово "элементарные" осталось в том числе за адронами, про которые уже стало известно, что они составные и "не истинно элементарные".

Сегодня, говоря о сильных и слабых взаимодействиях, стоит уточнять, идёт ли речь о фундаментальных сильных и слабых взаимодействиях - на уровне кварков - или об остаточных и эффективных взаимодействиях - на уровне адронов. Они описываются разными теориями, и имеют разные законы.

mirupafshim в сообщении #660122 писал(а):

Да и нельзя сказать, что в нейтрон входит протон, потому что протон есть среди продуктов распада нейтрона.

Да, нельзя так сказать. Это означает, что превращения частиц ничего не говорят о том, из чего они состоят. На уровне выше частиц, можно было ударить по физическому телу, или системе, и разломать её на части, и таким образом добраться до её внутренних составляющих. На уровне элементарных частиц это уже невозможно: частицы превращаются друг в друга просто потому, что могут превращаться, и могут превращать чистую энергию в новые частицы. Фраза "любая элементарная частица состоит из всех остальных" известна в физике, но как шуточная. Ещё шутка по этому поводу: "если ударить в ускорителе два будильника, то посыплются не колёсики и пружинки, а несколько паровозов". Очевидно, что "будильники" при этом из "паровозов" не состоят.

mirupafshim в сообщении #660122 писал(а):

Но все же хотелось бы уточнить картину у специалистов. Я например, не знаю, правда ли, что не между любыми двумя частицами можно написать цепочку реакций, в начале которой была бы одна из них, а другая - среди продуктов конечной реакции.

В общем, можно, но просто потому, что реакция - это когда что-то добавляется к частице, а потом что-то убирается. По тому же принципу, как "если в слове ХЛЕБ заменить четыре буквы, то получится слово ПИВО". Скажем, если у нас есть частица $A,$ то её можно столкнуть с её античастицей $\bar{A},$ и среди продуктов реакции с некоторой вероятностью будут частицы $B$ и $\bar{B}.$ Просто потому, что энергия аннигиляции будет затрачена на порождение самых разных пар частиц и античастиц.