Din ce suntem făcuți?
Ei bine, călătoria noastră în microcosmos începem cu o întrebare simplă: ceea ce constituie obiectele din jurul nostru? Lumea noastră, deoarece casa este format din mai multe blocuri mici, care combină în mod specific pentru a crea ceva nou, nu numai în aparență, dar, de asemenea, în proprietățile lor. De fapt, dacă vă insistent să-i te uiți atent, puteți constata că, diferite tipuri de blocuri nu sunt atât de mult, doar de fiecare dată când se conectează între ele în diferite moduri, crearea de noi forme și fenomene. Fiecare unitate - o particulă elementară indivizibilă, care vor fi discutate în povestea mea.
De exemplu, să ia orice substanță, să ne acest lucru va fi al doilea element din tabelul periodic, un gaz inert heliu. Ca și alte materii din univers, heliu este format din molecule care la rândul lor sunt formate prin legături între atomii. Dar, în acest caz, pentru noi, heliu pic speciale, deoarece este format dintr-un singur atom.
Ce este un atom?
Atomul heliu, la rândul său, este format din doi neutroni și doi protoni care alcatuiesc nucleul atomic, în jurul căruia doi electroni. Cel mai interesant este faptul că este absolut indivizibilă aici este doar electronul.
Un punct interesant al lumii cuantice
Neutronii și protonii aparțin grupului așa-numitelor hadroni (particule supuse interacțiuni puternice), sau mai precis, barioni.
Hadroni pot fi împărțite în grupe
- Barionii care sunt compuse din trei cuarci
- Mezoni, care constau dintr-o pereche: o particulă-antiparticulă
Neutron, astfel cum reiese din numele său, este un neutru încărcat, și poate fi împărțit în două în jos cuarci și un cuarc top. Proton, o particulă încărcată pozitiv, este împărțit într-un cuarc fund și doi cuarci up.
Da, da, eu nu glumesc, ei chiar sunt numite superioare și inferioare. S-ar părea că, dacă am deschis în sus și în jos cuarci, și chiar un electron, putem să le folosim pentru a descrie universul. Dar această afirmație ar fi foarte departe de adevăr.
Problema principală - particulele trebuie cumva să interacționeze unii cu alții. În cazul în care lumea a constat doar din trio (neutroni, protoni si electroni), particulele ar zbura pur și simplu peste vaste întinderi de spațiu și nu s-ar fi întâlnit în formațiuni mai mari, cum ar fi hadroni.
Fermioni și bosoni
oamenii de știință au suficient de mult timp a fost conceput o prezentare convenabilă și concisă a particulelor elementare, numită Modelul Standard. Se pare că toate particulele elementare sunt împărțite în fermioni. care alcătuiesc toată materia și bosoni. care transporta diferite tipuri de interacțiuni între fermioni.
Diferența dintre aceste grupuri este foarte clar. Faptul că fermioni pentru supraviețuirea legilor lumii cuantice trebuie să fie un spațiu, în timp ce colegii lor - bosoni poate în condiții de siguranță mii de miliarde trǎiesc unii de ceilalți.
fermioni Group, după cum sa menționat deja, creează materia vizibilă din jurul nostru. Ceea ce nu am văzut și în cazul în care, creat fermioni. Fermioni sunt împărțite în cuarci. puternic care interacționează unele cu altele și blocate particule interior mai complexe, cum ar fi hadroni si leptoni. care există în mod liber în spațiu, indiferent de semenii lor.
Quarcii sunt împărțite în două grupe.
- clasă. Pentru tipul de sus quarcii, cu taxa de 23, includ: quark superioară și adevărat încântat
- Tipul inferior. Pentru a reduce tip quarci cu taxa -13, includ: quark ciudat mai mici și destul
Adevărata și minunat sunt cele mai mari quarcuri, iar partea superioară și inferioară - cel mai mic. De ce quarcii au dat un astfel de nume neobișnuit, și a pus-o mai corect, „arome“, este încă subiect de dezbateri pentru oamenii de știință.
Leptoni sunt, de asemenea, împărțite în două grupe.
- Primul grup, cu taxa „-1“ pentru aceasta includ: electron, muon (particulele mai grele) și particule tau (cel mai masiv)
- Al doilea grup, cu o sarcină neutră, care cuprinde: neutrini de electroni, neutrini muon si neutrini tau
Neutrino - este o particulă mică de materie, care este aproape imposibil de detectat. sarcina sa este întotdeauna 0.
Se pune întrebarea dacă fizica va găsi mai multe generații de particule care vor fi chiar mai masive decât precedenta. Răspunde dificilă, cu toate acestea, teoreticienii cred că generarea de leptoni și quarci sunt limitate la trei.
Nu găsesc nici o asemănări? Quarci și leptoni sunt împărțite în două grupe, care diferă unele de altele prin taxa pe unitate? Dar mai multe despre asta mai târziu.
fermioni au un flux constant zbura prin univers fără ele. Dar fac schimb de bosoni, fermioni informează reciproc cu privire la orice tip de interacțiune. bosoni Sami același unii cu alții nu interacționează.
Interacțiunea bosoni transmise, este:
- Electromagnetic. particule - fotoni. Cu aceste particule lipsite de masă de lumină transmise.
- Puternică nucleară. particule - gluoni. Cu ajutorul lor, cuarc din nucleul unui atom nu se dezintegreze în particule individuale.
- Slab nucleară. Particulele - bosoni W și Z. Cu ajutorul lor fermioni sunt aruncate în masă, energie, și pot fi transformați unul in altul.
- Gravity. particule - gravitonii. Extrem de forță slabă pe scara microcosmosului. Devine doar corpurile supermasive vizibile.
Reținerea interacțiunii gravitaționale.
Existența gravitonului nu a fost încă confirmată experimental. Ele există doar ca o versiune teoretică. În modelul standard, în cele mai multe cazuri, acestea nu sunt tratate.
Asta e tot, modelul standard este asamblat.
Problema abia a început
În ciuda o vedere foarte frumoasă a particulei în diagrama, două întrebări rămân. În cazul în care particulele obține masa lor și ceea ce este bosonul Higgs. care iese în evidență din restul bosoni.
Pentru a înțelege ideea de a folosi bosonul Higgs, trebuie să ne întoarcem la teoria câmpului cuantic. În termeni simpli, putem spune că întreaga lume, întregul univers nu este alcătuit din particule minuscule, și din mai multe domenii diferite: gluonului, quarc, electronice, electromagnetice, etc. În toate aceste domenii având în mod constant fluctuații minore. Dar cel mai puternic dintre ele noi percepem ca particulele elementare. Și această teză este extrem de controversat. Din punct de vedere al dualității undă-particulă, același obiect de micro-lumi într-o varietate de situații, care se comportă ca un val, apoi ca o particulă elementară, ea depinde doar de modul în care fizica, pentru a observa procesul, este mai convenabil pentru a simula situația.
Higgs
Se pare că există un câmp Higgs așa-numita, a căror valoare medie nu vrea să meargă la zero. Ca urmare, câmpul încearcă să ia o valoare nenulă constantă în întregul univers. Golf este de fond omniprezent și constantă, care rezultă în vibrații puternice și care apare Boson Higgs.
Și datorită câmpul Higgs, particule dotate cu masă.
particulă elementară de masă depinde de cât de mult ea interacționează cu câmpul Higgs. în mod constant zboară în interiorul acestuia.
Și din cauza bosonul Higgs, sau mai degrabă din cauza câmpului său, modelul standard are atât de multe grupuri similare de particule. Câmpul Higgs forțat să facă o multitudine de particule suplimentare, cum ar fi un neutrino.