Елементарні частинки
Чи є атом фундаментальним компонентом якої речовини побудований, або його, в свою чергу, можна розбити на менші частини? Чи є інші частинки, крім тих, що складають атом? Як передається гравітація? Що утримує ядро атома разом? Як далеко знаходяться електрони ядра?
ВСТУП
Хоча основними "цеглинками", з яких побудований Всесвіт, вважаються атоми, за останні сто років досягнуто значного прогресу у визначенні складових частин атомів, а також у визначенні чи підозрі на існування інших частинок, які доповнюють картину матерії. Ці компоненти, які, на сучасну думку, не можна «розбити» на ще менші частини, називаються основними частинками або елементарні частинки.
Ці елементарні частинки поділяються на дві категорії:
. бозони, силові частинки з повним спіном.
. ферміони, частинки з масою, класифіковані на лептони та кварки.
Слабкі бозони. Слабка сила
Глюони. Сильна сила
Бозон Хіггса
гравітон. Це сила частинок, яка несе гравітацію, яка є найслабшою силою. Досі немає експериментальних доказів існування цієї сили частинок, що робить гравітацію однією з центральних проблем сучасної фізики.
фотон. Він є носієм електромагнітного випромінювання в цілому, включаючи радіохвилі, світло, рентгенівські промені, гамма-промені тощо. Фотон і пов'язане з ним електромагнітне поле утримують атоми разом. Електромагнітна сила також відповідає за взаємодію між атомами та між молекулами; без нього об'єкти не мали б послідовності.
Слабкі бозони. Слабка сила. W +, W- і Z0 - слабкі бозони, носії слабкої сили. Слабка сила відповідає за радіоактивні розпади, що призводить до перетворення низхідного кварка у вищий кварк. Ця зміна має наслідком перетворення нейтрона в протон, перетворення, що супроводжується виділенням електрона. Також слабка сила може перетворити протон на нейтрон. Бозони слабкої сили були виявлені в 1983 році Карло Руббією та Саймоном Ван дер Меером.
глюон. Сильна сила. Він є носієм сильної сили і діє на дуже малих відстанях близько 10 -13 см. Сильна сила утримує кварки разом, утворюючи протони та нейтрони. Також сильна сила утримує між собою протони та нейтрони, що утворюють ядро атома. Без цієї сили протони, завдяки відштовхувальній силі, створюваній їх позитивним зарядом, віддалялися б один від одного. Перші докази глюонів з’явилися в лабораторії в Гамбурзі в 1979 році.
Бозон Хіггса. Поле Хіггса намагається пояснити появу експериментально визначеної маси бозонів, які, як розуміли, були безмасовими; таким чином, це поле уповільнює слабкі бозони, які розвиватимуться зі швидкістю світла і які в принципі не мають маси, і завдяки цьому уповільнення слабкі бозони отримують масу. При високій температурі слабкі бозони рухаються зі швидкістю світла, позбавлені маси.
Оновлення: Оголошення про відкриття бозона Хіггса було зроблено 4 липня 2012 р. І може представляти, якщо буде підтверджено, що це дійсно бозон Хіггса, найважливіше наукове відкриття XXI століття на сьогоднішній день і одне з найбільших відкриттів людства.
Ферміоній, сім'я No1, це те, що ми зазначаємо як люди:
електрон. Негативно заряджена частинка, що оточує ядро атома. Оскільки ядро атома заряджене позитивно електрично, електрон притягується до центру атома. Спосіб розташування електронів на орбіті навколо ядра визначає хімічні характеристики атома. Електричний заряд електронів перешкоджає проходженню електронів один через одного, сила відштовхування, яка, здається, тримає їх окремо.
Електронне нейтрино. Вони можуть долати величезні відстані, не взаємодіючи з речовиною, при цьому приблизно 600 мільйонів нейтрино проходять через людське тіло щосекунди. Вони можуть безперешкодно проникати в землю, є безмасовими або близькими, з крихітною масою, і взаємодіють з речовиною лише завдяки слабкій силі та гравітації. Вольфганг Паулі передбачив існування нейтрино в 1930 році, але це було відкрито лише в 1957 році Клайдом Коуеном та Фредом Рейнес.
Поквапитися. Найменш масивний із шести типів кварків, він поєднується з пуховим кварком, створюючи матерію, яку ми зараз переживаємо. Каркасів ніколи не спостерігалося, але є дані, які переконали фізиків у їх існуванні. У 1964 році Мурраз Гелл-Манн і Джордж Цвейг висунули ідею існування кварків, а в 1968 році в Стенфордському лінійному прискорювачі це було підтверджено.
Кварк вниз. Він разом із вгору кварком утворює протони та нейтрони, що складають атомне ядро. Два низхідних кварки і один вищий кварк утворюють нейтрон. Один низший кварк і два вгору кварки утворюють протон.
Ферміоній, сім'я No2, більш масивна копія першої сім'ї:
мюон. Це електрично заряджена частинка, набагато масивніша за електрон і набагато нестійкіша за нього. Дві третини мюонів розпадаються на електрон, мюонне нейтрино та антинейтрино-електрон протягом 2 мікросекунд. Мюон був відкритий електроном, протоном та нейтроном. У 1937 році Jabez C. Street та Edward C. Stevenson знайшли докази його існування.
Нейтрин Міуонік. Тип радіоактивного розпаду, який продукує нейтроно-мюони, також виробляє мюони. Його відкрили в 1961 році Джек Штайнбергер, Мелвін Шварті та Леон Ледерман.
Придайте чарівності. Це схоже на quark up, але набагато масивніше. Він був виявлений в 1974 році.
Кварк щільний. Він названий так, тому що коли його виявили, було помічено, що тривалість його життя була більшою, ніж очікувалося.
Ферміоній, сім'я No3, ще більш масивна копія першої родини:
тау. Він ідентичний електрону, але в 3500 разів важчий і нестійкіший. Він має тривалість життя менше 10-12 секунд, перш ніж розпастися на інші частинки. Це було відкрито в 1975 році Мартіном Перлом.
Таунічне нейтрино. Це найбільш масивний з трьох типів нейтрино. Його існування було підтверджено, коли частинка, яка могла бути лише таунічним нейтрино, потрапила в ядро атома і призвела до тау-лептона. Перші прямі дані датуються 2000 роком, лабораторія Фермі, штат Іллінойс.
Верхній кварк. Маса верхнього кварка еквівалентна ядру атома золота, яке містить 197 протонів і стільки ж нейтронів. Це було виявлено в 1995 році в лабораторії Фермі.
Нижній кварк. Це також було виявлено в американській лабораторії Фермі в 1977 році.
Щоб побачити повну картину стандартної моделі елементарних частинок, ви можете завантажити плакат з основними частинками, зроблений командою Scientia (lb.română) ТУТ
Ви можете коментувати використання облікового запису на сайті, FB, Twitter або Google або як відвідувач (без реєстрації). Для відвідувачів коментарі помірні (схвалено адміністратором).