|
Një grimcë themelore me një ngarkesë elektrike. Grimca themelore
MBI KUPTIMIN E LËVIZJES SË MATERISË, AFTËSINË E SAJ PËR VETËZHVILLIM DHE GJITHASHTU LIDHJEN DHE NDËRVEPRIMIN E OBJEKTEVE MATERIALE NË SHKENCËN MODERNE NATYRORE Tsyupka V.P. Institucioni Arsimor Autonom Shtetëror Federal i Arsimit të Lartë Profesional "Universiteti Kombëtar i Kërkimeve Shtetërore Belgorod" (NRU "BelSU")
1. Lëvizja e materies
"Një veti integrale e materies është lëvizja" 1, e cila është një formë e ekzistencës së materies dhe manifestohet në çdo ndryshim të saj. Nga moskrijueshmëria dhe pashkatërrueshmëria e materies dhe atributeve të saj, duke përfshirë lëvizjen, rrjedh se lëvizja e materies ekziston përgjithmonë dhe është pafundësisht e larmishme në formën e manifestimeve të saj. Ekzistenca e çdo objekti material manifestohet në lëvizjen e tij, domethënë në çdo ndryshim që ndodh me të. Gjatë ndryshimit ndryshojnë gjithmonë disa veti të objektit material. Meqenëse tërësia e të gjitha vetive të një objekti material, që karakterizon sigurinë, individualitetin dhe veçantinë e tij në një moment të caktuar kohor, korrespondon me gjendjen e tij, rezulton se lëvizja e një objekti material shoqërohet me një ndryshim në gjendjet e tij. . Ndryshimi i vetive mund të shkojë aq larg sa një objekt material mund të bëhet një objekt tjetër material. "Por një objekt material nuk mund të kthehet kurrë në një pronë" (për shembull, masa, energji) dhe "një pronë në një objekt material" 2, sepse vetëm lënda lëvizëse mund të jetë një substancë në ndryshim. Në shkencën e natyrës lëvizja e materies quhet edhe dukuri natyrore (dukuri natyrore). Dihet se "pa lëvizje nuk ka materie", 3 ashtu si pa materie nuk mund të ketë lëvizje. Lëvizja e materies mund të shprehet në mënyrë sasiore. Masa sasiore universale e lëvizjes së materies, si dhe e çdo objekti material, është energjia, e cila shpreh aktivitetin e brendshëm të materies dhe çdo objekti material. Prandaj, energjia është një nga vetitë e materies në lëvizje dhe energjia nuk mund të jetë jashtë materies, e ndarë prej saj. Energjia ka një marrëdhënie ekuivalente me masën. Rrjedhimisht, masa mund të karakterizojë jo vetëm sasinë e një substance, por edhe shkallën e aktivitetit të saj. Nga fakti se lëvizja e materies ekziston përjetësisht dhe është pafundësisht e larmishme në formën e manifestimeve të saj, rrjedh në mënyrë të pashmangshme se energjia, e cila karakterizon lëvizjen e materies në mënyrë sasiore, ekziston gjithashtu përjetësisht (e pakrijuar dhe e pathyeshme) dhe është pafundësisht e larmishme në formë. të manifestimeve të saj. "Kështu, energjia nuk zhduket dhe nuk shfaqet më kurrë, ajo vetëm transformohet nga një lloj në tjetrin" 1 në përputhje me ndryshimin e llojeve të lëvizjes. Vërehen lloje (forma) të ndryshme të lëvizjes së materies. Ato mund të klasifikohen duke marrë parasysh ndryshimet në vetitë e objekteve materiale dhe karakteristikat e efekteve të tyre mbi njëri-tjetrin. Lëvizja e vakumit fizik (fusha të lira themelore në gjendje normale) zbret në faktin se ai vazhdimisht devijon pak në drejtime të ndryshme nga ekuilibri i tij, sikur "dridhet". Si rezultat i ngacmimeve të tilla spontane me energji të ulët (devijime, shqetësime, luhatje) formohen grimca virtuale, të cilat shpërndahen menjëherë në vakum fizik. Kjo është gjendja energjetike më e ulët (bazë) e një vakumi fizik në lëvizje, energjia e tij është afër zeros. Por një vakum fizik mund, për ca kohë në një vend, të shndërrohet në një gjendje të ngacmuar, të karakterizuar nga një tepricë e caktuar energjie. Me ngacmime të tilla domethënëse, me energji të lartë (devijime, shqetësime, luhatje) të vakumit fizik, grimcat virtuale mund të plotësojnë pamjen e tyre dhe më pas grimcat themelore reale të llojeve të ndryshme dalin nga vakuumi fizik dhe, si rregull, në çifte. që ka një ngarkesë elektrike në formën e një grimce dhe një antigrimcë me ngarkesa elektrike me shenja të kundërta, për shembull, në formën e një çifti elektron-pozitron). Ngacmimet e vetme kuantike të fushave të ndryshme të lira themelore janë grimca themelore. Fushat themelore të Fermionit (spinorit) mund të gjenerojnë 24 fermione (6 kuarkë dhe 6 antikuarkë, si dhe 6 leptonë dhe 6 antileptonë), të ndarë në tre breza (familje). Në gjeneratën e parë, kuarkët lart e poshtë (dhe antikuarkët), si dhe leptonët, një elektron dhe një neutrino elektron (dhe një pozitron me një antineutrino elektronike), formojnë materien e zakonshme (dhe antimaterinë e zbuluar rrallë). Në gjeneratën e dytë, janë të pranishëm sharmi dhe kuarkë të çuditshëm (dhe antikuarkë), si dhe leptone, muon dhe neutrino muon (dhe antimuon me antineutrino muon), që kanë një masë më të madhe (ngarkesë më të madhe gravitacionale). Në gjeneratën e tretë ka kuarkë të vërtetë dhe simpatikë (dhe antikuarkë), si dhe leptonet taon dhe taon neutrino (dhe antitaon me taon antineutrino). Fermionet e gjeneratës së dytë dhe të tretë nuk marrin pjesë në formimin e materies së zakonshme, janë të paqëndrueshme dhe prishen me formimin e fermioneve të gjeneratës së parë. Fushat themelore bosonike (matëse) mund të gjenerojnë 18 lloje bozonesh: fushë gravitacionale - gravitone, fushë elektromagnetike - fotone, fushë e dobët ndërveprimi - 3 lloje "vionësh" 1, fushë gluon - 8 lloje gluonësh, fusha Higgs - 5 lloje Higgs bozonet. Një vakum fizik në një gjendje mjaftueshëm me energji të lartë (të ngacmuar) është i aftë të gjenerojë shumë grimca themelore me energji të konsiderueshme, në formën e një miniuniversi. Për substancën e mikrobotës, lëvizja reduktohet në: ndaj përhapjes, përplasjes dhe shndërrimit të grimcave elementare në njëra-tjetrën; formimi i bërthamave atomike nga protonet dhe neutronet, lëvizja, përplasja dhe ndryshimi i tyre; formimi i atomeve nga bërthamat dhe elektronet atomike, lëvizja, përplasja dhe ndryshimi i tyre, duke përfshirë kërcimin e elektroneve nga një orbital atomik në tjetrin dhe ndarjen e tyre nga atomet, shtimin e elektroneve të tepërta; formimi i molekulave nga atomet, lëvizja, përplasja dhe ndryshimi i tyre, duke përfshirë shtimin e atomeve të reja, çlirimin e atomeve, zëvendësimin e disa atomeve me të tjerë dhe ndryshimin e renditjes së atomeve në lidhje me njëri-tjetrin në një molekulë.
Për substancën e makrobotës dhe megabotës, lëvizja zbret në zhvendosje, përplasje, deformim, shkatërrim, bashkim të trupave të ndryshëm, si dhe në ndryshimet më të ndryshme të tyre. Nëse lëvizja e një objekti material (fushë e kuantizuar ose objekt material) shoqërohet nga një ndryshim vetëm në vetitë e tij fizike, për shembull, frekuenca ose gjatësia e valës për një fushë të kuantizuar, shpejtësia e menjëhershme, temperatura, ngarkesa elektrike për një objekt material, atëherë Lëvizja klasifikohet si formë fizike. Nëse lëvizja e një objekti material shoqërohet nga një ndryshim në vetitë e tij kimike, për shembull, tretshmëria, ndezshmëria, aciditeti, atëherë një lëvizje e tillë klasifikohet si një formë kimike. Nëse lëvizja ka të bëjë me ndryshimet në objektet e megabotës (objektet kozmike), atëherë një lëvizje e tillë klasifikohet si një formë astronomike. Nëse lëvizja ka të bëjë me ndryshimet në objektet e guaskës së thellë të tokës (brenda e tokës), atëherë një lëvizje e tillë klasifikohet si një formë gjeologjike. Nëse lëvizja ka të bëjë me ndryshimet në objektet e guaskës gjeografike, e cila bashkon të gjitha guaskat sipërfaqësore të tokës, atëherë një lëvizje e tillë klasifikohet si një formë gjeografike. Lëvizja e trupave të gjallë dhe sistemeve të tyre në formën e manifestimeve të ndryshme të jetës së tyre klasifikohet si forma biologjike. Lëvizja e objekteve materiale, e shoqëruar nga një ndryshim në pronat e rëndësishme shoqërore me pjesëmarrjen e detyrueshme të njerëzve, për shembull, nxjerrja e mineralit të hekurit dhe prodhimi i hekurit dhe çelikut, kultivimi i panxharit të sheqerit dhe prodhimi i sheqerit, klasifikohet. si një formë e përcaktuar shoqërore e lëvizjes. Lëvizja e çdo objekti material nuk mund t'i atribuohet gjithmonë një forme të vetme. Është kompleks dhe i larmishëm. Edhe lëvizja fizike e natyrshme në objektet materiale nga fusha e kuantizuar te trupat mund të përfshijë disa forma. Për shembull, një përplasje (përplasje) elastike e dy trupave të ngurtë në formën e topave të bilardos përfshin një ndryshim në pozicionin e topave me kalimin e kohës në lidhje me njëri-tjetrin dhe tryezën, dhe rrotullimin e topave dhe fërkimin e topa në sipërfaqen e tavolinës dhe ajrit, dhe lëvizja e grimcave të secilit top, dhe ndryshimi praktikisht i kthyeshëm në formën e topave gjatë një përplasjeje elastike dhe shkëmbimi i energjisë kinetike me shndërrimin e saj të pjesshëm në energjinë e brendshme të topat gjatë një përplasjeje elastike dhe transferimi i nxehtësisë midis topave, ajrit dhe sipërfaqes së tryezës, dhe zbërthimi i mundshëm radioaktiv i bërthamave të izotopeve të paqëndrueshme që përmbahen në topa, dhe depërtimi i rrezeve kozmike të neutrinos nëpër topa, etj. Me zhvillimin e materies dhe shfaqjen e objekteve materiale kimike, astronomike, gjeologjike, gjeografike, biologjike dhe shoqërore të përcaktuara, format e lëvizjes bëhen më komplekse dhe më të larmishme. Kështu, në lëvizjen kimike mund të shihen të dyja format fizike të lëvizjes dhe cilësisht të reja, jo të reduktueshme në forma fizike, kimike. Në lëvizjen e objekteve astronomike, gjeologjike, gjeografike, biologjike dhe të përcaktuara shoqërore, mund të shihen forma fizike dhe kimike të lëvizjes, si dhe cilësisht të reja, jo të reduktueshme në fizike dhe kimike, përkatësisht astronomike, gjeologjike, gjeografike, biologjike ose shoqërore. format e përcaktuara të lëvizjes. Në të njëjtën kohë, format më të ulëta të lëvizjes së materies nuk ndryshojnë në objektet materiale me shkallë të ndryshme kompleksiteti. Për shembull, lëvizja fizike e grimcave elementare, bërthamave atomike dhe atomeve nuk ndryshon midis objekteve materiale astronomike, gjeologjike, gjeografike, biologjike ose shoqërore. Në studimin e formave komplekse të lëvizjes, duhet të shmangen dy ekstreme. Së pari, studimi i një forme komplekse lëvizjeje nuk mund të reduktohet në forma të thjeshta lëvizjeje; një formë komplekse e lëvizjes nuk mund të rrjedhë nga ato të thjeshta. Për shembull, lëvizja biologjike nuk mund të rrjedhë vetëm nga format fizike dhe kimike të lëvizjes, duke injoruar vetë format biologjike të lëvizjes. Dhe së dyti, nuk mund të kufizoheni në studimin e vetëm formave komplekse të lëvizjes, duke injoruar ato të thjeshta. Për shembull, studimi i lëvizjes biologjike plotëson mirë studimin e formave fizike dhe kimike të lëvizjes që shfaqen në këtë rast.
2. Aftësia e materies për të zhvilluar vetveten
Siç dihet, vetë-zhvillimi i materies, dhe materia është e aftë për vetë-zhvillim, karakterizohet nga një ndërlikim spontan, i drejtuar dhe i pakthyeshëm hap pas hapi i formave të materies në lëvizje. Vetë-zhvillimi spontan i materies do të thotë që procesi i ndërlikimit gradual të formave të materies lëvizëse ndodh vetvetiu, natyrshëm, pa pjesëmarrjen e ndonjë force të panatyrshme ose të mbinatyrshme, Krijuesit, për arsye të brendshme, natyrore. Drejtimi i vetë-zhvillimit të materies nënkupton një lloj kanalizimi të procesit të ndërlikimit gradual të formave të lëvizjes së materies nga një formë që ekzistonte më herët në një formë tjetër që u shfaq më vonë: për çdo formë të re të materies lëvizëse mund të gjesh atë të mëparshme. formë e materies lëvizëse që i dha origjinën e saj, dhe anasjelltas, për çdo formë të mëparshme të materies lëvizëse, mund të gjendet një formë e re e materies lëvizëse që ka lindur prej saj. Për më tepër, forma e mëparshme e materies lëvizëse ka ekzistuar gjithmonë përpara formës së re të materies lëvizëse që ka lindur prej saj, forma e mëparshme është gjithmonë më e vjetër se forma e re që ka lindur prej saj. Falë kanalizimit të vetë-zhvillimit të materies në lëvizje, lindin një seri unike të ndërlikimeve hap pas hapi të formave të saj, duke treguar se në cilin drejtim, si dhe në çfarë formash të ndërmjetme (kalimtare) zhvillohet zhvillimi historik i njërit apo tjetrit. ka ndodhur forma e materies në lëvizje. Pakthyeshmëria e vetë-zhvillimit të materies do të thotë që procesi i ndërlikimit gradual të formave të materies në lëvizje nuk mund të shkojë në drejtim të kundërt, mbrapsht: një formë e re e materies lëvizëse nuk mund të krijojë një formë të mëparshme të materies lëvizëse nga e cila. u ngrit, por mund të bëhet një formë e mëparshme për forma të reja. Dhe nëse papritmas ndonjë formë e re e materies në lëvizje rezulton të jetë shumë e ngjashme me një nga format që i paraprinë, kjo nuk do të thotë se lënda lëvizëse filloi të zhvillohej vetë në drejtim të kundërt: forma e mëparshme e materies në lëvizje u shfaq shumë më herët. , dhe forma e re e materies lëvizëse, madje dhe shumë e ngjashme me të, u shfaq shumë më vonë dhe është, megjithëse e ngjashme, por një formë thelbësisht e ndryshme e materies lëvizëse.
3. Komunikimi dhe ndërveprimi i objekteve materiale
Vetitë e qenësishme të materies janë lidhja dhe ndërveprimi, të cilat janë shkaku i lëvizjes së saj. Për shkak se lidhja dhe ndërveprimi janë shkaku i lëvizjes së materies, prandaj lidhja dhe ndërveprimi, si lëvizja, janë universale, d.m.th., të qenësishme në të gjitha objektet materiale, pavarësisht nga natyra, origjina dhe kompleksiteti i tyre. Të gjitha fenomenet në botën materiale përcaktohen (në kuptimin e të qenit të kushtëzuar) nga lidhjet dhe ndërveprimet materiale natyrore, si dhe nga ligjet objektive të natyrës, duke pasqyruar modelet e lidhjes dhe ndërveprimit. "Në këtë kuptim, nuk ka asgjë të mbinatyrshme dhe absolutisht kundër materies në botë." 1 Ndërveprimi, si lëvizja, është një formë e qenies (ekzistencës) e materies. Ekzistenca e të gjitha objekteve materiale manifestohet në ndërveprim. Që çdo objekt material të ekzistojë do të thotë të shfaqet disi në raport me objektet e tjera materiale, duke ndërvepruar me to, duke qenë në lidhje dhe marrëdhënie objektive me to. Nëse një “objekt material hipotetik që nuk do të shfaqej në asnjë mënyrë në lidhje me disa objekte të tjera materiale, nuk do të lidhej në asnjë mënyrë me ta, nuk do të ndërvepronte me ta, atëherë ai “nuk do të ekzistonte për këto objekte të tjera materiale. "Por supozimi ynë për të gjithashtu nuk mund të bazohej në asgjë, pasi për shkak të mungesës së ndërveprimit do të kishim zero informacion për të." 2 Ndërveprimi është procesi i ndikimit të ndërsjellë të disa objekteve materiale mbi të tjerët me shkëmbimin e energjisë. Ndërveprimi i objekteve materiale mund të jetë i drejtpërdrejtë, për shembull, në formën e një përplasjeje (ndikimi) të dy trupave të ngurtë. Ose mund të ndodhë në distancë. Në këtë rast, ndërveprimi i objekteve materiale sigurohet nga fushat themelore bosonike (matëse) të lidhura me to. Një ndryshim në një objekt material shkakton ngacmim (devijim, shqetësim, luhatje) të fushës themelore bosonike (matës) përkatëse të lidhur me të, dhe ky ngacmim përhapet në formën e një vale me një shpejtësi të kufizuar që nuk e kalon shpejtësinë e dritës në vakum. (pothuajse 300 mijë km/ Me). Ndërveprimi i objekteve materiale në distancë, sipas mekanizmit kuantik-fushë të transferimit të ndërveprimit, është i një natyre shkëmbimi, pasi grimcat bartëse e transferojnë bashkëveprimin në formën e kuanteve të fushës themelore bosonike (matëse) përkatëse. Bozonet e ndryshme, si grimca bartëse të ndërveprimit, janë ngacmime (devijime, shqetësime, luhatje) të fushave themelore bosonike (matëse) përkatëse: gjatë emetimit dhe përthithjes nga një objekt material ato janë reale, dhe gjatë përhapjes ato janë virtuale. Rezulton se në çdo rast, ndërveprimi i objekteve materiale, qoftë edhe në distancë, është veprim me rreze të shkurtër, pasi kryhet pa boshllëqe apo zbrazëtira. Ndërveprimi i një grimce me një antigrimcë të një substance shoqërohet me asgjësimin e tyre, d.m.th., shndërrimin e tyre në fushën përkatëse të fermionit (spinorit). Në këtë rast, masa e tyre (energjia gravitacionale) shndërrohet në energjinë e fushës themelore fermionike (spinorike) përkatëse. Grimcat virtuale të vakumit fizik të ngacmuar (të devijuar, shqetësues, "dridhje") mund të ndërveprojnë me grimcat reale, sikur t'i mbështjellin ato, duke i shoqëruar ato në formën e të ashtuquajturës shkumë kuantike. Për shembull, si rezultat i bashkëveprimit të elektroneve të një atomi me grimcat virtuale të vakumit fizik, ndodh një zhvendosje e caktuar në nivelet e tyre të energjisë në atome, dhe vetë elektronet kryejnë lëvizje oshiluese me një amplitudë të vogël. Ekzistojnë katër lloje të ndërveprimeve themelore: gravitacionale, elektromagnetike, të dobëta dhe të forta. "Ndërveprimi gravitacional manifestohet në tërheqjen e ndërsjellë... të objekteve materiale që kanë masë" 1 në qetësi, domethënë objekte materiale, në çdo distancë të madhe. Supozohet se vakuumi fizik i ngacmuar, i cili gjeneron shumë grimca themelore, është i aftë të shfaqë zmbrapsje gravitacionale. Ndërveprimi gravitacional kryhet nga gravitonet e fushës gravitacionale. Fusha gravitacionale lidh trupat dhe grimcat me masën e pushimit. Asnjë medium nuk kërkohet për përhapjen e një fushe gravitacionale në formën e valëve gravitacionale (gravitone virtuale). Ndërveprimi gravitacional është më i dobëti në forcën e tij, prandaj është i parëndësishëm në mikrobotë për shkak të parëndësisë së masave të grimcave; në makrobotë manifestimi i tij është i dukshëm dhe shkakton, për shembull, rënien e trupave në Tokë, dhe në megabotë. ai luan një rol udhëheqës për shkak të masave të mëdha të trupave në megabotë dhe siguron, për shembull, rrotullimin e Hënës dhe satelitëve artificialë rreth Tokës; formimi dhe lëvizja e planetëve, planetoideve, kometave dhe trupave të tjerë në Sistemin Diellor dhe integriteti i tij; formimi dhe lëvizja e yjeve në galaktika - sisteme gjigante yjesh, duke përfshirë deri në qindra miliarda yje, të lidhur nga graviteti i ndërsjellë dhe origjina e përbashkët, si dhe integriteti i tyre; integriteti i grupimeve të galaktikave - sistemet e galaktikave të ndara relativisht afër të lidhura nga forcat gravitacionale; integriteti i Metagalaksisë - sistemi i të gjitha grupimeve të njohura të galaktikave të lidhura nga forcat gravitacionale, si një pjesë e studiuar e Universit, integriteti i të gjithë Universit. Ndërveprimi gravitacional përcakton përqendrimin e materies së shpërndarë në Univers dhe përfshirjen e saj në ciklet e reja të zhvillimit. "Ndërveprimi elektromagnetik shkaktohet nga ngarkesat elektrike dhe transmetohet" 1 nga fotonet e fushës elektromagnetike në çdo distancë të madhe. Një fushë elektromagnetike lidh trupat dhe grimcat që kanë ngarkesa elektrike. Për më tepër, ngarkesat elektrike të palëvizshme janë të lidhura vetëm nga përbërësi elektrik i fushës elektromagnetike në formën e një fushe elektrike, dhe ngarkesat elektrike lëvizëse lidhen si nga përbërësit elektrikë ashtu edhe nga ata magnetikë të fushës elektromagnetike. Për përhapjen e një fushe elektromagnetike në formën e valëve elektromagnetike, nuk kërkohet asnjë mjet shtesë, pasi "një fushë magnetike në ndryshim gjeneron një fushë elektrike alternative, e cila, nga ana tjetër, është një burim i një fushe magnetike alternative" 2. "Ndërveprimi elektromagnetik mund të shfaqet edhe si tërheqje (ndërmjet ngarkesave të ndryshme) dhe si zmbrapsje (midis" 3 si ngarkesave). Ndërveprimi elektromagnetik është shumë më i fortë se bashkëveprimi gravitacional. Ajo manifestohet si në mikrokozmos, ashtu edhe në makrokozmos dhe megabotë, por roli kryesor i takon atij në makrokozmos. Ndërveprimi elektromagnetik siguron bashkëveprimin e elektroneve me bërthamat. Ndërveprimi ndëratomik dhe ndërmolekular është elektromagnetik, falë tij, për shembull, ekzistojnë molekulat dhe realizohet forma kimike e lëvizjes së materies, ekzistojnë trupat dhe përcaktohen gjendjet e tyre të grumbullimit, elasticiteti, fërkimi, tensioni sipërfaqësor i një lëngu, funksionet e shikimit. Kështu, ndërveprimi elektromagnetik siguron stabilitetin e atomeve, molekulave dhe trupave makroskopikë. Grimcat elementare që kanë një masë pushimi marrin pjesë në ndërveprim të dobët; ai bartet nga "vionet" me 4 fusha matës. Fushat e dobëta të ndërveprimit lidhin grimca të ndryshme elementare me masën e qetë. Ndërveprimi i dobët është shumë më i dobët se forca elektromagnetike, por më i fortë se forca gravitacionale. Për shkak të veprimit të tij të shkurtër, ai manifestohet vetëm në mikrokozmos, duke shkaktuar, për shembull, shumicën e vetë-shpërbërjes së grimcave elementare (për shembull, një neutron i lirë vetë-shpërbëhet me pjesëmarrjen e një bozoni matës të ngarkuar negativisht në një proton , elektron dhe elektron antineutrino, ndonjëherë kjo prodhon edhe një foton), ndërveprimi i neutrinos me pjesën tjetër të substancës. Ndërveprimi i fortë manifestohet në tërheqjen e ndërsjellë të hadroneve, të cilat përfshijnë strukturat e kuarkut, për shembull, mesonet me dy kuarkë dhe nukleonet me tre kuarkë. Ai transmetohet nga gluonet e fushave gluonike. Fushat e gluonit lidhin hadronet. Ky është ndërveprimi më i fortë, por për shkak të veprimit të tij të shkurtër manifestohet vetëm në mikrokozmos, duke siguruar, për shembull, lidhjen e kuarkeve në nukleone, lidhjen e nukleoneve në bërthamat atomike, duke siguruar qëndrueshmërinë e tyre. Ndërveprimi i fortë është 1000 herë më i fortë se ndërveprimi elektromagnetik dhe nuk lejon që protonet e ngarkuara në mënyrë të ngjashme të bashkuar në bërthamë të fluturojnë larg. Reaksionet termonukleare, në të cilat disa bërthama kombinohen në një, janë gjithashtu të mundshme për shkak të ndërveprimit të fortë. Reaktorët e shkrirjes natyrore janë yje që krijojnë të gjithë elementët kimikë më të rëndë se hidrogjeni. Bërthamat e rënda multinukleonike bëhen të paqëndrueshme dhe ndahen, sepse madhësitë e tyre tashmë tejkalojnë distancën në të cilën shfaqet ndërveprimi i fortë. "Si rezultat i studimeve eksperimentale të ndërveprimeve të grimcave elementare ... u zbulua se në energjitë e përplasjes së lartë të protoneve - rreth 100 GeV - ... ndërveprimet e dobëta dhe elektromagnetike nuk ndryshojnë - ato mund të konsiderohen si një e vetme e dobët elektrike ndërveprim.” 1 Supozohet se "në një energji prej 10 15 GeV ato bashkohen nga një ndërveprim i fortë, dhe në" 2 "energji edhe më të larta të bashkëveprimit të grimcave (deri në 10 19 GeV) ose në një temperaturë jashtëzakonisht të lartë të materies, të gjitha katër ndërveprime themelore karakterizohen nga e njëjta forcë, d.m.th. përfaqësojnë një ndërveprim" 3 në formën e një "superfuqie". Ndoshta kushte të tilla me energji të lartë ekzistonin në fillim të zhvillimit të Universit, i cili doli nga një vakum fizik. Në procesin e zgjerimit të mëtejshëm të universit, i shoqëruar nga ftohja e shpejtë e materies që rezulton, bashkëveprimi integral fillimisht u nda në elektrodobët, gravitacional dhe të fortë, dhe më pas bashkëveprimi elektromagnetik dhe i dobët, d.m.th., në katër thelbësisht të ndryshëm ndërveprimet.
BIBLIOGRAFI:
Karpenkov, S. Kh. Konceptet themelore të shkencës natyrore [Teksti]: tekst shkollor. manual për universitetet / S. Kh. Karpenkov. – Botimi i 2-të, i rishikuar. dhe shtesë – M.: Projekt Akademik, 2002. – 368 f. Konceptet e shkencës moderne natyrore [Teksti]: tekst shkollor. për universitetet / Ed. V. N. Lavrinenko, V. P. Ratnikova. – Botimi i 3-të, i rishikuar. dhe shtesë – M.: UNITET-DANA, 2005. – 317 f. Problemet filozofike të shkencave natyrore [Teksti]: tekst shkollor. manual për studentët e diplomuar dhe studentët e filozofisë. dhe natyrale false. un-tov / Ed. S. T. Melyukhina. – M.: Shkolla e lartë, 1985. – 400 f. Tsyupka, V.P. Pamja shkencore natyrore e botës: konceptet e shkencës moderne natyrore [Teksti]: tekst shkollor. shtesa / V. P. Tsyupka. – Belgorod: IPK NRU “BelSU”, 2012. – 144 f. Tsyupka, V.P. Konceptet e fizikës moderne që përbëjnë pamjen moderne fizike të botës [Burimi elektronik] // Arkivi elektronik shkencor i Akademisë Ruse të Shkencave të Natyrës: korrespondencë. elektron. shkencore konf. "Konceptet e shkencës moderne natyrore ose fotografia natyrore shkencore e botës" URL: http://site/article/6315(postuar: 31.10.2011) Yandex. fjalorë. URL [Burimi elektronik]: http://slovari.yandex.ru/ 1Karpenkov S. Kh. Konceptet themelore të shkencës natyrore. M. Projekt Akademik. 2002. F. 60. 2 Problemet filozofike të shkencave natyrore. M. Shkolla e lartë. 1985. F. 181. 3Karpenkov S. Kh. Konceptet bazë të shkencave natyrore... F. 60. 1Karpenkov S. Kh. Konceptet themelore të shkencës së natyrës ... F. 79. 1Karpenkov S. Kh. 1 Probleme filozofike të shkencave natyrore... F. 178. 2 Po aty. F. 191. 1Karpenkov S. Kh. Konceptet themelore të shkencës natyrore... F. 67. 1Karpenkov S. Kh. Konceptet themelore të shkencës së natyrës... F. 68. 3Probleme filozofike të shkencës natyrore... F. 195. 4Karpenkov S. Kh. Konceptet themelore të shkencës natyrore... F. 69. 1Karpenkov S. Kh. Konceptet themelore të shkencës së natyrës ... F. 70. 2 Konceptet e shkencës moderne natyrore. M. BASHKIMI-DANA. 2005. F. 119. 3Karpenkov S. Kh. Konceptet themelore të shkencave natyrore... F. 71.
Tsyupka V.P. MBI KUPTIMIN E LËVIZJES SË MATERISË, AFTËSINË E SAJ PËR VETËZHVILLIM, DHE GJITHASHTU KOMUNIKIMI DHE NDËRVEPRIMI I OBJEKTEVE MATERIALE NË SHKENCËN MODERNE NATYRORE // Arkivi elektronik shkencor.
URL: (data e hyrjes: 17.03.2020).
|
±1 |
1
|
80,4
|
Ndërveprim i dobët |
| Z 0 |
0
|
1
|
91,2
|
Ndërveprim i dobët |
| Gluon |
0
|
1
|
0
|
Ndërveprim i fortë |
| Bozon Higgs |
0
|
0
|
≈125,09±0,24 |
Masa inerte |
| Brezi
|
|
Kuarkë me ngarkesë (+2/3) |
|
Kuarkë me ngarkesë (−1/3) |
|
|
|
|
Simboli i kuarkut/antikuarkut |
Masa (MeV) |
|
Emri / shija e kuarkut / antikuarkut |
Simboli i kuarkut/antikuarkut |
Masa (MeV) |
|---|
| 1
|
|
u-kuark (up-quark) / anti-u-quark |
|
nga 1.5 në 3 |
|
d-kuark (poshtë-kuark) / anti-d-kuark |
|
4,79±0,07 |
| 2
|
|
c-kuark (harm-kuark) / anti-c-kuark |
|
1250 ± 90 |
|
s-kuark (kuark i çuditshëm) / anti-s-quark |
|
95 ± 25 |
| 3
|
|
t-kuark (top-kuark) / anti-t-kuark |
|
174 200 ± 3300 |
|
b-kuark (fund-kuark) / anti-b-kuark |
|
4200±70 |
Shiko gjithashtu
Shkruani një përmbledhje në lidhje me artikullin "Grimca themelore"
Shënime
Lidhjet
- S. A. Slavatinsky// Instituti i Fizikës dhe Teknologjisë në Moskë (Dolgoprudny, rajoni i Moskës)
- Slavatinsky S.A. // SOZH, 2001, nr 2, f. 62–68 arkiv web.archive.org/web/20060116134302/journal.issep.rssi.ru/annot.php?id=S1176
- // nuclphys.sinp.msu.ru
- // second-physics.ru
- //physics.ru
- // nature.web.ru
- // nature.web.ru
- // nature.web.ru
|
|
|---|
|
|
Themelore
grimcat
| |
|---|
|
|
Kompozit
grimcat | |
| |
|---|
|
|
Lidhjet
themelore dhe/ose
grimcat e përbëra
| |
|---|
|
|
|
| |
|---|
|
|---|
|
|
Të tjera
klasifikimet
grimcat
| |
|---|
|
Fragment që karakterizon grimcën themelore
Të nesërmen u zgjua vonë. Duke ripërtërirë përshtypjet e së shkuarës, kujtoi para së gjithash se sot duhej t'i prezantohej perandorit Franz, kujtoi ministrin e luftës, adjutantin e sjellshëm austriak, Bilibin dhe bisedën e djeshme në mbrëmje. I veshur me uniformë të plotë, të cilën nuk e kishte veshur prej shumë kohësh, për udhëtimin në pallat, ai, i freskët, i gjallë dhe i pashëm, me krahun të lidhur, hyri në zyrën e Bilibinit. Në zyrë ishin katër zotërinj të trupit diplomatik. Bolkonsky ishte i njohur me Princin Ippolit Kuragin, i cili ishte sekretar i ambasadës; Bilibin e prezantoi me të tjerët.
Zotërinjtë që vizitonin Bilibinin, laikë, të rinj, të pasur dhe gazmorë, formuan një rreth të veçantë si në Vjenë ashtu edhe këtu, të cilin Bilibin, që ishte kreu i këtij rrethi, e quajti tonën, les nftres. Ky rreth, i cili përbëhej pothuajse ekskluzivisht nga diplomatë, me sa duket kishte interesat e veta që nuk kishin të bënin me luftën dhe politikën, interesat e shoqërisë së lartë, marrëdhëniet me gra të caktuara dhe anën klerikale të shërbimit. Këta zotërinj, me sa duket, e pranuan me dëshirë Princin Andrei në rrethin e tyre si një prej tyre (një nder që ua bënë pak). Nga mirësjellja dhe si temë për të hyrë në bisedë, atij iu bënë disa pyetje për ushtrinë dhe betejën, dhe biseda u shkatërrua përsëri në shaka dhe thashetheme të paqëndrueshme, gazmore.
"Por është veçanërisht mirë," tha njëri, duke i thënë dështimit të një kolegu diplomatik, "ajo që është veçanërisht e mirë është se kancelari i tha atij drejtpërdrejt se emërimi i tij në Londër ishte një promovim dhe se ai duhet ta shikojë atë në këtë mënyrë." E shihni figurën e tij në të njëjtën kohë?...
"Por ajo që është më e keqja, zotërinj, unë ju jap Kuragin: njeriu është në fatkeqësi dhe ky Don Zhuan, ky njeri i tmerrshëm, po përfiton nga kjo!"
Princi Hippolyte ishte shtrirë në një karrige Voltaire, me këmbët e kryqëzuara mbi krah. Ai qeshi.
“Parlez moi de ca, [Hajde, hajde]”, tha ai.
- Oh, Don Zhuan! O gjarpër! – u dëgjuan zëra.
"Ti nuk e di, Bolkonsky," iu drejtua Bilibin Princit Andrei, "se të gjitha tmerret e ushtrisë franceze (thashë pothuajse ushtria ruse) nuk janë asgjë në krahasim me atë që bëri ky burrë midis grave.
"La femme est la compagne de l"homme, [Një grua është shoqja e një burri]," tha Princi Hippolyte dhe filloi të shikonte këmbët e tij të ngritura nga lorgnette.
Bilibin dhe tanët shpërthyen së qeshuri, duke parë në sytë e Ipolit. Princi Andrei pa që ky Ippolit, të cilin ai (duhej ta pranonte) ishte gati xheloz për gruan e tij, ishte një bufon në këtë shoqëri.
"Jo, unë duhet t'ju trajtoj me Kuragin," i tha Bilibin në heshtje Bolkonsky. – Është simpatik kur flet për politikë, duhet ta shihni këtë rëndësi.
Ai u ul pranë Hipolitit dhe, duke mbledhur palosje në ballë, filloi një bisedë me të për politikën. Princi Andrei dhe të tjerët i rrethuan të dy.
"Le cabinet de Berlin ne peut pas exprimer un sentiment d" alliance," filloi Hippolyte, duke i parë të gjithë në mënyrë domethënëse, "sans exprimer... comme dans sa derieniere note... vous comprenez... vous comprenez... et puis si sa Majeste l"Empereur ne deroge pas au principe de notre alliance... [Kabineti i Berlinit nuk mund të shprehë mendimin e tij për aleancën pa u shprehur... si në shënimin e tij të fundit... kuptoni... kuptoni.. Megjithatë, nëse Madhëria e Tij Perandori nuk e ndryshon thelbin e aleancës sonë...]
"Attendez, je n"ai pas fini...," i tha ai Princit Andrei, duke i kapur për dore. "Je supozojmë que l"ndërhyrje sera plus forte que la jo ndërhyrje." Et...” Ai ndaloi. – On ne pourra pas imputer a la fin de non recevoir notre depeche du 28 nëntor. Voila koment tout cela finira. [Prit, nuk kam mbaruar. Mendoj se ndërhyrja do të jetë më e fortë se mosndërhyrja dhe... Është e pamundur të konsiderohet e përfunduar kjo çështje nëse nuk pranohet dërgimi ynë i 28 nëntorit. Si do të përfundojë e gjithë kjo?]
Dhe ai ia lëshoi dorën Bolkonsky, duke treguar se ai tashmë kishte mbaruar plotësisht.
"Demosthenes, je te reconnais au caillou que tu as cache dans ta bouche d"or! [Demosthenes, të njoh nga guraleca që fshih në buzët e tua të arta!] - tha Bilibin, të cilit kapelja e flokëve i lëvizte në kokë me kënaqësi .
Të gjithë qeshën. Hipoliti qeshi më fort nga të gjithë. Me sa duket vuajti, po mbytej, por nuk i rezistoi dot të qeshurës së egër që i shtrinte fytyrën e tij gjithmonë të palëvizshme.
"Epo, zotërinj," tha Bilibin, "Bolkonsky është mysafiri im në shtëpi dhe këtu në Brunn, dhe unë dua ta trajtoj atë, sa më shumë që të mundem, me të gjitha gëzimet e jetës këtu". Nëse do të ishim në Brunn, do të ishte e lehtë; por këtu, dans ce vilain trou morave [në këtë vrimë të keqe Moraviane], është më e vështirë, dhe ju kërkoj ndihmë të gjithëve. Il faut lui faire les honneurs de Brunn. [Ne duhet t'i tregojmë atij Brunn.] Ju merrni përsipër teatrin, unë - shoqëria, ju, Hipoliti, natyrisht - gratë.
- Duhet t'i tregojmë Amelie, ajo është e bukur! - tha njëri prej yni duke i puthur majat e gishtave.
"Në përgjithësi, ky ushtar gjakatar," tha Bilibin, "duhet të konvertohet në pikëpamje më njerëzore".
"Nuk kam gjasa të përfitoj nga mikpritja juaj, zotërinj, dhe tani është koha që unë të shkoj," tha Bolkonsky, duke parë orën e tij.
- Ku?
- Perandorit.
- RRETH! O! O!
- Epo, lamtumirë, Bolkonsky! Mirupafshim, princ; “Ejani në darkë më herët”, u dëgjuan zëra. - Ne po kujdesemi për ju.
"Përpiquni të lavdëroni rendin në shpërndarjen e furnizimeve dhe rrugëve sa më shumë që të jetë e mundur kur flisni me perandorin," tha Bilibin, duke e shoqëruar Bolkonsky në sallën e përparme.
"Dhe unë do të doja të lavdëroja, por nuk mundem, aq sa di," u përgjigj Bolkonsky duke buzëqeshur.
- Epo, në përgjithësi, flisni sa më shumë. Pasioni i tij është audienca; por ai vetë nuk i pëlqen të flasë dhe nuk di si, siç do ta shihni. | Z 0 |
0
|
1
|
91,2
|
Ndërveprim i dobët |
| Gluon |
0
|
1
|
0
|
Ndërveprim i fortë |
| Bozon Higgs |
0
|
0
|
≈125,09±0,24 |
Masa inerte |
| Brezi
|
|
Kuarkë me ngarkesë (+2/3) |
|
Kuarkë me ngarkesë (−1/3) |
|
|
|
|
Simboli i kuarkut/antikuarkut |
Masa (MeV) |
|
Emri / shija e kuarkut / antikuarkut |
Simboli i kuarkut/antikuarkut |
Masa (MeV) |
|---|
| 1
|
|
u-kuark (up-quark) / anti-u-quark |
tekstvc nuk u gjet; Shikoni matematikën/README për ndihmën e konfigurimit.: u / \, \overline(u)
|
nga 1.5 në 3 |
|
d-kuark (poshtë-kuark) / anti-d-kuark |
Nuk mund të analizohet shprehja (skedar i ekzekutueshëm tekstvc nuk u gjet; Shikoni matematikën/README për ndihmën e konfigurimit.: d / \, \overline(d)
|
4,79±0,07 |
| 2
|
|
c-kuark (harm-kuark) / anti-c-kuark |
Nuk mund të analizohet shprehja (skedar i ekzekutueshëm tekstvc nuk u gjet; Shikoni matematikën/README për ndihmën e konfigurimit.: c / \, \overline(c)
|
1250 ± 90 |
|
s-kuark (kuark i çuditshëm) / anti-s-quark |
Nuk mund të analizohet shprehja (skedar i ekzekutueshëm tekstvc nuk u gjet; Shikoni matematikën/README për ndihmën e konfigurimit.: s / \, \overline(s)
|
95 ± 25 |
| 3
|
|
t-kuark (top-kuark) / anti-t-kuark |
Nuk mund të analizohet shprehja (skedar i ekzekutueshëm tekstvc nuk u gjet; Shikoni matematikën/README për ndihmën e konfigurimit.: t / \, \overline(t)
|
174 200 ± 3300 |
|
b-kuark (fund-kuark) / anti-b-kuark |
Nuk mund të analizohet shprehja (skedar i ekzekutueshëm tekstvc nuk u gjet; Shikoni matematikën/README për ndihmën e konfigurimit.: b / \, \overline(b)
|
4200±70 |
Shiko gjithashtu
Shkruani një përmbledhje në lidhje me artikullin "Grimca themelore"
Shënime
Lidhjet
- S. A. Slavatinsky// Instituti i Fizikës dhe Teknologjisë në Moskë (Dolgoprudny, rajoni i Moskës)
- Slavatinsky S.A. // SOZH, 2001, nr 2, f. 62–68 arkivi http://web.archive.org/web/20060116134302/http://journal.issep.rssi.ru/annot.php?id=S1176
- // nuclphys.sinp.msu.ru
- // second-physics.ru
- //physics.ru
- // nature.web.ru
- // nature.web.ru
- // nature.web.ru
| Shikoni këtë shabllon
|
|---|
|
|
Themelore
grimcat
| |
|---|
|
|
Kompozit
grimcat | |
| |
|---|
|
|
Lidhjet
themelore dhe/ose
grimcat e përbëra
| |
|---|
|
|
|
| |
|
|
|---|
|
|
Nuk durova dot më...
- Dhe ku e di ti ku po shkojmë?! – I zhvarrosa pendët si harabeli i ngrirë dhe mërmërita i ofenduar.
"Gjithçka është shkruar në të gjithë fytyrën tuaj," buzëqeshi gjyshja.
Sigurisht, nuk ishte e shkruar në fytyrën time, por do të jepja shumë për të zbuluar se si ajo e dinte gjithmonë gjithçka me kaq besim kur ishte për mua?
Disa minuta më vonë ne tashmë po shkelnim së bashku drejt pyllit, duke biseduar me entuziazëm për historitë më të ndryshme dhe të pabesueshme, të cilat ajo, natyrisht, dinte shumë më tepër se unë, dhe kjo ishte një nga arsyet pse më pëlqente kaq shumë të ecja me të. .
Ishim vetëm ne të dy dhe nuk kishte pse të kishim frikë se dikush do të dëgjonte dhe dikujt mund të mos i pëlqente ajo që po flisnim.
Gjyshja i pranoi shumë lehtë të gjitha çuditë e mia dhe nuk kishte frikë nga asgjë; dhe ndonjëherë, nëse ajo e shihte që isha plotësisht "e humbur" në diçka, më jepte këshilla për të më ndihmuar të dilja nga kjo apo ajo situatë e padëshirueshme, por më shpesh ajo thjesht vëzhgonte se si reagoja ndaj vështirësive të jetës, të cilat tashmë ishin bërë të përhershme. , pa hasur më në fund në shtegun tim të "gopur". Kohët e fundit ka filluar të më duket se gjyshja ime thjesht po pret të vijë diçka e re, për të parë nëse kam pjekur të paktën një thembër, apo nëse jam ende “i ngecur” në “fëmijërinë time të lumtur”. duke mos dashur të dal nga bluzat e mia të shkurtra të fëmijërisë. Por edhe për sjelljen e saj “mizore”, e doja shumë dhe përpiqesha të shfrytëzoja çdo moment të përshtatshëm për të kaluar sa më shpesh kohë me të.
Pylli na përshëndeti me shushurimën mikpritëse të gjetheve të arta të vjeshtës. Moti ishte i mrekullueshëm dhe dikush mund të shpresonte që miku im i ri, për "fat", do të ishte gjithashtu atje.
Zgjodha një buqetë të vogël me disa lule modeste vjeshte që kishin mbetur ende, dhe pak minuta më vonë ishim tashmë pranë varrezave, në portën e së cilës... në të njëjtin vend ishte ulur e njëjta plakë e ëmbël në miniaturë...
- Dhe unë tashmë mendova se nuk mund të të prisja! – e përshëndeti ajo e gëzuar.
Më ra nofulla fjalë për fjalë nga një habi e tillë, dhe në atë moment me sa duket dukesha shumë budalla, sepse plaka, duke qeshur e gëzuar, erdhi tek ne dhe më përkëdheli me dashuri në faqe.
- Epo, shko, zemër, Stella tashmë të ka pritur. Dhe ne do të ulemi këtu për një kohë ...
Nuk kisha kohë as të pyesja se si do të arrija tek e njëjta Stella, kur gjithçka u zhduk përsëri diku dhe u gjenda në botën tashmë të njohur të fantazisë së egër të Stelës, që shkëlqen dhe shkëlqen me të gjitha ngjyrat e ylberit, dhe , pa pasur kohë për të parë më mirë përreth, dëgjova menjëherë një zë entuziast:
- Oh, sa mirë që erdhe! Dhe unë prita dhe prita!..
Vajza fluturoi drejt meje si një vorbull dhe më hodhi në krahë një “dragua” të vogël të kuq... U zmbraps në befasi, por menjëherë qesha e gëzuar, sepse ishte krijesa më qesharake dhe më qesharake në botë!..
"Dragoi i vogël", nëse mund ta quani kështu, fryu barkun e tij delikat rozë dhe më fërshëlleu kërcënues, me sa duket duke shpresuar shumë të më trembte në këtë mënyrë. Por kur pa se askush nuk do të trembej këtu, u ul me qetësi në prehrin tim dhe filloi të gërhiste i qetë, duke treguar se sa i mirë është dhe sa shumë duhet ta duan...
E pyeta Stelën si quhej dhe sa kohë më parë e krijoi.
- Oh, nuk e kam kuptuar ende se si të të thërras! Dhe ai u shfaq pikërisht tani! A ju pëlqen vërtet ai? – cicëriu vajza e gëzuar dhe ndjeva se ajo ishte e kënaqur që më pa përsëri.
- Kjo është për ju! – tha ajo befas. - Ai do të jetojë me ju.
Dragoi i vogël zgjati në mënyrë qesharake surrat e tij me gjemba, me sa duket vendosi të shihte nëse kisha ndonjë gjë interesante... Dhe befas më lëpiu mu në hundë! Stella bërtiti nga kënaqësia dhe ishte qartësisht shumë e kënaqur me krijimin e saj.
"Epo, në rregull," rashë dakord, "ndërsa unë jam këtu, ai mund të jetë me mua."
"Nuk do ta marrësh me vete?" – u habit Stella.
Dhe pastaj kuptova se ajo me sa duket nuk e di fare se ne jemi "ndryshe" dhe se nuk jetojmë më në të njëjtën botë. Me shumë mundësi, gjyshja, për të ndjerë keqardhje për të, nuk i tha vajzës të gjithë të vërtetën dhe ajo sinqerisht mendoi se kjo ishte pikërisht e njëjta botë në të cilën ajo kishte jetuar më parë, me ndryshimin e vetëm që tani ajo mund të ende krijon botën e saj...
E dija me siguri se nuk doja të isha ajo që i tregoja kësaj vajze të vogël besimtare se si ishte jeta e saj në të vërtetë sot. Ajo ishte e kënaqur dhe e lumtur në këtë realitet fantastik “të saj” dhe mendërisht iu betova vetes se kurrë dhe kurrë nuk do të isha ajo që do ta shkatërroja këtë botë të saj përrallore. Thjesht nuk mund ta kuptoja se si e shpjegoi gjyshja ime zhdukjen e papritur të të gjithë familjes së saj dhe, në përgjithësi, të gjithçkaje në të cilën ajo jetonte tani?..
"E shihni," thashë me një hezitim të lehtë, duke buzëqeshur, "ku jetoj unë, dragonjtë nuk janë shumë të njohur...
- Kështu që askush nuk do ta shohë atë! – cicëroj e gëzuar vajza e vogël.
Sapo më kishte hequr një peshë nga supet!.. E urreja të gënjeja apo të përpiqesha të dilja jashtë, dhe sidomos përballë një njeriu kaq të vogël të pastër siç ishte Stella. Doli që ajo kuptonte gjithçka në mënyrë perfekte dhe disi arriti të kombinonte gëzimin e krijimit dhe trishtimin e humbjes së familjes së saj.
– Dhe më në fund gjeta një shok këtu! – deklaroi fitimtar vajza e vogël. |
|---|
|
|---|
|
|---|
|
Deri relativisht kohët e fundit, disa qindra grimca dhe antigrimca konsideroheshin elementare. Një studim i hollësishëm i vetive dhe ndërveprimeve të tyre me grimcat e tjera dhe zhvillimi i teorisë tregoi se shumica e tyre në fakt nuk janë elementare, pasi ato vetë përbëhen nga grimcat më të thjeshta ose, siç thonë tani, grimcat themelore. Vetë grimcat themelore nuk përbëhen më nga asgjë. Eksperimente të shumta kanë treguar se të gjitha grimcat themelore sillen si objekte pikash pa dimensione që nuk kanë strukturë të brendshme, të paktën deri në distancat më të vogla të studiuara aktualisht prej ~10 -16 cm.
Prezantimi
Ndër proceset e panumërta dhe të ndryshme të ndërveprimit ndërmjet grimcave, ekzistojnë katër ndërveprime themelore ose themelore: të forta (bërthamore), elektromagnetike dhe gravitacionale. Në botën e grimcave, ndërveprimi gravitacional është shumë i dobët, roli i tij është ende i paqartë dhe ne nuk do të flasim më tej për të.
Ekzistojnë dy grupe grimcash në natyrë: hadronet, të cilat marrin pjesë në të gjitha ndërveprimet themelore dhe leptonet, të cilat nuk marrin pjesë vetëm në bashkëveprim të fortë.
Sipas koncepteve moderne, ndërveprimet midis grimcave kryhen përmes emetimit dhe thithjes së mëvonshme të kuanteve të fushës përkatëse (të fortë, të dobët, elektromagnetike) që rrethon grimcën. Kuante të tilla janë bozonet matës, të cilët janë gjithashtu grimca themelore. Për bozonët, momenti i tyre këndor, i quajtur spin, është i barabartë me vlerën e plotë të konstantës së Plankut $h = 1.05 \cdot 10^(-27) erg \cdot s$. Kuantet e fushës dhe, në përputhje me rrethanat, bartësit e ndërveprimeve të forta janë gluonet, të shënuara me simbolin g, kuantet e fushës elektromagnetike janë kuante të njohura të dritës - fotone, të shënuara me $\gama $, dhe kunta të fushës së dobët dhe, në përputhje me rrethanat, bartës të ndërveprimeve të dobëta. janë W± (ve dyfishtë)- dhe Z 0 (zet zero) bozone.
Ndryshe nga bozonet, të gjitha grimcat e tjera themelore janë fermione, domethënë grimca me një vlerë rrotullimi gjysmë të plotë të barabartë me h/2.
Në tabelë 1 tregon simbolet e fermioneve themelore - leptonet dhe kuarkët.
Çdo grimcë e paraqitur në tabelë. 1, korrespondon me një antigrimcë që ndryshon nga grimca vetëm në shenjat e ngarkesës elektrike dhe numrave të tjerë kuantikë (shih tabelën 2) dhe drejtimin e rrotullimit në lidhje me drejtimin e momentit të grimcës. Ne do të shënojmë antigrimca me të njëjtat simbole si grimcat, por me një vijë të valëzuar mbi simbolin.
Grimcat në tabelë. 1 përcaktohen me shkronja greke dhe latine, përkatësisht: shkronja $\nu$ - tre neutrino të ndryshme, shkronjat e - elektron, $\mu$ - muon, $\tau$ - taon, shkronjat u, c, t, d, s, b tregon kuarke; emrat dhe karakteristikat e tyre janë dhënë në tabelë. 2.
Grimcat në tabelë. 1 grupohen në tre gjenerata I, II dhe III sipas strukturës së teorisë moderne. Universi ynë është ndërtuar nga grimcat e gjeneratës së parë - leptonet dhe kuarkët dhe bozonet matës, por, siç tregon shkenca moderne rreth zhvillimit të Universit, në fazën fillestare të zhvillimit të tij, grimcat e të tre brezave luajtën një rol të rëndësishëm.
| Leptonet |
Kuarkët |
| I |
II |
III |
$\nu_e$
e
|
$\nu_(\mu)$
$\mu$ |
$\nu_(\tau)$
$\tau$ |
|
|
Leptonet
Së pari, le të shohim më në detaje vetitë e leptoneve. Në krye të tabelës. 1 përmban tre neutrino të ndryshme: elektron $\nu_e$, muon $\nu_m$ dhe tau neutrino $\nu_t$. Masa e tyre ende nuk është matur saktë, por kufiri i sipërm i saj është përcaktuar, për shembull, për ne të barabartë me 10 -5 të masës së elektroneve (d.m.th. $\leq 10^(-32)$ g).
Kur shikoni në tryezë. 1, në mënyrë të pashmangshme lind pyetja se përse natyra kishte nevojë të krijonte tre neutrino të ndryshme. Nuk ka ende përgjigje për këtë pyetje, sepse nuk është krijuar një teori e tillë gjithëpërfshirëse e grimcave themelore që do të tregonte domosdoshmërinë dhe mjaftueshmërinë e të gjitha grimcave të tilla dhe të përshkruante vetitë e tyre themelore. Ndoshta ky problem do të zgjidhet në shekullin 21 (ose më vonë).
Rreshti i fundit i tabelës. Kapitulli 1 fillon me grimcën që kemi studiuar më shumë, elektronin. Elektroni u zbulua në fund të shekullit të kaluar nga fizikani anglez J. Thomson. Roli i elektroneve në botën tonë është i madh. Janë ato grimca të ngarkuara negativisht që së bashku me bërthamat atomike formojnë të gjitha atomet e elementeve të njohura për ne në Tabelën Periodike të Mendelejevit. Në çdo atom, numri i elektroneve është saktësisht i barabartë me numrin e protoneve në bërthamën atomike, gjë që e bën atomin elektrikisht neutral.
Një elektron është i qëndrueshëm; mundësia kryesore e shkatërrimit të një elektroni është vdekja e tij pas përplasjes me një antigrimcë - një pozitron e +. Ky proces quhet asgjësim:
$$e^- + e^+ \to \gamma + \gamma .$$
Si rezultat i asgjësimit, formohen dy kuanta gama (siç quhen fotonet me energji të lartë), duke hequr të dyja energjitë e mbetura e + dhe e - dhe energjitë e tyre kinetike. Në energji të larta formohen e + dhe e - çiftet e hadroneve dhe kuarkut (shih, për shembull, (5) dhe Fig. 4).
Reagimi (1) ilustron qartë vlefshmërinë e formulës së famshme të A. Ajnshtajnit mbi ekuivalencën e masës dhe energjisë: E = mc 2 .
Në të vërtetë, gjatë asgjësimit të një pozitroni të ndalur në materie dhe të një elektroni në qetësi, e gjithë masa e tyre e prehjes (e barabartë me 1.22 MeV) shndërrohet në energjinë e $\gama$-kuanteve, të cilat nuk kanë masë pushimi.
Në gjeneratën e dytë të vijës fundore të tabelës. 1 ndodhet > muon - një grimcë që është, në të gjitha vetitë e saj, një analog i një elektroni, por me një masë anormalisht të madhe. Masa e një muoni është 207 herë më e madhe se masa e një elektroni. Ndryshe nga elektroni, muoni është i paqëndrueshëm. Koha e jetës së tij t= 2,2 · 10 -6 s. Muoni në mënyrë preferenciale zbërthehet në një elektron dhe dy neutrino sipas skemës
$$\mu^- \te e^- + \tilde \nu_e +\nu_(\mu)$$
Një analog edhe më i rëndë i elektronit është $\tau$-lepton (taon). Masa e tij është më shumë se 3 mijë herë më e madhe se masa e një elektroni ($m_(\tau) = 1777$ MeV/c 2), domethënë është më i rëndë se një proton dhe një neutron. Jetëgjatësia e tij është 2,9 · 10 -13 s, dhe nga më shumë se njëqind skema (kanale) të ndryshme të prishjes së tij janë të mundshme sa vijon:
$$\tau^-\left\langle\begin(matrica) \to e^- + \tilde \nu_e +\nu_(\tau)\\ \to \mu^- + \tilde \nu_\mu +\nu_ (\tau)\fund(matricë)\djathtas.$$
Duke folur për leptonët, është interesante të krahasohen forcat e dobëta dhe elektromagnetike në një distancë specifike, p.sh. R= 10 -13 cm Në këtë distancë, forcat elektromagnetike janë pothuajse 10 miliardë herë më të mëdha se forcat e dobëta. Por kjo nuk do të thotë aspak se roli i forcave të dobëta në natyrë është i vogël. Aspak.
Janë forcat e dobëta ato që janë përgjegjëse për shumë shndërrime të ndërsjella të grimcave të ndryshme në grimca të tjera, si për shembull, në reaksionet (2), (3), dhe shndërrime të tilla të ndërsjella janë një nga tiparet më karakteristike të fizikës së grimcave. Ndryshe nga reaksionet (2), (3), forcat elektromagnetike veprojnë në reaksionin (1).
Duke folur për leptonët, është e nevojshme të shtohet se teoria moderne përshkruan ndërveprimet elektromagnetike dhe të dobëta duke përdorur një teori të unifikuar elektro të dobët. Ajo u zhvillua nga S. Weinberg, A. Salam dhe S. Glashow në 1967.
Kuarkët
Vetë ideja e kuarkeve lindi nga një përpjekje e shkëlqyer për të klasifikuar një numër të madh grimcash që marrin pjesë në ndërveprime të forta të quajtura hadrone. M. Gell-Mann dhe G. Zweig sugjeruan që të gjithë hadronet përbëhen nga një grup përkatës i grimcave themelore - kuarke, antikuarkët e tyre dhe bartësit e ndërveprimit të fortë - gluonet.
Numri i përgjithshëm i hadroneve të vëzhguara aktualisht është më shumë se njëqind grimca (dhe po aq antigrimca). Shumë dhjetëra grimca nuk janë regjistruar ende. Të gjithë hadronet ndahen në grimca të rënda të quajtura barionet, dhe mesataret, të emërtuara mezonet.
Barionet karakterizohen nga numri i tyre i barioneve b= 1 për grimcat dhe b = -1 për antibarionet. Lindja dhe shkatërrimi i tyre ndodh gjithmonë në çifte: barion dhe antibarion. Mezonët kanë një ngarkesë barion b = 0. Sipas idesë së Gell-Mann dhe Cweig, të gjithë barionet përbëhen nga tre kuarkë, antibarionet - nga tre antikuarkë. Prandaj, çdo kuarku iu caktua një numër barion prej 1/3, kështu që në total barioni kishte b= 1 (ose -1 për një antibarion të përbërë nga tre antikuarkë). Mezonët kanë një numër barion b= 0, kështu që ato mund të përbëhen nga çdo kombinim i çifteve të çdo kuarku dhe çdo antikuark. Përveç numrave të njëjtë kuantikë për të gjithë kuarkët - spin dhe numri i barionit - ka karakteristika të tjera të rëndësishme të tyre, siç është vlera e masës së tyre të pushimit. m, madhësia e ngarkesës elektrike P/e(në fraksione të ngarkesës së elektronit e= 1,6 · 10 -19 kulomb) dhe një grup i caktuar numrash kuantikë që karakterizojnë të ashtuquajturat shije kuarku. Kjo perfshin:
1) madhësia e spinit izotopik I dhe madhësia e projeksionit të tij të tretë, d.m.th I 3. Kështu që, u-kuark dhe d-kuark formojnë një dyshe izotopike, atyre u caktohet një rrotullim i plotë izotopik I= 1/2 me projeksione I 3 = +1/2 korrespondon u-kuark, dhe I 3 = -1/2, përkatëse d- kuark. Të dy komponentët e dyshekut kanë vlera të ngjashme të masës dhe janë identike në të gjitha vetitë e tjera, me përjashtim të ngarkesës elektrike;
2) numri kuantik S- çuditshmëria karakterizon sjelljen e çuditshme të disa grimcave që kanë një jetëgjatësi anormalisht të gjatë (~10 -8 - 10 -13 s) në krahasim me kohën karakteristike bërthamore (~10 -23 s). Vetë grimcat janë quajtur të çuditshme, që përmbajnë një ose më shumë kuarkë të çuditshëm dhe antikuarkë të çuditshëm. Lindja ose zhdukja e grimcave të çuditshme për shkak të ndërveprimeve të forta ndodhin në çifte, domethënë, në çdo reaksion bërthamor, shuma e $\Sigma$S para reaksionit duhet të jetë e barabartë me $\Sigma$S pas reagimit. Megjithatë, në ndërveprimet e dobëta ligji i ruajtjes së çuditshmërisë nuk vlen.
Në eksperimentet në përshpejtuesit, u vunë re grimca që ishin të pamundura të përshkruheshin duke përdorur u-, d- Dhe s- kuarke. Për analogji me çuditshmërinë, ishte e nevojshme të futeshin edhe tre kuarkë të rinj me numra të rinj kuantikë ME = +1, NË= -1 dhe T= +1. Grimcat e përbëra nga këto kuarke kanë një masë dukshëm më të madhe (> 2 GeV/c 2). Ata kanë një shumëllojshmëri të gjerë të modeleve të prishjes me një jetëgjatësi prej ~ 10 -13 s. Një përmbledhje e karakteristikave të të gjithë kuarkeve është dhënë në tabelë. 2.
Çdo tavolinë kuarki. 2 korrespondon me antikuarkun tuaj. Për antikuarkët, të gjithë numrat kuantikë kanë shenjën e kundërt me atë të treguar për kuarkun. Sa më poshtë duhet thënë për madhësinë e masës së kuarkut. Të dhëna në tabelë. 2 vlera korrespondojnë me masat e kuarkeve të zhveshur, domethënë vetë kuarkët pa marrë parasysh gluonet që i rrethojnë. Masa e kuarkeve të veshur është më e madhe për shkak të energjisë së bartur nga gluonet. Kjo është veçanërisht e dukshme për më të lehtat u- Dhe d-kuarkët, veshja gluonike e të cilave ka një energji prej rreth 300 MeV.
Kuarkët që përcaktojnë vetitë themelore fizike të grimcave quhen kuarkë valence. Përveç kuarkeve të valencës, hadronet përmbajnë çifte virtuale të grimcave - kuarke dhe antikuarkë, të cilët emetohen dhe absorbohen nga gluonet për një kohë shumë të shkurtër.
(ku E- energjia e çiftit virtual), e cila ndodh në kundërshtim me ligjin e ruajtjes së energjisë në përputhje me relacionin e pasigurisë së Heisenberg. Çiftet virtuale të kuarkeve quhen kuarke detare ose kuarke detare. Kështu, struktura e hadroneve përfshin kuarkët dhe gluonet valente dhe detare.
Karakteristika kryesore e të gjithë kuarkeve është se ata kanë ngarkesa të forta përkatëse. Ngarkesat e forta të fushës kanë tre lloje të barabarta (në vend të një ngarkese elektrike në teorinë e forcave elektrike). Në terminologjinë historike, këto tre lloje ngarkese quhen ngjyrat e kuarkut, përkatësisht: konvencionalisht e kuqe, jeshile dhe blu. Kështu, çdo kuark në tabelë. 1 dhe 2 mund të jenë në tre forma dhe është një grimcë me ngjyrë. Përzierja e të tre ngjyrave, ashtu siç ndodh në optikë, prodhon të bardhë, domethënë zbardh grimcën. Të gjithë hadronët e vëzhguar janë të pangjyrë.
| Kuarkët |
u(lart) |
d(poshtë) |
s(e cuditshme) |
c(bukuri) |
b(poshtë) |
t(lart) |
| Masa m 0 |
(1,5-5) MeV/s 2 |
(3-9) MeV/s 2 |
(60-170) MeV/s 2 |
(1.1-4.4) GeV/s 2 |
(4.1-4.4) GeV/s 2 |
174 GeV/s 2 |
| Isospin I
|
+1/2
|
+1/2
|
0
|
0
|
0
|
0
|
| Projeksioni I 3
|
+1/2
|
-1/2
|
0
|
0
|
0
|
0
|
| Ngarkesa elektrike P/e
|
+2/3
|
-1/3
|
-1/3
|
+2/3
|
-1/3
|
+2/3
|
| Çudi S
|
0
|
0
|
-1
|
0
|
0
|
0
|
| Bukuri C
|
0
|
0
|
0
|
+1
|
0
|
0
|
| Poshtë B
|
0
|
0
|
0
|
0
|
-1
|
0
|
| Top T
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
+1
|
Ndërveprimet e kuarkut kryhen nga tetë gluone të ndryshëm. Termi "gluon" do të thotë ngjitës në anglisht, domethënë, këto kuanta të fushës janë grimca që, si të thuash, ngjitin kuarket së bashku. Ashtu si kuarkët, gluonët janë grimca me ngjyrë, por meqenëse çdo gluon ndryshon ngjyrat e dy kuarkeve në të njëjtën kohë (kuarku që lëshon gluonin dhe kuarku që thith gluonin), gluoni ngjyroset dy herë, duke mbajtur një ngjyrë dhe një antingjyrë, zakonisht ndryshe nga ngjyra.
Masa e mbetur e gluoneve, si ajo e një fotoni, është zero. Përveç kësaj, gluonët janë elektrikisht neutralë dhe nuk kanë një ngarkesë të dobët.
Hadronet gjithashtu zakonisht ndahen në grimca dhe rezonanca të qëndrueshme: barion dhe meson.
Rezonancat karakterizohen nga një jetëgjatësi jashtëzakonisht e shkurtër (~10 -20 -10 -24 s), pasi prishja e tyre është për shkak të ndërveprimit të fortë.
Dhjetra grimca të tilla u zbuluan nga fizikani amerikan L.V. Alvarez. Meqenëse rruga e grimcave të tilla drejt kalbjes është aq e shkurtër sa ato nuk mund të vërehen në detektorë që regjistrojnë gjurmë grimcash (të tilla si një dhomë flluskash, etj.), të gjitha ato u zbuluan në mënyrë indirekte, nga prania e majave në varësi të probabilitetit të ndërveprimi i grimcave të ndryshme me njëra-tjetrën në energji. Figura 1 e shpjegon këtë. Figura tregon varësinë e seksionit kryq të ndërveprimit (proporcional me vlerën e probabilitetit) të një pioni pozitiv $\pi^+$ me një proton fq nga energjia kinetike e pionit. Në një energji prej rreth 200 MeV, një kulm është i dukshëm gjatë seksionit kryq. Gjerësia e saj është $\Gamma = 110$ MeV, dhe masa totale e grimcës $\Delta^(++)$ është e barabartë me $T^(")_(max)+M_p c^2+M_\pi c ^2=1232$ MeV /с 2 , ku $T^(")_(max)$ është energjia kinetike e përplasjes së grimcave në sistemin e qendrës së tyre të masës. Shumica e rezonancave mund të konsiderohen si gjendje e ngacmuar e grimcave të qëndrueshme, pasi ato kanë të njëjtën përbërje kuarku si homologët e tyre të qëndrueshëm, megjithëse masa e rezonancave është më e madhe për shkak të energjisë së ngacmimit.
Modeli kuark i hadroneve
Ne fillojmë të përshkruajmë modelin e kuarkut të hadroneve me një vizatim të linjave të fushës që burojnë nga një burim - një kuark me një ngarkesë me ngjyrë dhe që përfundon në një antikuark (Fig. 2, b). Për krahasim, në Fig. 2, dhe ne tregojmë se në rastin e ndërveprimit elektromagnetik, linjat e forcës ndryshojnë nga burimi i tyre - ngarkesa elektrike - si një ventilator, sepse fotonet virtuale të emetuara njëkohësisht nga burimi nuk ndërveprojnë me njëri-tjetrin. Si rezultat, marrim ligjin e Kulombit.
Në ndryshim nga kjo pamje, vetë gluonët kanë ngarkesa me ngjyra dhe ndërveprojnë fort me njëri-tjetrin. Si rezultat, në vend të një tifoz të linjave të energjisë, ne kemi një pako të treguar në Fig. 2, b. Litari shtrihet midis një kuarku dhe një antikuark, por gjëja më e mahnitshme është se vetë gluonët, duke pasur ngarkesa me ngjyra, bëhen burime të gluonëve të rinj, numri i të cilave rritet ndërsa largohen nga kuarku.
Kjo pamje e ndërveprimit korrespondon me varësinë e energjisë potenciale të bashkëveprimit midis kuarkeve nga distanca midis tyre, e treguar në Fig. 3. Domethënë: deri në largësi R> 10 -13 cm, varësia U(R) ka karakter në formë hinke dhe forca e ngarkesës së ngjyrave në këtë diapazon të distancës është relativisht e vogël, kështu që kuarkët në R> 10 -15 cm, në një përafrim të parë, mund të konsiderohen si grimca të lira, jo bashkëvepruese. Ky fenomen ka emrin e veçantë të lirisë asimptotike të kuarkeve në të vogla R. Megjithatë, kur R më e madhe se një vlerë kritike $R_(cr) \afërsisht 10^(-13)$ cm e energjisë së ndërveprimit potencial U(R) bëhet drejtpërdrejt proporcional me vlerën R. Nga kjo rrjedh drejtpërdrejt se forca F = -dU/dR= konst, pra, nuk varet nga distanca. Asnjë ndërveprim tjetër që fizikanët kishin studiuar më parë nuk kishte një veti kaq të pazakontë.
Llogaritjet tregojnë se forcat që veprojnë midis një kuarku dhe një antikuark, në të vërtetë, duke filluar nga $R_(cr) \afërsisht 10_(-13) $ cm, pushojnë së varur nga distanca, duke mbetur në një nivel me përmasa të mëdha, afër 20 tonë. Në një distancë R~ 10 -12 cm (e barabartë me rrezen e bërthamave mesatare atomike) forcat e ngjyrave janë më shumë se 100 mijë herë më të mëdha se forcat elektromagnetike. Nëse krahasojmë forcën e ngjyrës me forcat bërthamore midis një protoni dhe një neutroni brenda një bërthame atomike, rezulton se forca e ngjyrës është mijëra herë më e madhe! Kështu, një pamje e re madhështore e forcave të ngjyrave në natyrë u hap para fizikantëve, shumë urdhra të përmasave më të mëdha se forcat bërthamore të njohura aktualisht. Natyrisht, menjëherë lind pyetja nëse forca të tilla mund të bëhen të funksionojnë si burim energjie. Fatkeqësisht, përgjigja për këtë pyetje është negative.
Natyrisht, lind një pyetje tjetër: deri në çfarë distancash? R ndërmjet kuarkeve, energjia potenciale rritet në mënyrë lineare me rritjen R?
Përgjigja është e thjeshtë: në distanca të mëdha tufa e linjave të fushës prishet, pasi është energjikisht më e favorshme të formohet një ndarje me lindjen e një çifti grimcash kuark-antikuark. Kjo ndodh kur energjia potenciale në vendin e ndërprerjes është më e madhe se masa e mbetur e kuarkut dhe antikuarkut. Procesi i thyerjes së grupit të linjave të forcës të fushës gluon është paraqitur në Fig. 2, V.
Ide të tilla cilësore për lindjen e një kuark-antikuarku bëjnë të mundur të kuptojmë pse kuarkët e vetëm nuk vëzhgohen fare dhe nuk mund të vëzhgohen në natyrë. Kuarkët janë të bllokuar përgjithmonë brenda hadroneve. Ky fenomen i izolimit të kuarkut quhet mbyllje. Në energji të larta, mund të jetë më e dobishme që pakoja të thyhet në shumë vende menjëherë, duke formuar shumë çifte $q\tilde q$. Në këtë mënyrë i qasemi problemit të lindjeve të shumëfishta çifte kuark-antikuark dhe formimi i avionëve të fortë të kuarkut.
Le të shqyrtojmë së pari strukturën e hadroneve të dritës, domethënë mezoneve. Ato përbëhen, siç kemi thënë tashmë, nga një kuark dhe një antikuark.
Është jashtëzakonisht e rëndësishme që të dy partnerët e çiftit të kenë të njëjtën ngarkesë me ngjyra dhe të njëjtën kundërngarkim (për shembull, një kuark blu dhe një antikuark anti-blu), në mënyrë që çifti i tyre, pavarësisht nga shijet e kuarkut, të ketë pa ngjyrë (dhe ne vëzhgojmë vetëm grimca pa ngjyrë).
Të gjithë kuarkët dhe antikuarkët kanë një rrotullim (në fraksione prej h), e barabartë me 1/2. Prandaj, rrotullimi total i një kombinimi të një kuarku dhe një antikuark është ose 0 kur rrotullimet janë antiparalele, ose 1 kur rrotullimet janë paralele me njëri-tjetrin. Por rrotullimi i një grimce mund të jetë më i madh se 1 nëse vetë kuarkët rrotullohen në disa orbita brenda grimcës.
Në tabelë Figura 3 tregon disa kombinime të çiftuara dhe më komplekse të kuarkeve, duke treguar se me cilët hadrone të njohur më parë korrespondon ky kombinim kuarkesh.
| Kuarkët |
Mesonet |
|
Kuarkët |
Barionet |
| J=0
|
J=1
|
J=1/2
|
J=3/2
|
| grimcat |
rezonancat |
grimcat |
rezonancat |
|
|
$\pi^+$
|
$\rho^+$
|
uuu
|
|
$\Delta^(++)$
|
| $\tilde u d$ |
$\pi^-$
|
$\rho^-$
|
uud
|
fq
|
$\Delta^+$
|
| $u \tilde u - d \tilde d$ |
$\pi^0$
|
$\rho^0$
|
udd
|
n
(neutron) |
\Delta^0
(delta0) |
| $u \tilde u + d \tilde d$ |
$\eta$
|
$\omega$
|
ddd
|
|
$\Delta^-$
|
| $d \tilde s$ |
$k^0$
|
$k^0*$
|
uus
|
$\Sigma^+$
|
$\Sigma^+*$
|
| $u \tilde s$ |
$k^+$
|
$k^+*$
|
uds
|
$\Lambda^0$
|
$\Sigma^0*$
|
| $\tilde u s$ |
$k^-$
|
$k^-*$
|
dds
|
$\Sigma^-$
|
$\Sigma^-*$
|
| $c \tilde d$ |
$D^+$
|
$D^+*$
|
uss
|
$\Xi^0$
|
$\Xi^0*$
|
| $c \tilde s$ |
$D^+_s$
|
$D^+_s*$
|
dss
|
$\Xi^-$
|
$\Xi^-*$
|
| $c \tilde c$ |
Harmonia |
$J/\psi$
|
sss
|
$\Omega^-$
|
|
| $b \tilde b$ |
Botonium |
Upsilon |
udc
|
$\Lambda^+_c$
(lambda-tse+) |
|
| $c \tilde u$ |
$D^0$
|
$D^0*$
|
uuc
|
$\Sigma^(++)_c$
|
|
| $b \tilde u$ |
$B^-$
|
$B*$
|
udb
|
$\Lambda_b$
|
|
Nga mesonet dhe rezonancat e mezoneve më të studiuara aktualisht, grupi më i madh përbëhet nga grimca të lehta jo aromatike, numrat kuantikë të të cilave S = C = B= 0. Ky grup përfshin rreth 40 grimca. Tabela 3 fillon me pionet $\pi$ ±,0, të zbuluara nga fizikani anglez S.F. Powell në vitin 1949. Pionët e ngarkuar jetojnë për rreth 10 -8 s, duke u zbërthyer në lepton sipas skemave të mëposhtme:
$\pi^+ \to \mu + \nu_(\mu)$ dhe $\pi^- \to \mu^- + \tilde \nu_(\mu)$.
“Të afërmit” e tyre në tabelë. 3 - rezonancat $\rho$ ±,0 (mezonet rho), ndryshe nga pionët, kanë rrotullim J= 1, ato janë të paqëndrueshme dhe jetojnë vetëm për rreth 10 -23 s. Arsyeja për prishjen e $\rho$ ±,0 është ndërveprimi i fortë.
Arsyeja e prishjes së pioneve të ngarkuar është për shkak të ndërveprimit të dobët, përkatësisht, faktit që kuarkët që përbëjnë grimcën janë në gjendje të emetojnë dhe thithin si rezultat i ndërveprimit të dobët për një kohë të shkurtër. t në përputhje me relacionin (4), bozonet me matës virtual: $u \në d + W^+$ ose $d \to u + W^-$, dhe, ndryshe nga leptonet, kalimet e një kuarku të një brezi në një kuark prej kryhen gjithashtu një gjeneratë tjetër, për shembull $u \to b + W^+$ ose $u \to s + W^+$, etj., megjithëse kalime të tilla janë dukshëm më të rralla se kalimet brenda një gjenerate. Në të njëjtën kohë, gjatë të gjitha transformimeve të tilla, ngarkesa elektrike në reaksion ruhet.
Studimi i mezoneve duke përfshirë s- Dhe c-quarkët, çuan në zbulimin e disa dhjetëra grimcave të çuditshme dhe magjepsëse. Hulumtimet e tyre tani po kryhen në shumë qendra shkencore në mbarë botën.
Studimi i mezoneve duke përfshirë b- Dhe t-Kuarkët, filluan intensivisht në përshpejtuesit dhe nuk do të flasim më në detaje për ta tani për tani.
Le të kalojmë në shqyrtimin e hadroneve të rënda, domethënë barioneve. Të gjithë ata përbëhen nga tre kuarkë, por ata që kanë të tre llojet e ngjyrave, pasi, si mesonet, të gjithë barionet janë pa ngjyrë. Kuarkët brenda barioneve mund të kenë lëvizje orbitale. Në këtë rast, rrotullimi total i grimcës do të tejkalojë rrotullimin total të kuarkut, i barabartë me 1/2 ose 3/2 (nëse rrotullimet e të tre kuarkeve janë paralele me njëri-tjetrin).
Barioni me masën minimale është protoni fq(shih tabelën 3). Janë protonet dhe neutronet që përbëjnë të gjitha bërthamat atomike të elementeve kimike. Numri i protoneve në një bërthamë përcakton ngarkesën e saj totale elektrike Z.
Grimca tjetër kryesore e bërthamave atomike është neutroni n. Një neutron është pak më i rëndë se një proton, është i paqëndrueshëm dhe në gjendje të lirë, me një jetëgjatësi prej rreth 900 s, zbërthehet në një proton, elektron dhe neutrino. Në tabelë Figura 3 tregon gjendjen e kuarkut të protonit uud dhe neutron udd. Por me rrotullimin e këtij kombinimi kuarkesh J= Formohen përkatësisht 3/2 rezonanca $\Delta^+$ dhe $D^0$. Të gjithë barionet e tjerë përbëhen nga kuarkë më të rëndë s, b, t, dhe kanë një masë dukshëm më të madhe. Mes tyre, me interes të veçantë ishte W- -hiperon, i përbërë nga tre kuarkë të çuditshëm. Ajo u zbulua së pari në letër, domethënë me llogaritje, duke përdorur ide rreth strukturës së kuarkut të barioneve. Të gjitha vetitë themelore të kësaj grimce u parashikuan dhe më pas u konfirmuan nga eksperimentet.
Shumë fakte të vëzhguara eksperimentalisht tani tregojnë bindshëm ekzistencën e kuarkeve. Në veçanti, po flasim për zbulimin e një procesi të ri në reaksionin e përplasjes së elektroneve dhe pozitroneve, duke çuar në formimin e avionëve kuark-antikuark. Një diagram i këtij procesi është paraqitur në Fig. 4. Eksperimenti u krye në përplasësit në Gjermani dhe SHBA. Figura tregon drejtimin e trarëve me shigjeta e+ dhe e- , dhe nga pika e përplasjes së tyre shpëton një kuark q dhe antikuark $\tilde q$ në këndin zenit $\Theta$ me drejtimin e fluturimit e+ dhe e- . Kjo lindje e një çifti $q+\tilde q$ ndodh në reaksion
$$e^+ + e^- \to \gamma_(virt) \to q + \tilde q$$
Siç kemi thënë tashmë, një tufë linjash të energjisë (më shpesh të quajtura një varg) kur shtrihet mjaftueshëm thyhet në komponentë.
Në energjinë e lartë të kuarkut dhe antikuarkut, siç u përmend më herët, vargu prishet në shumë vende, si rezultat i të cilit dy rreze të ngushta grimcash sekondare pa ngjyrë formohen në të dy drejtimet përgjatë vijës së fluturimit të kuarkut q dhe antikuarkut. siç tregohet në Fig. 4. Rrezet e tilla të grimcave quhen avionë. Shumë shpesh, vërehet eksperimentalisht formimi i tre, katër ose më shumë rrymave të grimcave në të njëjtën kohë.
Në eksperimentet e kryera në energjitë e superpërshpejtuesit në rrezet kozmike, në të cilat mori pjesë autori i këtij artikulli, u morën fotografi të procesit të formimit të shumë avionëve. Fakti është se litari ose vargu është njëdimensional dhe për këtë arsye qendrat e formimit të tre, katër ose më shumë avionëve janë gjithashtu të vendosura përgjatë një vije të drejtë.
Teoria që përshkruan ndërveprime të forta quhet kromodinamika kuantike ose shkurt QCD. Është shumë më komplekse sesa teoria e ndërveprimeve elektro-të dobëta. QCD është veçanërisht i suksesshëm në përshkrimin e të ashtuquajturave procese të vështira, domethënë proceset e ndërveprimit të grimcave me transferim të madh të momentit midis grimcave. Megjithëse krijimi i teorisë nuk ka përfunduar ende, shumë fizikanë teorikë janë tashmë të zënë me krijimin e "bashkimit të madh" - unifikimin e kromodinamikës kuantike dhe teorinë e ndërveprimit elektro-të dobët në një teori të vetme.
Si përfundim, le të shqyrtojmë shkurtimisht nëse gjashtë leptone dhe 18 kuarkë shumëngjyrësh (dhe antigrimcat e tyre), si dhe kuantet e fushave themelore - fotoni, W ± -, Z 0 bozone, tetë gluone dhe, së fundi, kuantet e fushës gravitacionale - gravitone - i gjithë arsenali i grimcave vërtet elementare, ose më saktë, grimcave themelore. Me sa duket jo. Me shumë mundësi, fotografitë e përshkruara të grimcave dhe fushave janë vetëm një pasqyrim i njohurive tona aktuale. Jo më kot ka tashmë shumë ide teorike që përfshijnë një grup të madh të të ashtuquajturave grimca supersimetrike ende të vëzhguara, një oktet kuarkesh super të rënda dhe shumë më tepër.
Natyrisht, fizika moderne është ende larg ndërtimit të një teorie të plotë të grimcave. Ndoshta fizikani i madh Albert Einstein kishte të drejtë kur besonte se vetëm marrja parasysh e gravitetit, pavarësisht rolit të tij tani në dukje të vogël në mikrobotë, do të bënte të mundur ndërtimin e një teorie rigoroze të grimcave. Por e gjithë kjo është tashmë në shekullin 21 ose edhe më vonë.
Letërsia
1. Okun L.B. Fizika e grimcave elementare. M.: Nauka, 1988.
2. Kobzarev I.Yu. Laureatët e çmimit Nobel 1979: S. Weinberg, S. Glashow, A. Salam // Natyra. 1980. N 1. F. 84.
3. Zeldovich Ya.B. Klasifikimi i grimcave elementare dhe kuarkeve siç paraqitet për këmbësorët // Uspekhi fiz. Shkencë. 1965. T. 8. F. 303.
4. Krainov V.P. Marrëdhënia e pasigurisë për energjinë dhe kohën // Revista Arsimore Soros. 1998. N 5. F. 77-82.
5. Nambu I. Pse nuk ka kuarkë të lirë // Uspekhi fiz. Shkencë. 1978. T. 124. F. 146.
6. Zhdanov G.B., Maksimenko V.M., Slavatinsky S.A. Eksperimenti "Pamir" // Natyra. 1984. N 11. F. 24
Rishikues i artikullit L.I. Saryçeva
S. A. Slavatinsky Instituti i Fizikës dhe Teknologjisë në Moskë, Dolgoprudny, rajoni i Moskës.
Strukturat e mikrobotës
Më parë, grimcat elementare quheshin grimca që janë pjesë e një atomi dhe nuk mund të ndahen në përbërës më elementar, përkatësisht elektrone dhe bërthama.
Më vonë u zbulua se bërthamat përbëhen nga grimca më të thjeshta - nukleonet(protonet dhe neutronet), të cilat nga ana e tyre përbëhen nga grimca të tjera. Kjo është arsyeja pse grimcat më të vogla të materies filluan të konsideroheshin grimca elementare
, duke përjashtuar atomet dhe bërthamat e tyre
.
Deri më sot, janë zbuluar qindra grimca elementare, gjë që kërkon klasifikimin e tyre:
– sipas llojit të ndërveprimit
- sipas kohës së jetës
– shpina më e madhe
Grimcat elementare ndahen në grupet e mëposhtme:
Grimca të përbëra dhe themelore (pa strukturë).
Grimcat e përbëra
Hadronet (të rëndë)– grimcat që marrin pjesë në të gjitha llojet e ndërveprimeve themelore. Ato përbëhen nga kuarke dhe ndahen, nga ana tjetër, në: mezonet– hadronet me spin me numër të plotë, pra janë bozon; barionet– hadrone me spin gjysmë të plotë, pra fermione. Këto, në veçanti, përfshijnë grimcat që përbëjnë bërthamën e një atomi - proton dhe neutron, d.m.th. nukleonet.
Grimcat themelore (pa strukturë).
Leptone (drita)– fermionet, të cilët kanë formën e grimcave pikësore (d.m.th. të papërbëra nga asgjë) deri në shkallë të rendit 10 − 18 m. Nuk marrin pjesë në ndërveprime të forta. Pjesëmarrja në ndërveprimet elektromagnetike u vu re eksperimentalisht vetëm për leptonët e ngarkuar (elektrone, muone, tau lepton) dhe nuk u vu re për neutrinot.
Kuarkët– grimcat e ngarkuara në mënyrë të pjesshme që përbëjnë hadronet. Ata nuk u vëzhguan në gjendje të lirë.
Bozonet matës– grimcat përmes shkëmbimit të të cilave kryhen ndërveprimet:
– foton – grimcë që mbart ndërveprim elektromagnetik;
– tetë gluone – grimca që bartin ndërveprim të fortë;
– tre bozone vektoriale të ndërmjetme W + , W− dhe Z 0, të cilat tolerojnë ndërveprime të dobëta;
– gravitoni është një grimcë hipotetike që transferon bashkëveprimin gravitacional. Ekzistenca e gravitoneve, edhe pse ende nuk është provuar eksperimentalisht për shkak të dobësisë së ndërveprimit gravitacional, konsiderohet mjaft e mundshme; megjithatë, gravitoni nuk përfshihet në Modelin Standard të grimcave elementare.
Sipas koncepteve moderne, grimcat themelore (ose grimcat elementare "të vërteta") që nuk kanë një strukturë të brendshme dhe dimensione të fundme përfshijnë:
Kuarkët dhe leptonët
Grimcat që sigurojnë ndërveprime themelore: gravitone, fotone, bozon vektorial, gluon.
Klasifikimi i grimcave elementare sipas jetëgjatësisë:
- e qëndrueshme:
grimca jetëgjatësia e të cilave është shumë e gjatë (në kufi priret në pafundësi). Kjo perfshin elektronet
, protonet
, neutrino
. Neutronet janë gjithashtu të qëndrueshme brenda bërthamave, por ato janë të paqëndrueshme jashtë bërthamës.
- e paqëndrueshme
(kuazi-stabile): grimcat elementare janë ato grimca që prishen për shkak të ndërveprimeve elektromagnetike dhe të dobëta dhe jetëgjatësia e të cilave është më shumë se 10-20 sekonda. Grimca të tilla përfshijnë neutron i lirë
(d.m.th. një neutron jashtë bërthamës së një atomi)
- rezonancat
(i paqëndrueshëm, jetëshkurtër). Rezonancat përfshijnë grimcat elementare që prishen për shkak të ndërveprimeve të forta. Jetëgjatësia e tyre është më pak se 10 -20 sekonda.
Klasifikimi i grimcave sipas pjesëmarrjes në ndërveprime:
- leptonet
: Këto përfshijnë neutronet. Të gjithë ata nuk marrin pjesë në vorbullën e ndërveprimeve intranukleare, d.m.th. nuk i nënshtrohen ndërveprimeve të forta. Ata marrin pjesë në ndërveprim të dobët, dhe ata me ngarkesë elektrike gjithashtu marrin pjesë në ndërveprim elektromagnetik
- hadronet
: grimcat që ekzistojnë brenda bërthamës atomike dhe marrin pjesë në ndërveprime të forta. Më të famshmit prej tyre janë proton
Dhe neutron
.
E njohur sot gjashtë leptone
:
Në të njëjtën familje me elektronin janë muonet dhe grimcat tau, të cilat janë të ngjashme me elektronin, por më masive. Muonet dhe grimcat tau janë të paqëndrueshme dhe përfundimisht zbërthehen në disa grimca të tjera, duke përfshirë elektronin
Tre grimca elektrike neutrale me masë zero (ose afër zeros, shkencëtarët nuk kanë vendosur ende për këtë pikë), të quajtura neutrino
. Secila nga tre neutrinot (neutrinoja e elektroneve, neutrinoja muonike, neutrinoja tau) është çiftuar me një nga tre llojet e grimcave të familjes së elektroneve.
Me i famshmi hadronet
, protonet dhe neutrinot ka qindra të afërm, të cilët lindin në numër të madh dhe prishen menjëherë në procesin e reaksioneve të ndryshme bërthamore. Me përjashtim të protonit, ata janë të gjithë të paqëndrueshëm dhe mund të klasifikohen sipas përbërjes së grimcave në të cilat ato zbërthehen:
Nëse ka një proton midis produkteve përfundimtare të zbërthimit të grimcave, atëherë ai quhet barion
Nëse nuk ka proton midis produkteve të kalbjes, atëherë thërrmija quhet meson
.
Pamja kaotike e botës nënatomike, e cila u bë më komplekse me zbulimin e çdo hadroni të ri, i la vendin një tabloje të re me ardhjen e konceptit të kuarkut. Sipas modelit të kuarkut, të gjithë hadronet (por jo leptonet) përbëhen nga grimca edhe më elementare - kuarke. Kështu që barionet
(në veçanti protoni) përbëhet nga tre kuarke, dhe mezonet
- nga çifti kuark - antikuark.
|
