|
Grimca themelore me ngarkesë elektrike. grimca themelore
MBI KUPTIMIN E LËVIZJES SË LËVIZJES, AFTËSISË SË SAJ PËR VETËZHVILLIM, SI DHE LIDHJES DHE NDËRVEPRIMIT TË OBJEKTEVE MATERIALE NË SHKENCEN MODERNE NATYRORE Tsyupka V.P. Institucioni Arsimor Autonom Shtetëror Federal i Arsimit të Lartë Profesional "Universiteti Kombëtar i Kërkimeve Shtetërore Belgorod" (NRU "BelGU")
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 pashkatërrueshmëria 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, d.m.th., në çdo ndryshim që ndodh me të. Gjatë ndryshimit, disa veti të një objekti material ndryshojnë gjithmonë. Meqenëse tërësia e të gjitha vetive të një objekti material, që karakterizon sigurinë, individualitetin, veçorinë 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 "prona - 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 si dhe 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 veprimtarinë e vet të materies dhe të 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 është në një marrëdhënie ekuivalente me masën. Prandaj, masa mund të karakterizojë jo vetëm sasinë e një substance, por edhe shkallën e aktivitetit të saj. Nga fakti që lëvizja e materies ekziston përgjithmonë dhe është pafundësisht e larmishme në formën e manifestimeve të saj, rrjedh në mënyrë të pashmangshme se energjia që karakterizon lëvizjen e materies në mënyrë sasiore ekziston gjithashtu përjetësisht (e pakrijuar dhe e pashkatërrueshme) dhe pafundësisht e larmishme në formën e manifestimeve të saj. . "Kështu, energjia nuk zhduket kurrë dhe nuk rishfaqet, ajo ndryshon vetëm nga një formë në tjetrën" 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 ndikimit të tyre mbi njëri-tjetrin. Lëvizja e vakumit fizik (fushat e lira themelore në gjendje normale) zvogëlohet në faktin se ai gjatë gjithë kohës devijon paksa 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 vakumit fizik në lëvizje, energjia e tij është afër zeros. Por vakuumi fizik mund të kalojë për ca kohë në një vend 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 fermionike (spinorike) mund të krijojnë 24 fermione (6 kuarkë dhe 6 antikuarkë, si dhe 6 leptonë dhe 6 antileptonë), të cilët ndahen 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, duke pasur një masë më të madhe (ngarkesë më të madhe gravitacionale), kuarkë magjepsës dhe të çuditshëm (dhe antikuarkë), si dhe leptone muon dhe neutrino muon (dhe antimuon me muon antineutrino). Në gjeneratën e tretë, kuarkët e vërtetë dhe të bukur (dhe antikuarkët), 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, ato janë të paqëndrueshme dhe prishen me formimin e fermioneve të gjeneratës së parë. Fushat themelore bosonike (matëse) mund të gjenerojnë 18 lloje bozonësh: fushë gravitacionale - gravitone, fushë elektromagnetike - fotone, fushë e dobët ndërveprimi - 3 lloje "vionësh" 1, fusha gluonike - 8 lloje gluonësh, fusha Higgs - 5 lloje Higgs bozonet. Vakuumi 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 mikrokozmosit, lëvizja zvogëlohet: për shpërndarjen, përplasjen dhe shndërrimin në njëra-tjetrën të grimcave elementare; 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, lëshimin e atomeve, zëvendësimin e disa atomeve nga të tjerët, ndryshimin e renditjes së atomeve në lidhje me njëri-tjetrin në molekulë.
Për substancën e makrokozmosit dhe të megabotës, lëvizja reduktohet në zhvendosje, përplasje, deformim, shkatërrim, bashkim të trupave të ndryshëm, si dhe në ndryshimet e tyre nga më të ndryshmet. Nëse lëvizja e një objekti material (një fushë e kuantizuar ose një 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 një lëvizje e tillë quhet formë fizike. Nëse lëvizja e një objekti material shoqërohet nga një ndryshim në vetitë e tij kimike, për shembull, tretshmëria, djegshmëria, aciditeti, atëherë një lëvizje e tillë referohet si një formë kimike. Nëse lëvizja ka të bëjë me ndryshimin e objekteve të mega-botës (objektet kozmike), atëherë një lëvizje e tillë quhet një formë astronomike. Nëse lëvizja ka të bëjë me një ndryshim në objektet e predhave të thella të tokës (brenda tokës), atëherë një lëvizje e tillë referohet si një formë gjeologjike. Nëse lëvizja ka të bëjë me një ndryshim në objektet e guaskës gjeografike që bashkon të gjitha guaskat tokësore sipërfaqësore, atëherë një lëvizje e tillë referohet si një formë gjeografike. Lëvizja e trupave të gjallë dhe sistemeve të tyre në formën e manifestimeve të tyre të ndryshme jetësore quhet një formë biologjike. Lëvizja e objekteve materiale, e shoqëruar nga një ndryshim në pronat e rëndësishme shoqërore me pjesëmarrjen e detyrueshme të një personi, për shembull, nxjerrja e mineralit të hekurit dhe prodhimi i hekurit dhe çelikut, kultivimi i panxharit të sheqerit dhe prodhimi i sheqerit, është referuar 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 një fushë e kuantizuar te trupat mund të përfshijë disa forma. Për shembull, përplasja (përplasja) elastike e dy trupave të ngurtë në formën e topave të bilardos përfshin si ndryshimin e pozicionit të topave në raport me njëri-tjetrin dhe tabelën me kalimin e kohës, si dhe rrotullimin e topave dhe fërkimin e topat në sipërfaqen e tavolinës dhe ajrit, dhe lëvizja e grimcave të secilit top, dhe ndryshimi praktikisht i kthyeshëm i formës së topave gjatë përplasjes elastike dhe shkëmbimi i energjisë kinetike me shndërrimin e saj të pjesshëm në energjinë e brendshme të topat gjatë përplasjes elastike, dhe transferimi i nxehtësisë midis topave, ajrit dhe sipërfaqes së tryezës, dhe zbërthimi i mundshëm radioaktiv i bërthamave të izotopeve të paqëndrueshme që gjenden 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 të kushtëzuara nga shoqëria, 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 kushtëzuara 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 kushtëzuara 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 në objektet materiale astronomike, gjeologjike, gjeografike, biologjike ose të kushtëzuara nga shoqëria. 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 kufizohet në studimin e vetëm formave komplekse të lëvizjes, duke injoruar ato të thjeshta. Për shembull, studimi i lëvizjes biologjike është një plotësues i mirë i studimit të formave fizike dhe kimike të lëvizjes që manifestohen në këtë rast.
2. Aftësia e materies për vetë-zhvillim
Siç dihet, vetë-zhvillimi i materies, dhe materia është e aftë për vetë-zhvillim, karakterizohet nga një ndërlikim gradual spontan, i drejtuar dhe i pakthyeshëm 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 shkaqe të brendshme, natyrore. Drejtimi i vetë-zhvillimit të materies nënkupton një lloj kanalizimi të procesit të ndërlikimit gradual të formave të materies në lëvizje nga një nga format e saj që ekzistonte më parë në një formë tjetër që u shfaq më vonë: për çdo formë të re të materies në lëvizje, ju. mund të gjeni formën e mëparshme të materies lëvizëse që i dha fillimin dhe anasjelltas, për çdo formë të mëparshme të materies lëvizëse, mund të gjeni një formë të re të materies lëvizëse që ka lindur prej saj. Në të njëjtën kohë, 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. Për shkak të kanalizimit të vetë-zhvillimit të materies në lëvizje, lind një lloj serie e ndërlikimeve graduale të formave të saj, duke treguar se në cilin drejtim, si dhe në cilat forma të ndërmjetme (kalimtare) zhvillohet zhvillimi historik i një ose një forme tjetër të lënda lëvizëse vazhdoi. 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 formën e materies lëvizëse që i parapriu. prej nga lindi, por mund të bëhet forma e mëparshme për forma të reja. Dhe nëse papritmas çdo formë e re e materies në lëvizje rezulton të jetë shumë e ngjashme me një nga format që i paraprinë, atëherë kjo nuk do të thotë që materia lëvizëse filloi të zhvillohej vetë në drejtim të kundërt: u shfaq forma e mëparshme e materies në lëvizje. 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 integrale të materies janë komunikimi dhe ndërveprimi, të cilat janë shkaku i lëvizjes së saj. Meqenëse lidhja dhe ndërveprimi janë shkaku i lëvizjes së materies, prandaj lidhja dhe ndërveprimi, si lëvizja, janë universale, domethënë të qenësishme në të gjitha objektet materiale, pavarësisht nga natyra, origjina dhe kompleksiteti i tyre. Të gjitha dukuritë 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 ligjet 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. Për çdo objekt material, të ekzistosh do të thotë të shfaqesh disi në raport me objektet e tjera materiale, duke ndërvepruar me to, duke qenë në lidhje dhe marrëdhënie objektive me to. Nëse një “objekt hipotetik material që nuk do të shfaqej në asnjë mënyrë në lidhje me disa objekte të tjera materiale, nuk do të lidhej në asnjë mënyrë me to, 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 ne do të kishim zero informacion për të." 2 Ndërveprimi është një proces i ndikimit të ndërsjellë të disa objekteve materiale mbi të tjerët me shkëmbimin e energjisë. Ndërveprimi i objekteve reale mund të jetë i drejtpërdrejtë, për shembull, në formën e një përplasjeje (përplasjeje) të dy trupave të ngurtë. Dhe kjo mund të ndodhë në distancë. Në këtë rast, ndërveprimi i objekteve reale 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 reale në distancë, sipas mekanizmit kuantik-fushë të transferimit të ndërveprimit, është i një natyre shkëmbimi, pasi bashkëveprimi transferohet nga grimcat bartëse në formën e kuanteve të fushës themelore bosonike (matëse) përkatëse. Bozonet e ndryshme si grimca bartëse të ndërveprimit janë ngacmimet (devijimet, perturbimet, luhatjet) e fushave themelore bosonike (matëse) përkatëse: gjatë emetimit dhe përthithjes së një objekti material, ato janë reale, dhe gjatë përhapjes ato janë virtuale. Rezulton se në çdo rast, ndërveprimi i objekteve materiale, qoftë edhe në distancë, është një veprim me rreze të shkurtër, pasi kryhet pa asnjë boshllëk, zbrazëti. Ndërveprimi i një grimce me një antigrimcë të materies shoqërohet me asgjësimin e tyre, d.m.th., shndërrimin e tyre në fushën përkatëse fermionike (spinorike). 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 e niveleve të tyre të energjisë në atome, ndërsa vetë elektronet kryejnë lëvizje osciluese 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 një masë" 1 pushimi, d.m.th., 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 makrokozmos manifestimi i tij është i dukshëm dhe shkakton, për shembull, rënien e trupave në Tokë, dhe në megabotën luan një rol udhëheqës për shkak të masave të mëdha të trupave të megabotës 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 gravitacioni i ndërsjellë dhe një origjinë 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 - një sistem 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 cikle të reja zhvillimi. "Ndërveprimi elektromagnetik është për shkak të ngarkesave elektrike dhe transmetohet" 1 nga fotonet e fushës elektromagnetike në çdo distancë të madhe. Fusha elektromagnetike lidh trupat dhe grimcat që kanë ngarkesë 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 të lëvizshme janë të lidhura nga përbërësit elektrikë dhe 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 burim i një fushe magnetike alternative" 2 . "Ndërveprimi elektromagnetik mund të shfaqet edhe si tërheqje (midis ngarkesave të kundërta) dhe si zmbrapsje (midis" 3 ngarkesave të ngjashme). Ndërveprimi elektromagnetik është shumë më i fortë se ai gravitacional. Ajo manifestohet si në mikrokozmos, ashtu edhe në makrokozmos dhe megabotë, por roli kryesor i takon asaj në makrokozmos. Ndërveprimi elektromagnetik siguron bashkëveprimin e elektroneve me bërthamat. Ndërveprimi ndëratomik dhe ndërmolekular është elektromagnetik, falë tij, për shembull, ekzistojnë molekula dhe kryhet forma kimike e lëvizjes së materies, ekzistojnë trupa dhe përcaktohen gjendjet e tyre të grumbullimit, elasticiteti, fërkimi, tensioni sipërfaqësor i një lëngu, vizioni. funksione. Kështu, ndërveprimi elektromagnetik siguron stabilitetin e atomeve, molekulave dhe trupave makroskopikë. Ndërveprimi i dobët përfshin grimcat elementare që kanë një masë pushimi, ai bartet nga "vionet" me 4 fusha matës. Fushat e bashkëveprimit të dobët lidhin grimca të ndryshme elementare me masën e qetë. Ndërveprimi i dobët është shumë më i dobët se ai elektromagnetik, por më i fortë se ai gravitacional. Për shkak të veprimit të tij të shkurtër, ai manifestohet vetëm në mikrokozmos, duke shkaktuar, për shembull, shumicën e vetë-shkatërrimit të grimcave elementare (për shembull, një neutron i lirë vetë-shkatërrohet me pjesëmarrjen e një bozoni matës të ngarkuar negativisht në një proton , një elektron dhe një elektron antineutrino, ndonjëherë formohet një foton tjetër), ndërveprimi i një neutrine 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 stabilitetin e tyre. Ndërveprimi i fortë është 1000 herë më i fortë se ai elektromagnetik dhe nuk lejon që protonet me ngarkesë të njëjtë të bashkuar në bërthamë të shpërndahen. Reaksionet termonukleare, në të cilat disa bërthama kombinohen në një, janë gjithashtu të mundshme për shkak të ndërveprimit të fortë. Reaktorët termonuklearë natyrorë janë yje që krijojnë të gjithë elementët kimikë më të rëndë se hidrogjeni. Bërthamat e rënda multinukleonike bëhen të paqëndrueshme dhe ndahen, sepse dimensionet 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 larta të përplasjes së protoneve - rreth 100 GeV - ... ndërveprimet e dobëta dhe elektromagnetike nuk ndryshojnë - ato mund të konsiderohen si një e vetme elektro e dobët ndërveprim." 1 Supozohet se "në një energji prej 10 15 GeV, një ndërveprim i fortë i bashkon ato, dhe në" 2 edhe "energji më të larta të ndërveprimit të grimcave (deri në 10 19 GeV) ose në një temperaturë jashtëzakonisht të lartë të materies, të katër themelore ndërveprimet karakterizohen nga e njëjta forcë, pra 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 vakuumi fizik. Në procesin e zgjerimit të mëtejshëm të universit, i shoqëruar nga një ftohje e shpejtë e materies së formuar, bashkëveprimi integral fillimisht u nda në elektro-dobët, gravitacional dhe i fortë, dhe më pas bashkëveprimi elektromagnetik dhe i dobët, d.m.th., në katër. ndërveprime thelbësisht të ndryshme nga njëra-tjetra.
BIBLIOGRAFI:
Karpenkov, S. Kh. Konceptet themelore të shkencës natyrore [Teksti]: tekst shkollor. shtesa 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. : UNITI-DANA, 2005. - 317 f. Problemet filozofike të shkencave natyrore [Teksti]: tekst shkollor. shtesa për studentët e diplomuar dhe studentët e filozofisë. dhe natyrat. false. un-tov / Ed. S. T. Melyukhina. - M. : Shkolla e lartë, 1985. - 400 f. Tsyupka, V.P. Fotografia e shkencës natyrore të botës: konceptet e shkencës moderne natyrore [Teksti]: tekst shkollor. shtesa / V. P. Tsyupka. - Belgorod: IPK NRU "BelGU", 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: ekstramurale. elektron. shkencore konf. "Konceptet e shkencës moderne natyrore ose fotografia e shkencës natyrore të 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. S. 181. 3Karpenkov S. Kh. Konceptet themelore të shkencës natyrore ... S. 60. 1Karpenkov S. Kh. Konceptet themelore të shkencës natyrore ... S. 79. 1Karpenkov S. Kh. 1 Probleme filozofike të shkencës natyrore ... S. 178. 2 Po aty. S. 191. 1Karpenkov S. Kh. Konceptet themelore të shkencës natyrore ... S. 67. 1Karpenkov S. Kh. Konceptet themelore të shkencës natyrore ... S. 68. 3 Problemet filozofike të shkencës natyrore ... S. 195. 4Karpenkov S. Kh. Konceptet themelore të shkencës natyrore ... S. 69. 1Karpenkov S. Kh. Konceptet themelore të shkencës natyrore ... S. 70. 2 Konceptet e shkencës moderne natyrore. M. UNITET-DANA. 2005. S. 119. 3Karpenkov S. Kh. Konceptet themelore të shkencës natyrore ... S. 71.
Tsyupka V.P. MBI KUPTIMIN E LËVIZJES SË LËVIZJES, AFTËSISË SË SAJ PËR VETËZHVILLIM, SI DHE LIDHJES DHE NDËRVEPRIMIT TË OBJEKTEVE MATERIALE NË SHKENCEN MODERNE NATYRORE // Arkivi elektronik shkencor.
URL: (data e hyrjes: 17.03.2020).
|
±1 |
1
|
80,4
|
Ndërveprim i dobët |
| Z0 |
0
|
1
|
91,2
|
Ndërveprim i dobët |
| Gluon |
0
|
1
|
0
|
Ndërveprim i fortë |
| Bozon Higgs |
0
|
0
|
≈125,09±0,24 |
masë inerciale |
| 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 për 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 përbërëse
| |
|---|
|
|
|
| |
|---|
|
|---|
|
|
Të tjera
klasifikimi
grimcat
| |
|---|
|
Një fragment që karakterizon grimcën themelore
Të nesërmen u zgjua vonë. Duke rimarrë përshtypjet e së shkuarës, kujtoi, para së gjithash, se sot duhej t'i prezantohej perandorit Franz, kujtoi Ministrin e Luftës, krahun e sjellshëm të adjutantit austriak, Bilibin, dhe bisedën e një mbrëmjeje të mëparshme. I veshur me uniformë të plotë, të cilën nuk e kishte veshur prej kohësh, për një udhëtim në pallat, ai, i freskët, i gjallë dhe i pashëm, me një dorë të fashuar, hyri në zyrën e Bilibin. 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 e të gëzuar, si në Vjenë ashtu edhe këtu, krijuan një rreth të veçantë, të cilin Bilibin, që ishte kreu i këtij rrethi, e quajti të yni, les netres. Ky rreth, i cili përbëhej pothuajse ekskluzivisht nga diplomatë, me sa duket kishte interesat e veta të shoqërisë së lartë, marrëdhëniet me gra të caktuara dhe anën klerikale të shërbimit, që nuk kishte të bënte me luftën dhe politikën. Këta zotërinj, me sa duket, me dëshirë, si të tyret (një nder që u bënë disave), e pranuan Princin Andrei në rrethin e tyre. 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, "është veçanërisht mirë që kancelari i tha atij drejtpërdrejt se emërimi i tij në Londër ishte një promovim dhe se ai duhet ta shikonte atë në këtë mënyrë. E shihni figurën e tij në të njëjtën kohë?...
"Por ajo që është më e keqja, zotërinj, unë ju tradhtoj Kuragin: një njeri është në fatkeqësi dhe ky Don Zhuan, ky njeri i tmerrshëm, po përfiton nga kjo!"
Princi Hippolyte ishte shtrirë në një karrige të Volterit, me këmbët mbi dorezë. Ai qeshi.
- Parlez moi de ca, [Mirë, mirë, mirë,] - 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, [Gruaja është shoqja e një burri,] - tha Princi Hippolyte dhe filloi të shikonte këmbët e tij të ngritura përmes një lorgnete.
Bilibin dhe tanët shpërthyen së qeshuri, duke parë Ipolitin në sy. Princi Andrei pa që ky Ippolit, të cilin ai (ai duhej të rrëfente) ishte gati xheloz për gruan e tij, ishte një shaka në këtë shoqëri.
"Jo, duhet të të trajtoj me Kuragins," 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 palosjet në ballë, filloi një bisedë me të për politikë. Princi Andrei dhe të tjerët i rrethuan të dy.
- Le cabinet de Berlin ne peut pas exprimer un sentiment d "aleancë", filloi Hippolyte, duke shikuar në mënyrë të konsiderueshme të gjithë, - 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... ju e kuptoni... e kuptoni... megjithatë, nëse Madhëria e Tij Perandori bën të mos ndryshojë thelbin e aleancës sonë…]
- Attendez, je n "ai pas fini ... - i tha Princit Andrei, duke i kapur dorën. - 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 mbarova. Mendoj se ndërhyrja do të jetë më e fortë se mosndërhyrja dhe... Është e pamundur të konsiderohet rasti i përfunduar me mospranimin e dërgesës sonë të 28 nëntorit. Si do të përfundojë e gjithë kjo?]
Dhe ai ia lëshoi dorën Bolkonsky, duke treguar se tani ai kishte mbaruar plotësisht.
- Demosthenes, je te reconnais au caillou que tu as cache dans ta bouche d "or! [Demosthenes, të njoh nga guraleca që fsheh në buzët e tua të arta!] - tha Bilibin, të cilit i lëvizte kapela e flokëve në kokë me kënaqësi .
Të gjithë qeshën. Hipoliti qeshi më fort. Ai me sa duket po vuante, po mbytej, por nuk mund të mos qeshte egërsisht, duke shtrirë 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 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 atë vrimë të keqe Moraviane], është më e vështirë, dhe ju kërkoj ndihmë të gjithëve. Il faut lui faire les honneurs de Brunn. [Më duhet t'i tregoj atij Brunn.] Ti merr përsipër teatrin, unë marr shoqërinë, ti Hipolit, sigurisht, merr përsipër gratë.
- Ne duhet t'i tregojmë atij Amelie, bukuroshe! tha njëri prej yni duke i puthur majat e gishtave.
"Në përgjithësi, ky ushtar gjakatar," tha Bilibin, "duhet të kthehet në pikëpamje më filantropike.
"Vështirë se mund të përfitoj nga mikpritja juaj, zotërinj, dhe tani është koha që unë të shkoj," tha Bolkonsky, duke parë orën e tij.
- Ku?
- Perandorit.
- O! rreth! rreth!
- Epo, lamtumirë, Bolkonsky! Mirupafshim, princ; hajde më herët në darkë, - pasuan zërat. - Ne kujdesemi për ju.
"Përpiquni sa më shumë që të jetë e mundur të lavdëroni rendin në dërgimin e dispozitave dhe rrugëve kur flisni me perandorin," tha Bilibin, duke e shoqëruar Bolkonsky në front.
"Dhe unë do të doja të lavdëroja, por nuk mundem, me sa di," u përgjigj Bolkonsky duke buzëqeshur.
Epo, fol sa të mundesh. Pasioni i tij është audienca; por ai nuk i pëlqen të flasë dhe nuk di si, siç do ta shihni. | Z0 |
0
|
1
|
91,2
|
Ndërveprim i dobët |
| Gluon |
0
|
1
|
0
|
Ndërveprim i fortë |
| Bozon Higgs |
0
|
0
|
≈125,09±0,24 |
masë inerciale |
| 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 për 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 përbërëse
| |
|---|
|
|
|
| |
|
|
|---|
|
|
Nuk durova dot më...
"Dhe si e dini se ku po shkojmë?" – rrëmbeu si harabeli i ngrirë, murmurita i ofenduar.
Kështu që gjithçka është e shkruar në fytyrën tuaj, - buzëqeshi gjyshja.
Sigurisht, kjo 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 fjala për mua?
Disa minuta më vonë ne 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. .
Ne 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 lehtësisht të gjitha çuditë e mia dhe nuk kishte frikë nga asgjë; dhe ndonjëherë, nëse ajo e shihte që isha plotësisht "e humbur" në diçka, ajo më jepte këshilla që më ndihmuan të dilja nga kjo apo ajo situatë e padëshirueshme, por më shpesh ajo thjesht shikonte se si reagoj ndaj vështirësive të jetës që tashmë janë bërë të përhershme, pa fundin që hasi në rrugën time "me gjemba". Kohët e fundit, filloi të më dukej se gjyshja ime thjesht po priste të më dilte diçka e re për të parë nëse kisha pjekur të paktën një thembër, apo nëse isha ende duke "vluar" në "fëmijërinë time të lumtur", duke mos dashur të merrja. nga këmisha të shkurtra të çerdhes. 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 miqësore të gjetheve të arta të vjeshtës. Moti ishte i shkëlqyeshëm dhe mund të shpresohej që njohja ime e re, me "fat fat", do të ishte edhe aty.
Zgjodha një buqetë të vogël me disa lule modeste vjeshte që kishin mbetur akoma, dhe disa minuta më vonë ishim tashmë pranë varrezave, në portat e të cilave ... e njëjta plakë e ëmbël në miniaturë ishte ulur në të njëjtin vend ...
"Dhe mendova se nuk mund të të prisja!" ajo e përshëndeti me gëzim.
Unë fjalë për fjalë "më ra nofulla" nga një surprizë e tillë dhe në atë moment me sa duket dukesha shumë budalla, pasi plaka, duke qeshur me gëzim, erdhi tek ne dhe më përkëdheli butësisht në faqe.
- Epo, ti shko, i dashur, Stella tashmë të ka pritur. Dhe ne do të ulemi këtu për një kohë ...
Nuk pata as kohë të pyesja se si do të arrija tek e njëjta Stella, sesi gjithçka u zhduk diku përsëri dhe u gjenda në botën tashmë të njohur, të ndezur dhe të ylbertë të fantazisë së egër të Stellës dhe, duke mos pasur kohë të shikoja. përreth më mirë, aty dëgjova një zë entuziast:
“Oh, mirë që erdhe! Dhe unë prisja, prisja!
Vajza fluturoi drejt meje si një vorbull dhe më goditi mu në duar... një "dragua" i kuq i vogël... u zmbraps në befasi, por menjëherë qesha e gëzuar, sepse ishte krijesa më zbavitëse dhe qesharake në botë. !...
"Dragoi", nëse mund ta quani kështu, fryu barkun e tij të butë rozë dhe më fërshëlleu kërcënues, me sa duket duke shpresuar të më trembte në këtë mënyrë. Por kur pa që askush nuk do të frikësohej këtu, ai u ul me qetësi në prehrin tim dhe filloi të gërhiste paqësisht, duke treguar se sa i mirë është dhe sa shumë duhet ta duash ...
E pyeta Stelën si quhet dhe sa kohë më parë e ka krijuar.
Oh, nuk kam menduar ende për një emër! Dhe ai u shfaq menjëherë! A ju pëlqen vërtet ai? vajza cicëriu 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 shtriu surrat e tij me gjemba qesharake, me sa duket vendosi të shihte nëse kisha diçka interesante ... Dhe papritmas më lëpiu pikërisht në hundë! Stella bërtiti nga kënaqësia dhe padyshim ishte shumë e kënaqur me punën e saj.
"Epo, në rregull," rashë dakord, "për sa kohë që unë jam këtu, ai mund të jetë me mua.
"Nuk do ta marrësh me vete?" Stella u habit.
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 e krijon vetë botën e saj...
E dija me siguri se nuk doja të isha ajo që do t'i tregoja kësaj vajze të vogël besimtare se si është në të vërtetë jeta e saj sot. Ajo ishte e kënaqur dhe e lumtur në këtë realitet fantastik “të saj” dhe mendërisht u betova me vete se nuk do të isha kurrë dhe kurrë ai që do ta shkatërroja këtë botë të saj përrallore. Thjesht nuk mund ta kuptoja se si e shpjegoi gjyshja ime zhdukjen e papritur të gjithë familjes së saj dhe, në përgjithësi, gjithçka në të cilën ajo jetonte tani? ..
"E shihni," thashë me një hezitim të vogël, 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.
Ishte si një mal nga supet e mia! .. E urreja të gënjej apo të dilja jashtë, dhe sidomos përballë një njeriu kaq të vogël të pastër siç ishte Stella. Doli se ajo kuptonte në mënyrë të përsosur gjithçka dhe arriti disi të ndërthurë gëzimin e krijimit dhe trishtimin nga humbja e të afërmve të saj.
"Më në fund gjeta një mik këtu!" - deklaroi vajza e vogël triumfuese. |
|---|
|
|---|
|
|---|
|
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 një strukturë të brendshme, të paktën deri në distancat më të vogla të studiuara tani ~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.
Në natyrë, ekzistojnë dy grupe grimcash: hadronet, të cilat marrin pjesë në të gjitha ndërveprimet themelore dhe leptonet, të cilat nuk marrin pjesë vetëm në bashkëveprimin e 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. Bozonët kanë momentin e tyre këndor, të quajtur spin, i barabartë me vlerën e plotë të konstantës së Plankut $h = 1.05 \cdot 10^(-27) erg \cdot c$. Kuantet e fushës dhe, në përputhje me rrethanat, bartësit e ndërveprimit të fortë janë gluonet, të shënuara me simbolin g, kuantet e fushës elektromagnetike janë kuantet e njohura të dritës - fotonet, të shënuara me $\gamma $, dhe kuantet e fushës së dobët dhe, në përputhje me rrethanat, bartësit e ndërveprimeve të dobëta janë W± (ve dyfishtë) - dhe Z 0 (zet zero)-bozon.
Ndryshe nga bozonet, të gjitha grimcat e tjera themelore janë fermione, domethënë grimca që kanë një rrotullim gjysmë të plotë të barabartë me h/2.
Në tabelë. 1 tregon simbolet e fermioneve themelore - leptonet dhe kuarkët.
Çdo grimcë e dhënë në tabelë. 1 korrespondon me një antigrimcë, e cila ndryshon nga një grimcë vetëm në shenjat e ngarkesës elektrike dhe numrave të tjerë kuantikë (shih tabelën 2) dhe në 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 shënohen 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 i ndërtuar nga grimcat e gjeneratës së parë - leptone dhe kuarkë dhe bozone matës, por, siç tregon shkenca moderne e 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
Le të shqyrtojmë së pari vetitë e leptoneve në më shumë detaje. 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).
Duke parë tabelën. 1 ngre në mënyrë të pavullnetshme pyetjen se përse natyra kishte nevojë për krijimin e tre neutrinove të ndryshme. Nuk ka ende përgjigje për këtë pyetje, sepse nuk është krijuar një teori e tillë gjithëpërfshirëse e grimcave themelore, e cila do të tregonte domosdoshmërinë dhe mjaftueshmërinë e të gjitha grimcave të tilla dhe do të përshkruante vetitë e tyre kryesore. Ndoshta ky problem do të zgjidhet në shekullin 21 (ose më vonë).
Rreshti i fundit i tabelës. 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 Tabelës Periodike të njohura për ne. Në çdo atom, numri i elektroneve është saktësisht i barabartë me numrin e protoneve në bërthamën atomike, gjë që e bën atomin elektrikisht neutral.
Elektroni është i qëndrueshëm, mundësia kryesore e shkatërrimit të një elektroni është vdekja e tij në një përplasje me një antigrimcë - një pozitron e + . Ky proces quhet asgjësim:
$$e^- + e^+ \to \gamma + \gamma .$$
Si rezultat i asgjësimit, formohen dy kuanta gama (të ashtuquajturat fotone me energji të lartë), të cilat largojnë 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 për 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 prehjes së tyre (e barabartë me 1.22 MeV) kalon në energjinë e $\gama$-kuanteve, të cilat nuk kanë masë pushimi.
Në gjeneratën e dytë të rreshtit të poshtëm të tabelës. 1 ndodhet > muon - një grimcë, e cila në të gjitha vetitë e saj është një analog i një elektroni, por me një masë anormalisht të madhe. Masa e muonit është 207 herë më e madhe se masa e elektronit. Ndryshe nga elektroni, muoni është i paqëndrueshëm. Koha e jetës së tij t= 2,2 10 -6 s. Muoni kryesisht 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, taoni është më i rëndë se protoni dhe neutroni. 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 këto:
$$\tau^-\left\langle\begin(matrica) \to e^- + \tilde \nu_e +\nu_(\tau)\\ \to \mu^- + \tilde \nu_\mu +\nu_ (\tau)\fund(matricë)\djathtas.$$
Duke folur për leptonët, është interesante të krahasohen forcat e dobëta dhe elektromagnetike në një distancë specifike, për shembull R\u003d 10 -13 cm Në një distancë të tillë, 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. Larg asaj.
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. Në ndryshim nga reaksionet (2), (3), forcat elektromagnetike veprojnë në reaksionin (1).
Duke folur për leptonët, duhet shtuar se teoria moderne përshkruan ndërveprimet elektromagnetike dhe të dobëta me ndihmën e një teorie të unifikuar elektro-dobët. Ajo u zhvillua nga S. Weinberg, A. Salam dhe S. Glashow në 1967.
Kuarkët
Vetë ideja e kuarkeve lindi si rezultat i një përpjekjeje të shkëlqyer për të klasifikuar një numër të madh grimcash të përfshira në ndërveprime të forta dhe të quajtura hadrone. M. Gell-Man 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 mbi 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 e emërtuara mezonet.
Barionet karakterizohen nga numri i barioneve b= 1 për grimcat dhe b = -1 për antibarionet. Lindja dhe shkatërrimi i tyre ndodh gjithmonë në çifte: një barion dhe një antibarion. Mezonët kanë një ngarkesë baroni 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, në mënyrë që në total barioni të 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 kuantikë që janë të njëjtë për të gjithë kuarkët - numri i spinit dhe i barionit, ka karakteristika të tjera të rëndësishme të tyre, siç është madhësia e masës së tyre të pushimit. m, madhësia e ngarkesës elektrike P/e(në fraksione të ngarkesës së elektronit e\u003d 1.6 · 10 -19 coulomb) dhe një grup i caktuar numrash kuantikë që karakterizojnë të ashtuquajturat shije kuarku. Kjo perfshin:
1) vlera 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 korrespondon d- kuark. Të dy përbërësit e dyshekut kanë vlera të afërta të masës dhe janë identike në të gjitha vetitë e tjera, përveç 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. Krijimi ose zhdukja e grimcave të çuditshme për shkak të ndërveprimeve të forta ndodh 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 nuk mund 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 NGA = +1, AT= -1 dhe T= +1. Grimcat e përbëra nga këto kuarke kanë një masë shumë më të madhe (> 2 GeV/c2). Ata kanë një shumëllojshmëri të gjerë të skemave të prishjes me një jetëgjatësi prej ~ 10 -13 s. Një përmbledhje e karakteristikave të të gjithë kuarkeve është dhënë në tabelë. 2.
Çdo kuark në tabelë. 2 korrespondon me antikuarkun e tij. Për antikuarkët, të gjithë numrat kuantikë kanë një shenjë të kundërt me atë të treguar për një kuark. Sa më poshtë duhet thënë për madhësinë e masës së kuarkut. Të dhëna në tabelë. 2 vlera korrespondojnë me masat e kuarkeve të zhveshura, domethënë vetë kuarkët pa marrë parasysh gluonet që i rrethojnë. Masa e kuarkeve të veshur për shkak të energjisë së bartur nga gluonet është më e madhe. 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 përthithen nga gluonet për një kohë shumë të shkurtër.
(ku Eështë energjia e një çifti virtual), e cila ndodh me shkelje të ligjit të 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 janë pronarë të ngarkesave 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 ngarkesash quhen ngjyrat e kuarkut, përkatësisht: e kuqe me kusht, 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, jep një ngjyrë 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 m0 |
(1,5-5) MeV/s 2 |
(3-9) MeV/s 2 |
(60-170) MeV/s 2 |
(1.1-4.4) GeV/c 2 |
(4.1-4.4) GeV/c 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 përkthim nga anglishtja, domethënë, këto kuanta të fushës janë grimca që, si të thuash, ngjitin kuarket së bashku. Ashtu si kuarkët, gluonet janë grimca me ngjyrë, por meqenëse çdo gluon ndryshon ngjyrat e dy kuarkeve në të njëjtën kohë (kuarku që lëshon gluon 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 vëzhgohen në detektorë që regjistrojnë gjurmët e grimcave (të tilla si një dhomë flluskash, etj.), ato u zbuluan të gjitha në mënyrë indirekte, nga prania e majave në varësinë e probabiliteti i ndërveprimit të grimcave të ndryshme me njëra-tjetrën në energji. Figura 1 shpjegon atë që është thënë. 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, shihet një kulm në rrjedhën e seksionit kryq. Gjerësia e saj është $\Gamma = 110$ MeV, dhe masa totale e grimcave $\Delta^(++)$ 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 mendohen si një 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 nga vizatimi i linjave të fushës që burojnë nga një burim - një kuark me një ngarkesë ngjyrash 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 - një ngarkesë elektrike si një tifoz, sepse fotonet virtuale të emetuara njëkohësisht nga burimi nuk ndërveprojnë me njëri-tjetrin. Rezultati është ligji i Kulombit.
Në kontrast me këtë pamje, vetë gluonët kanë ngarkesa ngjyrash dhe ndërveprojnë fuqishëm me njëri-tjetrin. Si rezultat, në vend të një tifoz të linjave të forcës, ne kemi një pako, të paraqitur në Fig. 2, b. Litari shtrihet midis kuarkut dhe antikuarkut, por gjëja më e habitshme është se vetë gluonët, duke pasur ngarkesa me ngjyra, bëhen burime të gluonëve të rinj, numri i të cilëve rritet ndërsa largohen nga kuarku.
Një model i tillë ndërveprimi korrespondon me varësinë e energjisë potenciale të bashkëveprimit midis kuarkeve nga distanca midis tyre, e treguar në Fig. 3. Domethënë: deri në distancë R> 10 -13 cm, varësia U(R) ka karakter në formë hinke dhe forca e ngarkesës së ngjyrave në këtë varg distancash është relativisht e vogël, kështu që kuarkët në R> 10 -15 cm në përafrimin e 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 shumë se një vlerë kritike $R_(cr) \afërsisht 10^(-13)$ cm 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 kanë studiuar më parë nuk kanë pasur 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 një vlerë të madhe afër 20 ton 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 me ngjyra në natyrë është hapur 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 jo.
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 fitimprurëse të formohet një ndërprerje me lindjen e një çifti grimcash kuark-antikuarku. Kjo ndodh kur energjia potenciale në thyerje është më e madhe se masa e mbetur e kuarkut dhe antikuarkut. Procesi i thyerjes së linjave të paketës së forcës të fushës gluon është paraqitur në fig. 2, në.
Ide të tilla cilësore në lidhje me 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 mos nxjerrjes së kuarkeve quhet mbyllje. Në energji të larta, mund të jetë më e dobishme që pakoja të thyhet menjëherë në shumë vende, duke formuar një grup çiftesh $q \tilde q$. Në këtë mënyrë i jemi qasur 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 kundërngarkesë (për shembull, një kuark blu dhe një antikuark anti-blu), në mënyrë që çifti i tyre, pavarësisht nga shijet e kuarkut, të mos ketë ngjyrë. (dhe ne vëzhgojmë vetëm grimca pa ngjyrë).
Të gjithë kuarkët dhe antikuarkët kanë rrotullim (në fraksione prej h) e barabartë me 1/2. Prandaj, rrotullimi total i kombinimit të një kuarku me 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 përgjatë disa orbitave brenda grimcës.
Në tabelë. Figura 3 tregon disa kombinime të çiftëzuara dhe më komplekse të kuarkeve me një tregues se cilit hadron 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
|
$\Xi^-$
|
$\Xi^-*$
|
| $c \tilde c$ |
Charmonium |
$J/\psi$
|
sss
|
$\Omega^-$
|
|
| $b \tilde b$ |
Botonium |
Upsilon |
udc
|
$\Lambda^+_c$
(lambda-ce+) |
|
| $c \tilde u$ |
$D^0$
|
$D^0*$
|
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 cilëve 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 (rho mesonet) ndryshe nga pionët kanë një rrotullim J= 1, ato janë të paqëndrueshme dhe jetojnë vetëm rreth 10 -23 s. Arsyeja për prishjen e $\rho$ ±,0 është ndërveprimi i fortë.
Arsyeja e zbërthimit të 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 bashkëveprimit 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, ka edhe kalime të një kuarku të një brezi në një kuark i një gjenerate tjetër, për shembull $u \to b + W^+$ ose $u \to s + W^+$, etj., megjithëse kalime të tilla janë shumë 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 mesoneve, duke përfshirë s- dhe c-quarkët, çuan në zbulimin e disa dhjetëra grimcave të çuditshme dhe magjepsëse. Kërkimet e tyre tani po kryhen në shumë qendra shkencore të botës.
Studimi i mesoneve, duke përfshirë b- dhe t-Kuarkët, filluan intensivisht te përshpejtuesit, dhe për momentin nuk do të flasim më në detaje.
Le të kalojmë në shqyrtimin e hadroneve të rënda, domethënë barioneve. Ata përbëhen të gjithë nga tre kuarkë, por ato që kanë të tre ngjyrat, pasi, si mesonet, të gjithë barionet janë të pangjyrë. 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). Është nga protonet dhe neutronet që përbëhen të gjitha bërthamat atomike të elementeve kimike. Numri i protoneve në bërthamë përcakton ngarkesën totale elektrike të saj Z.
Grimca tjetër kryesore në bërthamat atomike është neutroni. n. Neutroni është pak më i rëndë se protoni, ai është i paqëndrueshëm dhe në gjendje të lirë me një jetëgjatësi prej rreth 900 s, zbërthehet në një proton, një elektron dhe një neutrino. Në tabelë. 3 tregon gjendjen e kuarkut të protonit uud dhe neutron udd. Por me rrotullimin e këtij kombinimi kuarkesh J= 3/2, formohen respektivisht rezonancat $\Delta^+$ dhe $D^0$. Të gjithë barionet e tjerë përbëhen nga kuarkë më të rëndë s, b, t, dhe kanë një masë shumë më të madhe. Mes tyre, me interes të veçantë ishte W- -hiperon, i përbërë nga tre kuarkë të çuditshëm. Fillimisht u zbulua në letër, domethënë me llogaritje, duke përdorur idetë e strukturës së kuarkut të barioneve. Të gjitha vetitë kryesore të kësaj grimce u parashikuan dhe më pas u konfirmuan nga eksperimentet.
Shumë fakte të vëzhguara eksperimentalisht tani flasin bindshëm për ekzistencën e kuarkeve. Në veçanti, ne po flasim për zbulimin e një procesi të ri në reagimin e përplasjes së elektroneve dhe pozitroneve, duke çuar në formimin e avionëve kuark-antikuark. Skema e këtij procesi është paraqitur në fig. 4. Eksperimenti u krye në përplasësit në Gjermani dhe SHBA. Shigjetat tregojnë drejtimet e trarëve në figurë e+ dhe e- , dhe një kuark lëshohet nga pika e përplasjes së tyre q dhe një antikuark $\tilde q$ në një kënd zenit $\Theta$ me drejtimin e fluturimit e+ dhe e- . Ky çift $q+\tilde q$ prodhohet në reaksion
$$e^+ + e^- \to \gamma_(virt) \to q + \tilde q$$
Siç kemi thënë tashmë, një rrotullim i linjave të forcës (më shpesh ata thonë një varg) shpërthen në përbërësit e tij me një tension mjaft të madh.
Në energjitë e larta të kuarkut dhe antikuakut, siç u përmend më herët, vargu prishet në shumë vende, si rezultat i të cilit formohen dy rreze të ngushta grimcash dytësore pa ngjyrë në të dy drejtimet përgjatë vijës së fluturimit të kuarkut q dhe antikuarkut, si treguar në Fig. 4. Rrezet e tilla të grimcave quhen avionë. Formimi i tre, katër ose më shumë avionëve të grimcave në të njëjtën kohë vërehet mjaft shpesh në eksperiment.
Në eksperimentet që u kryen në energjitë e superpërshpejtimit në rrezet kozmike, në të cilat mori pjesë edhe autori i këtij artikulli, u morën fotografi, si të thuash, të procesit të formimit të shumë avionëve. Fakti është se një litar ose një varg 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 ndërveprimet e forta quhet kromodinamika kuantike ose shkurtuar QCD. Është shumë më e ndërlikuar 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 një 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-dobët në një teori të vetme.
Si përfundim, le të ndalemi shkurtimisht nëse gjashtë leptone dhe 18 kuarkë shumëngjyrësh (dhe antigrimcat e tyre), si dhe kuantet e fushave themelore, e shterojnë fotonin, W ± -, Z 0 -bozone, tetë gluone dhe, së fundi, kuantet e fushës gravitacionale - gravitone - i gjithë arsenali i grimcave vërtet elementare, më saktë, 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 në të cilat po futen një grup i madh i të ashtuquajturave grimca supersimetrike, 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, duke besuar se vetëm duke marrë parasysh gravitetin, pavarësisht nga roli i tij i vogël në dukje tani në mikrokozmos, do të lejonte 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. Moskë: Nauka, 1988.
2. Kobzarev I.Yu. Laureatët e çmimit Nobel në 1979: S. Weinberg, S. Glashow, A. Salam // Priroda. 1980. N 1. S. 84.
3. Zeldovich Ya.B. Klasifikimi i grimcave elementare dhe kuarkeve në prezantimin për këmbësorët // Uspekhi nat. shkencat. 1965. T. 8. S. 303.
4. Krainov V.P. Marrëdhënia e pasigurisë për energjinë dhe kohën // Revista Arsimore Soros. 1998. N 5. S. 77-82.
5. I. Nambu, “Pse nuk ka kuarkë të lirë”, Usp. Phys. shkencat. 1978. V. 124. S. 146.
6. Zhdanov G.B., Maksimenko V.M., Slavatinsky S.A. Eksperimenti "Pamir" // Natyra. 1984. Nr. 11. S. 24
Rishikues i artikullit L.I. Saryçev
S. A. Slavatinsky Instituti i Fizikës dhe Teknologjisë në Moskë, Dolgoprudny, Rajoni i Moskës
Strukturat e mikrobotës
Më parë, grimcat elementare quheshin grimca që përbëjnë atomin dhe janë të pazbërthyeshme në komponente më elementare, 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 elementare filluan të konsideroheshin si grimcat më të vogla të materies
, duke përjashtuar atomet dhe bërthamat e tyre
.
Deri më sot, janë zbuluar qindra grimca elementare, gjë që kërkon klasifikimin e tyre:
– sipas llojeve të ndërveprimeve
- sipas kohës së jetës
- madhësia e shpinës
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- hadrone me spin me numër të plotë, pra të qenë bozon; barionet- hadrone me spin gjysmë të plotë, pra fermione. Këto përfshijnë, në veçanti, grimcat që përbëjnë bërthamën e një atomi - protonin dhe neutronin, d.m.th. nukleonet.
Grimcat themelore (pa strukturë).
Leptone (drita)- fermionet, që kanë formën e grimcave pikësore (pra nuk përbëhen 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-leptone) dhe nuk u vu re për neutrinot.
Kuarkët janë grimca të 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 – një grimcë që mbart ndërveprim elektromagnetik;
- tetë gluone - grimca që bartin ndërveprim të fortë;
janë tre bozone vektoriale të ndërmjetme W + , W− dhe Z 0 , duke mbajtur ndërveprim të dobët;
– gravitoni është një grimcë hipotetike që mbart ndërveprim 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 madhësi të fundme përfshijnë:
Kuarkët dhe leptonët
Grimcat që ofrojnë ndërveprime themelore: gravitone, fotone, bozone vektoriale, gluone.
Klasifikimi i grimcave elementare sipas jetëgjatësisë:
- e qëndrueshme:
grimca jetëgjatësia e të cilave është shumë e gjatë (ajo priret në pafundësi në kufi). 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 grimca që prishen për shkak të ndërveprimeve elektromagnetike dhe të dobëta dhe jetëgjatësia e të cilave është më shumë se 10-20 sek. Këto grimca 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 ndërveprimit të fortë. Jetëgjatësia për ta është më pak se 10 -20 sek.
Klasifikimi i grimcave sipas pjesëmarrjes në ndërveprime:
- leptonet
: Neutronet janë gjithashtu midis tyre. Të gjithë ata nuk marrin pjesë në vorbullën e ndërveprimeve intranukleare, d.m.th. nuk i nënshtrohet ndërveprimit të fortë. Ata marrin pjesë në bashkëveprimin e dobët, dhe duke pasur një ngarkesë elektrike marrin pjesë në bashkëveprimin elektromagnetik.
- hadronet
: grimcat që ekzistojnë brenda bërthamës atomike dhe marrin pjesë në bashkëveprimin e fortë. Më të famshmit prej tyre janë proton
dhe neutron
.
Aktualisht i njohur gjashtë leptone
:
Muonet dhe grimcat tau, të cilat janë të ngjashme me elektronin, por më masive, i përkasin të njëjtës familje si elektroni. Muonet dhe grimcat tau janë të paqëndrueshme dhe përfundimisht zbërthehen në disa grimca të tjera, duke përfshirë një elektron.
Tre grimca elektrike neutrale me masë zero (ose afër zeros, shkencëtarët nuk kanë vendosur ende për këtë çështje), të quajtura neutrino
. Secila nga tre neutrinot (neutrino elektron, neutrinon muon, neutrinon tau) është çiftuar me një nga tre llojet e grimcave të familjes së elektroneve.
Me i famshmi hadronet
, protonet dhe neutrinot, janë me qindra të afërm, të cilët lindin në shumë dhe kalbet 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 zbërthehen:
Nëse ka një proton midis produkteve përfundimtare të kalbjes së 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 ndërlikua më shumë 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
(veçanërisht protoni) përbëhen nga tre kuarkë, dhe mezonet
nga një çift kuark-antikuark.
|
