În acest capitol vom discuta particulele primare care nu mai pot fi descompuse, din care se construiește toată materia. Trei etape în dezvoltarea fizicii particulelor aveți deja mai mult sau mai puțin familiarizați cu electroni, fotoni, protoni și neutroni. Dar ce este o particulă elementară? Etapa unu. De la electron la pozitron: 1897-1932. (Particulele elementare -. „Democrit«atomi», la un nivel mai profund) În cazul în care fizicianul grec numit Democrit particule indivizibile elementare atomi suplimentare (atomul de cuvânt, rechemare, înseamnă“ indivizibil „), atunci este, probabil, totul părea că, în principiu, nu foarte complicat. Diverse obiecte, plante, animale constau din particule indivizibile, neschimbate. Transformările observate în lume sunt o permutare simplă a atomilor. Totul în lume curge, totul se schimbă, cu excepția atomilor înșiși, care rămân neschimbați. Dar, la sfârșitul secolului al XIX-lea, sa descoperit structura complexă a atomilor, iar electronul a fost izolat ca parte componentă a atomului. Apoi, deja în secolul XX, au fost descoperite un proton și un neutron - particulele care formează nucleul atomic. Inițial, toate aceste particule arătau exact așa cum Democritus se uita la atomi: erau considerate esențe originale indivizibile și neschimbate, principalele cărămizi ale universului. Etapa a doua. De la positron la quarks: 1932-1964. (Toate particulele elementare sunt transformate unul în celălalt.) Situația unei clarități atractive nu a durat mult. Totul sa dovedit a fi mult mai complicat: după cum sa dovedit, nu există particule permanente. În cuvântul elementar există un dublu sens. Pe de o parte, elementar este de la sine înțeles, cel mai simplu. Pe de altă parte, elementarul este înțeles ca ceva fundamental care stă la baza lucrurilor (în acest sens particulele subatomice1 sunt acum numite elementare). A considera particulele elementare cunoscute, asemănătoare cu atomii imuabili ai lui Democritus, este împiedicată de următorul fapt simplu. Niciuna dintre particule nu este nemuritoare. Majoritatea particulelor, numite acum elementare, nu pot supraviețui mai mult de două milioane de secunde, chiar și în absența oricărui impact extern. Un neutron liber (un neutron în afara nucleului atomic) trăiește în medie 15 minute. Particulele subatomice sunt particulele din care sunt compuse atomii. Numai particule de fotoni, electroni, protoni, și neutrinii ar păstra imuabilitatea sa, în cazul în care fiecare dintre ele a fost unul din întreaga lume (neutrini este lipsit de sarcină electrică, iar masa sa de repaus, aparent, este zero). Dar cele mai periculoase sunt veri de electroni și protoni - pozitroni și antiprotoni într-o coliziune cu care există o distrugere reciprocă a acestor particule și formarea unora noi. Fotonul, emis de o lampă de masă, nu trăiește mai mult de 10-8 secunde. Acesta este momentul în care trebuie să ajungă la paginile cărții și să fie absorbit în hârtie. Numai neutrinii sunt aproape nemuritori, deoarece interacționează extrem de slab cu alte particule. Cu toate acestea, neutrinii mor, de asemenea, într-o coliziune cu alte particule, deși astfel de coliziuni sunt extrem de rare. Deci, în căutarea eternă de a găsi imuabilitatea în lumea noastră volatilă, oamenii de știință nu erau pe o bază granită, ci pe un "nisip instabil". Toate particulele elementare sunt transformate unul în celălalt, iar aceste transformări reciproce sunt principalul fapt al existenței lor. Transformările particulelor elementare, oamenii de știință observate în coliziuni ale particulelor de energie înaltă. Ideea invariabilității particulelor elementare sa dovedit a fi incontestabilă. Dar ideea incomodabilității lor este păstrată. Particulele elementare sunt în continuare indivizibile, dar sunt inepuizabile în proprietățile lor. Asta te face să crezi asta. Să avem o dorință naturală de a investiga dacă, de exemplu, un electron constă din alte particule subelementare ". Ce trebuie făcut pentru a încerca să distrugi un electron? Vă puteți gândi doar la o singură cale. Acesta este același mod în care un copil recurge, dacă dorește să afle ce este în interiorul jucăriei din plastic - o lovitură puternică. Desigur, electronul nu poate fi lovit cu un ciocan. Pentru a face acest lucru, puteți folosi un alt electron, care zboară cu o viteză mare sau o altă particulă elementară care se mișcă la viteză mare. Acceleratoarele moderne raportează vitezele încărcate ale particulelor foarte apropiate de viteza luminii. Ce se întâmplă atunci când se ciocneste o particulă de energie ultrahighă? Ele nu sunt în nici un caz împărțite în ceva ce ar putea fi numit părțile lor constitutive. Nu, ele dau naștere unor particule noi din cele care apar deja în lista particulelor elementare. Cu cât energia particulelor de coliziune este mai mare, cu atât este mai mare numărul și particulele mai grele ale particulelor. Acest lucru este posibil. "Se presupune că particulele din care vor constitui particulele elementare acum cunoscute. datorită faptului că, pe măsură ce crește viteza, masa particulelor crește. Doar dintr-o pereche de particule cu o masă mărită se poate obține în principiu toate particulele cunoscute până în prezent. Figura 269 puteți vedea rezultatul nucleului de carbon ciocnește energie GeV 60 (linia bold superioară), cu argint miez emulsie. Miezul se împarte în fragmente care se deplasează în diferite direcții. În același timp, multe piese noi elementare sunt născute - pioni. Astfel de reacții în ciocnirile nucleelor relativiste produse în acceleratorul pentru prima dată în lume, realizate în laboratorul Institutului Comun pentru Cercetare Nucleară din Dubna ridicat de energie condusă de academicianul A. Baldin. Lipsite de coajă electronică a nucleului s-au obținut prin atomizarea atomilor de carbon cu un fascicul laser. Este posibil, desigur, ca atunci când particulele se ciocnesc cu energie care nu este încă disponibilă pentru noi, se vor naște unele particule noi, încă necunoscute. Dar esența problemei nu o va schimba. Născut în ciocnirea de particule noi nu poate fi considerat ca parte a particulelor - "părinți". Pentru particulele „fiice“, în cazul în care viteza, nu se poate schimba natura sa, dar crește numai greutatea, dau naștere, la rândul său, în coliziuni, mai multe dintre aceeași în acuratețea particulelor așa cum au fost de „părinții“ lor, și chiar și o varietate de alte particule. Deci, conform conceptelor moderne, particulele elementare sunt particule primare, indivizibile, din care se construiește toată materia. Cu toate acestea, indivizibilitatea particulelor elementare nu înseamnă că le lipsește o structură internă. Etapa a treia. Din ipoteza quark-urilor (1964) până în prezent. (Majoritatea particulelor elementare au o structură complexă.) În anii 1960, au apărut îndoieli că toate particulele, denumite acum elementare, au justificat pe deplin acest nume. Baza de îndoială este simplă: există multe dintre aceste particule. Descoperirea unei noi particule elementare a fost întotdeauna și este încă un triumf remarcabil al științei. Dar, de ceva timp, proporția anxietății a fost amestecată cu fiecare triumf succesiv. Triumfurile au început să urmeze literal unul după altul. Acesta a fost deschis de către un grup de așa-numitele particule ciudate. A „mezoni și hyperons cu mase mai mari decât masa nucleonilor din anii '70 li sa alăturat un grup mare de particule cu mase si mai mari, acestea fermecați au fost, de asemenea, de particulele de scurtă durată acoperite cu timpul. Ele au fost numite rezonanțe, iar numărul lor depășea 200. Apoi (în 1964) M. Gell-Mannon și J. Zweig au propus un model conform căruia toate particulele , care participă la interacțiuni puternice (nucleare), - hadrons1 - sunt construite din olee particulă fundamentală (sau primară) -. 2 quarc ianuarie Quark au fractionata sarcină electrică e și y + -. Protonii e y și neutroni formate din trei cuarci în prezent, fără îndoială, în realitate quark, cu toate că ele sunt într-o stare liberă. nu a fost găsit și, probabil, niciodată nu va fi detectat. existenţa quarci dovedește experimente pe împrăștierea de electroni la protoni foarte mare de energie și neutroni. numărul de diferite quarcuri este de șase. Quarks, din câte știm, sunt lipsite de structură internă și, în acest sens, pot fi considerate cu adevărat elementare. Particulele de lumină care nu participă la interacțiuni puternice se numesc leptoni. Ei, de asemenea, șase quarci (electroni, trei tipuri de neutrini și alte două particule - o leptoni miuonic si Tau, cu mase de masă mult mai mare de un electron). Quark-urile și leptonii sunt particule cu adevărat elementare.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: