Елементарни частици
Атомът ли е основният компонент на чиято материя е конструиран или от своя страна може да бъде разбит на по-малки части? Има ли други частици освен тези, които изграждат атома? Как се предава гравитацията? Какво държи ядрото на атома заедно? Колко далеч са електроните на ядрото?
ВЪВЕДЕНИЕ
Въпреки че основните „тухли“, от които е изградена Вселената, се считат за атоми, през последните сто години е постигнат значителен напредък в определянето на съставните части на атомите, както и в определянето или подозрението за съществуването на други частици, които допълват картината на материята. Тези компоненти, които според сегашното мнение не могат да бъдат "разбити" на още по-малки части, се наричат основни частици или елементарни частици.
Тези елементарни частици са разделени в две категории:
. бозони, силови частици с пълно завъртане.
. фермиони, частици с маса, класифицирани в лептони и кварки.
Слаби бозони. Слаба сила
Глюони. Силна сила
Бозонът на Хигс
гравитон. Силата на частиците носи гравитацията, която е най-слабата сила. Все още няма експериментални доказателства, че тази сила на частиците съществува, което прави гравитацията един от централните проблеми на съвременната физика.
фотон. Той е носител на електромагнитното излъчване в неговата цялост, включително радиовълни, светлина, рентгенови лъчи, гама лъчи и др. Фотонът и свързаното с него електромагнитно поле държат атомите заедно. Електромагнитната сила е отговорна и за взаимодействието между атомите и между молекулите; без него обектите няма да имат последователност.
Слаби бозони. Слаба сила. W +, W- и Z0 са слаби бозони, носители на слаба сила. Слабата сила е отговорна за радиоактивните разпадания, което води до трансформация на низходящ кварк във възходящ кварк. Тази промяна води до трансформиране на неутрон в протон, трансформация, придружена от освобождаването на електрон. Също така слабата сила може да превърне протон в неутрон. Бозоните със слаба сила са открити през 1983 г. от Карло Рубия и Саймън Ван дер Меер.
глуон. Силна сила. Той е носител на силна сила и действа на много малки разстояния от около 10 -13 cm. Силната сила държи кварките заедно, за да образуват протони и неутрони. Също така силната сила държи заедно протоните и неутроните, които образуват ядрото на атома. Без тази сила протоните, благодарение на отблъскващата сила, създадена от техния положителен заряд, биха се отдалечили един от друг. Първите доказателства за глюони се появяват в лаборатория в Хамбург през 1979 година.
Бозонът на Хигс. Полето на Хигс се опитва да обясни появата на експериментално определената маса бозони, за които се разбира, че са безмасови; по този начин това поле забавя слабите бозони, които биха се развивали със скоростта на светлината и които по принцип нямат маса, и чрез това забавяне слабите бозони получават маса. При високи температури слабите бозони се движат със скоростта на светлината, като са лишени от маса.
Актуализация: Съобщението за откриването на хигс бозона е направено на 4 юли 2012 г. и може да представлява, ако бъде потвърдено, че това наистина е бозонът на Хигс, най-важното научно откритие на XXI век до момента и едно от големите открития на човечеството.
Fermionii, семейство №1, което е въпросът, който отбелязваме като хора:
електрон. Отрицателно заредена частица, заобикаляща ядрото на атома. Тъй като ядрото на атома е положително заредено електрически, електронът се привлича към центъра на атома. Начинът, по който електроните са подредени в орбита около ядрото, определя химичните характеристики на атома. Електрическият заряд на електроните пречи на електроните да преминават един през друг, отблъскващата сила, която изглежда ги държи отделни.
Електронно неутрино. Те могат да изминат огромни разстояния, без да взаимодействат с материята, като приблизително 600 милиона неутрино преминават през човешкото тяло всяка секунда. Те могат да проникнат безпрепятствено в земята, да са без маса или близо, с малка маса и да взаимодействат с материята само чрез слаба сила и гравитация. Волфганг Паули прогнозира съществуването на неутрино през 1930 г., но то е открито едва през 1957 г. от Клайд Коуан и Фред Рейнс.
Покварирай се. Най-малко масивният от шестте вида кварки, той се комбинира с надолу кварка, за да създаде материята, която преживяваме в момента. Никога не са наблюдавани кваркове, но има доказателства, които да убедят физиците в тяхното съществуване. През 1964 г. Мураз Гел-Ман и Джордж Цвайг развиват идеята за съществуването на кварки, а през 1968 г. в Станфордския линеен ускорител тя е потвърдена.
Поквари надолу. Той, заедно с горния кварк, образува протоните и неутроните, които изграждат атомното ядро. Два низходящи кварка и един нагоре кварк образуват неутрон. Един низходящ кварк и два нагоре кварка образуват протон.
Fermionii, семейство № 2, по-масивно копие на първото семейство:
мюон. Това е електрически заредена частица, много по-масивна от електрона и много по-нестабилна от него. Две трети от мионите се разпадат на електрони, мионни неутрино и анти-неутрино в рамките на 2 микросекунди. Мюонът е открит от електрон, протон и неутрон. През 1937 г. Jabez C. Street и Edward C. Stevenson намират доказателства за съществуването му.
Neutrin Miuonic. Типът радиоактивен разпад, който произвежда неутрино мюони, също произвежда мюони. Открит е през 1961 г. от Джак Щайнбергер, Мелвин Шварти и Леон Ледерман.
Придайте очарование. Той е подобен на кварк, но е много по-масивен. Открит е през 1974г.
Quark здраво. Той е наречен така, защото когато е бил открит, е забелязано, че продължителността му на живот е по-голяма от очакваното.
Fermionii, семейство № 3, още по-масивно копие на първото семейство:
тау. Той е идентичен с електрона, но е 3500 пъти по-тежък и по-нестабилен. Той има продължителност на живота по-малка от 10-12 секунди, преди да се разпадне в други частици. Открит е през 1975 г. от Мартин Перл.
Тауонското неутрино. Това е най-масивният от трите вида неутрино. Неговото съществуване беше потвърдено, когато частица, която можеше да бъде само тауонно неутрино, удари ядрото на атом и доведе до тау лептон. Първите преки доказателства датират от 2000 г., лаборатория Ферми, Илинойс.
Топ кварк. Масата на горния кварк е еквивалентна на ядрото на златен атом, който съдържа 197 протона и също толкова неутрони. Открит е през 1995 г. в лабораторията на Ферми.
Долен кварк. Открит е и в американската лаборатория Ферми през 1977г.
За да видите пълната картина на стандартния модел на елементарните частици, можете да изтеглите плаката за основни частици, направен от екипа на Scientia (lb.română) от ТУК
Можете да коментирате използване на акаунта на сайта, от FB, Twitter или Google или като посетител (без регистрация). За посетителите коментарите са умерени (одобрени от администратор).