Awọn eniyan atijọ ti ro pe a jẹ 'eroja' mẹrin - omi, ilẹ, ina ati afẹfẹ; eyi ti a mọ nisisiyi kii ṣe awọn eroja. Lọwọlọwọ, diẹ ninu awọn eroja 118 wa. Gbogbo awọn eroja jẹ awọn ọta ti a ro nigbakan pe ko le pin. Ní ìbẹ̀rẹ̀ ọ̀rúndún ogún lẹ́yìn ìwádìí JJ Thompson àti Rutherford, a mọ̀ pé àwọn átọ́mù jẹ́ ti àwọn ekuro (ti a ṣe ti awọn protons ati neutroni) ni aarin ati awọn elekitironi. lilọ kiri ni ayika. Ni awọn ọdun 1970, o ti mọ pe awọn protons ati neutroni kii ṣe ipilẹ boya ṣugbọn o jẹ ti 'oke quarks' ati 'isalẹ quarks' nitorinaa ṣe 'awọn elekitironi', 'oke quarks' ati 'isalẹ quarks' awọn eroja pataki mẹta ti ohun gbogbo. ninu awọn Agbaye. Pẹlu awọn idagbasoke ipa ọna ni fisiksi kuatomu, a kọ pe awọn patikulu jẹ awọn itọsẹ nitootọ, awọn edidi tabi awọn apo-iwe ti agbara ni awọn aaye ti o tumọ awọn patikulu ko ṣe ipilẹ. Ohun ti o ṣe pataki ni aaye ti o wa labẹ wọn. A le sọ ni bayi awọn aaye kuatomu jẹ awọn bulọọki ile ipilẹ ti ohun gbogbo ninu Agbaye (pẹlu to ti ni ilọsiwaju ti ibi awọn ọna šiše bi wa). Gbogbo wa ni awọn aaye kuatomu. Awọn ohun-ini ti awọn patikulu bii idiyele itanna ati ọpọ, jẹ awọn alaye nipa bii awọn aaye wọn ṣe nlo pẹlu awọn aaye miiran. Fun apẹẹrẹ, ohun-ini ti a pe ni idiyele elekitironi jẹ alaye nipa bi aaye elekitironi ṣe n ṣe ajọṣepọ pẹlu aaye itanna. Ati. ohun-ini ti ibi-ipamọ rẹ jẹ alaye nipa bi o ṣe n ṣepọ pẹlu aaye Higgs.
Lati igba atijọ, awọn eniyan ti ṣe iyalẹnu kini kini a ṣe? Kini ni Agbaye ṣe soke ti? Kini awọn ohun amorindun ipilẹ ti iseda? Ati, kini awọn ofin ipilẹ ti iseda ti n ṣakoso ohun gbogbo ninu Agbaye? Standard awoṣe ti sayensi ni awọn yii ti o dahun ibeere wọnyi. Eyi ni a sọ pe o jẹ imọ-jinlẹ aṣeyọri ti imọ-jinlẹ ti a ti kọ tẹlẹ ni awọn ọgọrun ọdun sẹhin, imọ-jinlẹ kan ti o ṣalaye pupọ julọ awọn nkan ti o wa ninu Agbaye.
Awọn eniyan mọ ni kutukutu pe a jẹ awọn eroja. Ẹ̀ka ọ̀kọ̀ọ̀kan, lẹ́yìn náà, jẹ́ àwọn ọ̀mùnú. Ni ibẹrẹ, a ro pe awọn atomu ko le pin. Bibẹẹkọ, ni ọdun 1897 JJ Thompson ṣe awari awọn elekitironi nipa lilo itujade ina nipasẹ tube ray cathode. Laipẹ lẹhin naa, ni ọdun 1908, arọpo rẹ Rutherford ṣe afihan nipasẹ idanwo bankanje goolu olokiki rẹ pe atomu kan ni ipilẹ ti o gba agbara daadaa ni aarin eyiti eyiti awọn elekitironi gba agbara ni odi orbits. Lẹ́yìn náà, wọ́n rí i pé àwọn ekuro jẹ́ ti protons ati neutroni.
Ni awọn ọdun 1970, a ṣe awari pe neutroni ati awọn protons kii ṣe aibikita nitorina ko ṣe ipilẹ, ṣugbọn proton ati neutroni kọọkan jẹ awọn patikulu kekere mẹta ti a pe ni quarks eyiti o jẹ oriṣi meji - “oke quarks” ati “isalẹ quarks” (“ soke quark" ati "isalẹ quark" ni o wa jo o yatọ si quarks Awọn ofin 'soke' ati 'isalẹ' ko laisọfa eyikeyi ibasepo to itọsọna tabi akoko). Awọn protons jẹ awọn “oke quarks” meji ati “quark isalẹ” nigba ti neutroni jẹ ti “quarks isalẹ” meji ati “oke quark”. Nitorinaa, “awọn elekitironi”, “awọn quarks oke” ati “awọn quarks isalẹ” jẹ awọn patikulu ipilẹ mẹta julọ ti o jẹ awọn bulọọki ti ohun gbogbo ninu Agbaye. Sibẹsibẹ, pẹlu awọn ilọsiwaju ninu imọ-jinlẹ, oye yii paapaa ti rii awọn ayipada. Awọn aaye ni a rii lati jẹ ipilẹ kii ṣe awọn patikulu.
Awọn patikulu kii ṣe ipilẹ. Ohun ti o ṣe pataki ni aaye ti o wa labẹ wọn. Gbogbo wa ni awọn aaye kuatomu.
Gẹgẹbi oye lọwọlọwọ ti imọ-jinlẹ, ohun gbogbo ninu Agbaye jẹ awọn nkan ti a ko rii ti a ko rii ti a pe ni 'awọn aaye' ti o ṣe aṣoju awọn ohun amorindun ipilẹ ti ẹda. Aaye jẹ nkan ti o tan kaakiri Agbaye ati gba iye kan pato ni gbogbo aaye ni aaye eyiti o le yipada pẹlu akoko. O dabi awọn ripples ti ito ti o sways jakejado awọn Agbaye, fun apẹẹrẹ, oofa ati itanna aaye ti wa ni tan kọja awọn Agbaye. Botilẹjẹpe a ko le rii ina tabi awọn aaye oofa, wọn jẹ gidi ati ti ara gẹgẹbi ẹri nipasẹ agbara ti a lero nigbati a mu awọn oofa meji sunmọ. Gẹgẹbi awọn ẹrọ imọ-ẹrọ kuatomu, awọn aaye ni a ro pe o tẹsiwaju ko dabi agbara ti o jẹ papọ nigbagbogbo ni diẹ ninu awọn lumps ọtọtọ.
Imọye aaye kuatomu jẹ imọran ti iṣakojọpọ awọn ẹrọ kuatomu si awọn aaye. Gẹgẹbi eyi, ito elekitironi (gẹgẹbi awọn ripples ti awọn igbi omi omi yii) ni a so sinu awọn idii kekere ti agbara. Awọn idii agbara wọnyi jẹ ohun ti a pe ni elekitironi. Nitorinaa, awọn elekitironi kii ṣe ipilẹ. Wọn jẹ awọn igbi ti aaye abẹlẹ kanna. Bakanna, awọn ripples ti awọn aaye quark meji fun dide si “awọn quarks soke” ati “awọn quarks isalẹ”. Ati awọn kanna jẹ otitọ ti gbogbo miiran patiku ninu awọn Agbaye. Awọn aaye labẹ ohun gbogbo. Ohun ti a ro bi awọn patikulu jẹ awọn igbi omi ti awọn aaye ti a so sinu awọn idii agbara kekere. Awọn ipilẹ ipilẹ ile awọn bulọọki ti wa Agbaye jẹ awọn nkan ti o dabi omi ti a pe ni aaye. Awọn patikulu jẹ awọn itọsẹ ti awọn aaye wọnyi. Ni igbale mimọ, nigbati a ba mu awọn patikulu jade patapata, awọn aaye ṣi wa.
Awọn aaye kuatomu ipilẹ mẹta julọ ni iseda ni “elekitironi”, “oke quark”, ati “quark down”. Ẹkẹrin wa ti a npe ni neutrino, sibẹsibẹ, wọn ko ṣe wa ṣugbọn ṣe ipa pataki ni ibomiiran ninu Agbaye. Neutrinos wa nibi gbogbo, wọn ṣiṣan nipasẹ ohun gbogbo nibi gbogbo laisi ibaraenisọrọ.
Awọn aaye ọrọ: Awọn aaye kuatomu ipilẹ mẹrin ati awọn patikulu ti o somọ wọn (gẹgẹbi “elekitironi”, “quark soke”, “quark down” ati “neutrino”) jẹ ipilẹ ti ile. Agbaye. Fun awọn idi ti a ko mọ, awọn patikulu ipilẹ mẹrin wọnyi ṣe ẹda ara wọn ni ẹẹmeji. Awọn elekitironi ṣe ẹda “muon” ati “tau” (eyiti o jẹ awọn akoko 200 ati awọn akoko 3000 wuwo ju awọn elekitironi lọ lẹsẹsẹ); soke quarks fun jinde lati "ajeji quark" ati "isalẹ quark"; isalẹ quarks fun jinde lati "rẹwa quark" ati "oke quark"; nigba ti neutrino fun jinde si "muon neutrino" ati "tau neutrino".
Nitorinaa, awọn aaye 12 wa ti o fun awọn patikulu, a pe wọn awọn aaye ọrọ.
Ni isalẹ ni atokọ ti awọn aaye ọrọ 12 ti o ṣe awọn patikulu 12 ninu Agbaye.
Awọn aaye ipa: Awọn aaye ọrọ 12 ṣe ajọṣepọ pẹlu ara wọn nipasẹ awọn ipa oriṣiriṣi mẹrin - walẹ, itanna eletiriki, alagbara iparun ologun (ṣiṣẹ nikan ni iwọn kekere ti arin, mu awọn quarks papọ ninu awọn protons ati neutroni) ati lagbara iparun ologun (ṣiṣẹ nikan ni iwọn kekere ti arin, lodidi fun ibajẹ ipanilara ati pilẹṣẹ idapọ iparun). Ọkọọkan awọn ipa wọnyi ni nkan ṣe si aaye kan – agbara itanna ni nkan ṣe pẹlu aaye gluon, awọn aaye ti o ni nkan ṣe pẹlu awọn agbara iparun ti o lagbara ati alailagbara jẹ W ati Z boson aaye ati aaye ti o ni nkan ṣe pẹlu walẹ jẹ aaye-akoko ara rẹ.
Ni isalẹ ni atokọ ti awọn aaye ipa mẹrin ti o ni nkan ṣe pẹlu awọn ipa mẹrin.
| itanna agbara | aaye gluon |
| Awọn ologun iparun ti o lagbara ati alailagbara | w & z boson aaye |
| walẹ | akoko aaye |
awọn Agbaye ti kun pẹlu awọn aaye 16 wọnyi (awọn aaye ọrọ 12 pẹlu awọn aaye 4 ti o ni nkan ṣe pẹlu awọn ipa mẹrin). Awọn aaye wọnyi ṣe ajọṣepọ ni awọn ọna ibaramu. Fun apẹẹrẹ, nigbati aaye elekitironi (ọkan ninu awọn aaye ọrọ), bẹrẹ lati fì si oke ati isalẹ (nitori pe elekitironi wa nibẹ), ti o bẹrẹ ọkan ninu awọn aaye miiran, sọ aaye elekitiro-oofa eyiti, lapapọ, yoo tun oscillate ati ripple. Imọlẹ yoo wa ti o tan jade ti yoo ma yiyi diẹ. Ni aaye kan, yoo bẹrẹ ibaraenisepo pẹlu aaye quark, eyiti o jẹ titan, yoo oscillate ati ripple. Aworan ti o kẹhin ti a pari pẹlu, jẹ ijó ibaramu laarin gbogbo awọn aaye wọnyi, ti o fi ara wọn di ara wọn.
Higgs aaye
Ni awọn ọdun 1960, aaye miiran jẹ asọtẹlẹ nipasẹ Peter Higgs. Ni awọn ọdun 1970, eyi di apakan pataki ti oye wa nipa awọn Agbaye. Ṣugbọn ko si ẹri esiperimenta (itumọ, ti a ba jẹ ki aaye Higgs ripple, o yẹ ki a rii patiku ti o somọ) titi di ọdun 2012 nigbati awọn oniwadi CERN ni LHC royin wiwa rẹ. Patiku naa ṣe deede ni ọna ti asọtẹlẹ nipasẹ awoṣe. Patiku Higgs ni igbesi aye kukuru pupọ, ti o to 10-22 aaya.
Yi je ik ile Àkọsílẹ ti awọn Agbaye. Awari yii ṣe pataki nitori aaye yii jẹ iduro fun ohun ti a pe ni ibi-aye ninu Agbaye.
Awọn ohun-ini ti awọn patikulu (bii idiyele ina mọnamọna ati ọpọ) jẹ awọn alaye nipa bii awọn aaye wọn ṣe nlo pẹlu awọn aaye miiran.
O ti wa ni awọn ibaraenisepo ti awọn aaye bayi ni awọn Agbaye ti o fun awọn ohun-ini bii ibi-, idiyele ati bẹbẹ lọ ti awọn patikulu oriṣiriṣi ti o ni iriri nipasẹ wa. Fun apẹẹrẹ, ohun-ini ti a pe ni idiyele elekitironi jẹ alaye nipa bi aaye elekitironi ṣe n ṣe ajọṣepọ pẹlu aaye itanna. Bakanna, ohun-ini ti iwọn rẹ jẹ alaye nipa bi o ṣe n ṣepọ pẹlu aaye Higgs.
Ohun oye ti Higgs aaye ti a gan ti nilo ki a ye awọn itumo ti ibi-ni awọn Agbaye. Iwari ti aaye Higgs tun jẹ ijẹrisi ti Awoṣe Standard eyiti o wa ni aaye lati awọn ọdun 1970.
Awọn aaye kuatomu ati fisiksi patiku jẹ awọn aaye ikẹkọ ti o ni agbara. Niwon wiwa ti aaye Higgs, ọpọlọpọ awọn idagbasoke ti waye ti o ni ipa lori awoṣe Standard. Ibere fun awọn idahun fun awọn idiwọn ti awoṣe Standard tẹsiwaju.
Awoṣe boṣewa ti awọn patikulu alakọbẹrẹ: awọn fermions ipilẹ 12 ati awọn bosons ipilẹ 5.
***
awọn orisun:
Ile-iṣẹ Royal 2017. Awọn aaye kuatomu: Awọn ohun amorindun ile gidi ti Agbaye - pẹlu David Tong. Wa lori ayelujara ni https://www.youtube.com/watch?v=zNVQfWC_evg
***
Awọn nkan pataki – Wiwo ni iyara
| Awọn patikulu ipilẹ jẹ ipin si Fermions ati Bosons ti o da lori iyipo. |
| [A]. FERMIONS |
| Fermions ti yiyi ni awọn iye odidi idaji odidi (½, 3/2, 5/2, ….). Awọn wọnyi ni ọrọ patikulu ti o ni gbogbo awọn quarks ati awọn lepton. Tẹle awọn iṣiro Fermi-Dirac, – ni a idaji-odd-odidi omo ere – gboran si ilana imukuro Pauli, i.,e, awọn fermions kannaa meji ko le gba ipo kuatomu kanna tabi ipo kanna ni aaye pẹlu nọmba kuatomu kanna. Wọn ko le yi awọn mejeeji lọ si ọna kanna, ṣugbọn wọn le yi lọ si ọna idakeji. - Awọn fermions pẹlu gbogbo awọn quarks ati awọn lepton, ati gbogbo awọn patikulu apapo ti a ṣe ti nọmba aiṣedeede ti iwọnyi. - Quarks = mẹfa quarks (soke, isalẹ, ajeji, rẹwa, isalẹ ati oke quarks). - Darapọ lati ṣe awọn hadrons gẹgẹbi awọn protons ati neutroni. - Ko le ṣe akiyesi ni ita ti hadrons. – Lepton = elekitironi + muons + tau + neutrino + muon neutrino + tau neutrino. - 'Electrons', 'oke quarks' ati 'isalẹ quarks' awọn eroja ipilẹ mẹta julọ ti ohun gbogbo ni agbaye. - Awọn protons ati neutroni kii ṣe ipilẹ ṣugbọn o jẹ ti 'oke quarks' ati 'isalẹ quarks' nitorinaa jẹ awọn patikulu apapo. Awọn protons ati neutroni jẹ ọkọọkan ti awọn quarks mẹta - proton kan ni awọn quarks “oke” meji ati ọkan “isalẹ” quark lakoko ti neutroni ni meji” isalẹ” ati ọkan “oke.” "Soke" ati "isalẹ" jẹ meji "Awọn adun," tabi awọn orisirisi, ti quarks. - Baryons jẹ awọn fermions akojọpọ ti a ṣe ti awọn quarks mẹta, fun apẹẹrẹ, awọn protons ati neutroni jẹ awọn baryons - Hadrons ti wa ni kq ti awọn quarks nikan, fun apẹẹrẹ, awọn baryon (ṣe ti meji tabi diẹ ẹ sii quarks) ati mesons (ṣe ti a quark ati awọn ẹya antiquark). |
| [B]. BOSONS |
| Bosons ni iyipo ni awọn iye odidi (0, 1, 2, 3, ….) - Bosons tẹle awọn iṣiro Bose-Einstein; ni odidi omo ere. – oniwa lẹhin Satyendra Nath Bose (1894–1974), ẹniti, pẹlu Einstein, ṣe agbekalẹ awọn imọran akọkọ lẹhin isọfunni thermodynamics ti gaasi boson. - maṣe gbọràn si ilana imukuro Pauli, i.,e, awọn bosons aami meji le gba ipo kuatomu kanna tabi ipo kanna ni aaye pẹlu nọmba kuatomu kanna. Awọn mejeeji le yiyi ni ọna kanna, - Awọn bosons alakọbẹrẹ jẹ photon, gluon, Z boson, W boson ati Higgs boson. Higgs boson ni spin=0 lakoko ti awọn bosons wọn (ie, photon, gluon, Z boson, ati W boson) ni spin=1. |
| [C]. APAPO patikulu |
| Awọn patikulu akojọpọ le jẹ awọn bosons tabi fermions da lori awọn eroja wọn. - Gbogbo awọn patikulu alapọpọ ti o jẹ nọmba paapaa ti awọn fermions jẹ boson (nitori awọn bosons ni odidi odidi ati awọn fermions ni alayipo odidi-idaji odidi). - Gbogbo mesons jẹ bosons (nitori gbogbo mesons ti wa ni ṣe ti ẹya dogba nọmba ti quarks ati antiquarks). - Awọn ekuro iduroṣinṣin pẹlu paapaa awọn nọmba ọpọ eniyan jẹ awọn bosons fun apẹẹrẹ, deuterium, helium-4, Carbon -12 ati bẹbẹ lọ. – Awọn bosons akojọpọ tun ko gbọràn si ilana imukuro Pauli. - Ọpọlọpọ awọn bosons ni kuatomu ipinlẹ kanna coalesce lati dagba”Bose-Einstein Condensate (BEC)." |
***
