ЧАСТ 1: СТАНДАРТНИЯТ МОДЕЛ
- Кои са тухличките, изграждащи материята?
Кои са най-фундаменталните частици, изграждащи цялата материя? Ппарченцата, които съставят всичко: от цветята, през хората, та чак до галактиките, и които не могат да бъдат разградени на по-малки части?
Модел на хелиев атом
В тази схема не са спазени реалните пропорции.
В един истински атом, протоните и неутроните са
далеч по-големи от кварките и електроните и освен
това би имало много повече празно пространство.
Всъщност, ако този атом беше с размера на голям
град, всеки протон и неутрон щяха да са с големината
на човек, а всеки кварк и електрон щяха да са по-малки
дори от луничка върху въпросния човек.
Някога учените мислели, че основното градивно блокче материя бил атомът. Сега ни е известно, че атомът се състои от по-малки частици, наречени субатомни. Всеки атом има цетрална част, наречена ядро и съдържаща протони и неутрони. Ядрото е заобиколено най-вече от празно пространство, освен няколко изключително дребни частици, наречени електрони, които се движат в орбита около него. Учените също установили, че протоните и неутроните са изградени от още по-малки частици: кварки. Засега физиците не знаят за съществуването на нещо по-малко от кварките и електроните, но пък и не са сигурни дали именно те са най-простите частици, формиращи материята.
- Какво поддържа материята едно цяло?
Ако всичко - от хората до планетите - е изградено от дребни субатомни частици, защо те не се разпадат и не се натрупват на купчинки?
Частиците остават "слепени" заедно, като си взаимодействат по сложни начини. И по-конкретно, те упражняват сили една върху друга.
Какво е сила? Ето пример. Може би сте чували за гравитацията. Тя е силата, която всички обекти с маса си упражняват взаимно, придърпвайки обектите по-близо един до друг. Тя кара хвърлената топка да падне обратно на земята и планетите да обикалят слънцето.
Частиците, изграждащи материята, също си взаимодействат със сили. Но тези сили не са гравитационните, а други, специални сили, действаши само на частиците. Те ги карат да се привличат и отблъскват или дори да унищожат друга частица. Например, една от силите, известна като силно ядрено взаимодействие, събира и държи заедно кварките, за да формират протони, неутрони и други частици.
Та как по-точно една частица упражнява сила върху друга частица? Не е някаква мистериозна магия, а процес, който включва предаването на нещо между градивните блокчета. И това "нещо" всъщност е друг вид частица, известна като частица, преносител на сила. В случая със силното ядрено взаимодействие, кварките си предават частици, наречени глуони, които ги карат да останат свързани заедно.
- Как сме открили това, което знаем?
Въпреки че не можем да видим самите частици, физиците са разработили невероятни експерименти, които им позволяват да виждат пътя и следите на движещи се частици. Точно както следата, оставена на пътя от колата, говори за това какво се е случило преди катастрофата, отпечатъците на частиците разкриват много за поведението на материята.
Всъщност, проследяването на частици е позволило на физиците да идентифицират повече от сто различни видове и е предоставило важна информация като размер, маса, взаимодействие с други частици и ролята им във вселената.
Един типичен експеримент за проследяване на пътя на частиците включва специален контейнер, пълен с алкохолни пари. Когато частици преминават вътре, те карат молекулите на алкохолните пари да се сближат, оставяйки следа от кондензиран алкохол.
- Да въведем логика във всичко това!
Физиците са развили теория, известна като Стандартния модел, която обяснява разбирането ни за материята до момента - от какво е съставена и по какъв начин компонентите й си взаимодействат. Според теорията, всички частици във вселената - а са ни известни повече от 100 разновидности - могат да бъдат групирани в само три "семейства": кварки, лептони и частици, преносители на сили (бозони).
Най-основни са кварките и лептоните. Има 6 различни вида кварки и 6 различни вида лептони. Те си взаимодействат, като си разменят бозони - частици, преносители на сили.
Вече знаете основата, това е всичко необходимо, за да разберете следващите понятия и идеи:
Част 3: Големият взрив
Част 4: Бозонът на Хигс
0 коментара:
Публикуване на коментар