Kvarkai ir aštuoniasdešimt kelias • James Trefil, Enciklopedija "Dviejų šimtų visatos įstatymų"

Kvarkai ir aštuonkalis kelias

Per pastaruosius du šimtmečius mokslininkai, besidomintys Visatos struktūra, ieško pagrindinių statybinių blokų, kurių sudedamoji dalis yra paprasčiausias ir nedalomas materialiojo pasaulio sudedamosios dalys. Atominė teorija paaiškino visą cheminių medžiagų įvairovę, postuluojant ribotą vadinamojo cheminių elementų atomų egzistavimą, paaiškindama visų kitų medžiagų prigimtį įvairiais jų deriniais. Taigi, iš išorės sudėtingumo ir įvairovės mokslininkai sugebėjo pereiti prie paprastumo ir tvarkingumo elementariu lygmeniu.

Bet paprastas atominės struktūros vaizdas netrukus susidūrė su rimtais sunkumais. Visų pirma, atradus naujus ir naujus cheminius elementus, jų elgsenoje pradėjo atrodyti keistos struktūros, kurios, be abejo, galėtų būti paaiškintos įvedant periodinę Mendelejevo sistemą į mokslinę paskirtį. Tačiau idėjos apie materijos struktūrą vis dar yra labai sudėtingos.

XX a. Pradžioje tapo aišku, kad atomai apskritai nėra elementarūs materijos "statybiniai blokai", tačiau jie patys yra sudėtingos struktūros ir sudaro dar daugiau elementarių dalelių – neutronų ir protonų, kurie sudaro atominius branduolius ir elektronus, kurie supa šiuos branduolius.Ir vėl, sudėtingumas tame pačiame lygyje, atrodo, buvo pakeistas paprastumu kitame išsamiame medžiagos struktūros lygyje. Tačiau šis aiškus paprastumas truko ilgai, nes mokslininkai pradėjo vis daugiau ir daugiau elementarių dalelių. Sunkiausias dalykas buvo susidoroti su daugybe Hadronai – sunkiosios dalelės, susijusios su neutronu ir protonu, kurios, kaip paaiškėjo, gimsta įvairaus pobūdžio ir iškart sulydo įvairius branduolinius procesus.

Be to, nepastebimi modeliai buvo aptiktos skirtingų adronų elgesyje – iš jų fizikai pradėjo formuotis tam tikru periodišku stalu. Naudojant vadinamąjį matematinį aparatą grupės teorija, fizikai sugebėjo sujungti hadonus į aštuonių grupių – dviejų tipų daleles centre ir šešis įprasto šešiakampio viršūnių. Tuo pačiu metu dalelės iš kiekvienos aštuonkės grupės, kurios yra toje pačioje vietoje tokiu grafiniu pavaizdavimu, turi keletą bendrų savybių, lygiai taip pat, kaip iš vienos periodinės lentelės stulpelio esančių cheminių elementų yra panašių savybių ir dalelių, esančių horizontalioje linijoje kiekviename šešiakampyje, turi maždaug vienodą masębet skiriasi elektros mokesčiai (žr. piešinį). Ši klasifikacija vadinama aštuonių kartų kelias (garbei to paties vardo doktrinos budistinėje teologijoje). 1960-ųjų pradžioje teoretikai suprato, kad tokį modelį galima paaiškinti tik tuo, kad elementariosios dalelės nėra iš tikrųjų tokios, o pačios jas sudaro dar daugiau esminių struktūrinių vienetų.

Šie struktūriniai vienetai vadinami kvarkai (Šis žodis yra pasiskolintas iš Džekajaus Joyceo išardytų "Finnegans Wake"). Šie nauji mikropirdo gyventojai pasirodė labai keista būtybe. Pradžioje jie turi trupmeninį elektros krūvį: 1/3 arba 2/3 elektrono ar protono įkrovos (žr. Lentelę). Ir toliau, kai teorija vystėsi, pasirodė, kad jūs negalėjote matyti jų atskirai, nes jie paprastai negali likti laisvoje būsenoje, nesusiję vieni su kitais elementarių dalelių viduje, o pats jų egzistavimo faktas gali būti vertinamas tik priklausomybėmis, kurias parodo адроны, kurios jos yra. Norėdami geriau suprasti šį reiškinį, vadinamas nelaisvėje arba kvarko galūnėsĮsivaizduokite, kad turite savo rankose ilgą elastinį laidą, kurio kiekvienas galas yra kvarkas.Jei tokiai sistemai pritaikysite pakankamai energijos – ištempsite laidą ir jį sulaužysite, kažkur viduryje jis sulaužysite, o jūs neturėsite laisvo galo, bet du gumines kordas bus trumpesnis, ir kiekvienas iš jų vėl turi du galus. Tai yra tas pats, ir kvarkai: nesvarbu, kokių energijų mes veikėme ant elementarių dalelių, bandydami "išmušti" kvarkus iš jų, mes nepasieksime – dalelės sklindės į kitas daleles, sujungsime, atstatysime, bet mes negausime nemokamų kvarkų.

Šiandien pagal teoriją prognozuojama šešių tipų kvarkų egzistavimas, o laboratorijose jau buvo aptikta elementariųjų dalelių, turinčių visus šešis tipus. Dažniausi kvarkai – viršujearba protonas (žymimas tu – iš anglų kalbos aukštynarba pprotonas) ir mažesnisarba neutronas (žymimas d – nuo žemynarba n – nuo neutronas), nes vieninteliai iš tiesų ilgalaikiai hadonai – protonas (uud) ir neutronas (udd) Kitas dubletas apima keista kvarkai s (keista) ir susižavėjo kvarkai su (susižavėjo) Galiausiai, paskutinį dubletą sudaro grazus ir tiesa kvarkai – b (nuo grožisarba apačioje) ir t (nuo tiesaarba viršuje) Kiekvienas iš šešių kvarkų, be elektros krūvio, būdingas izotopinis (sąlygiškai nukreipta) atgal nugara. Galiausiai, kiekvienas kvarkas gali priimti tris kvantinio skaičiaus reikšmes, kurios vadinamos kvadratais pagal spalvą (spalva) ir turi kvapas (skonis) Žinoma, kvarkai nėra kvapo ir neturi spalvų tradicinėje prasme, tik istoriškai vardas buvo naudojamas jų specifinėms savybėms apibūdinti (žr Kvantinė chromodinamika).

Standartinis modelis sustoja kvarkų lygyje, išsamiai išdėstydamas dalyko struktūrą, kurią sudaro mūsų visata; kvarkai – pagrindinė ir elementariausia jos struktūroje. Tačiau kai kurie teoriniai fizikai mano, kad "svogūną galima nulupti toliau", tačiau tai yra grynai spekuliacinės konstrukcijos. Mano asmenine nuomone, standartinis modelis teisingai apibūdina materijos struktūrą ir bent jau šia kryptimi mokslas pasiekė logišką pažinimo proceso išvadą.

Taip pat žiūrėkite:

1980-tieji metaiAnkstyva Visata

Murray GELL-MAN
Murray Gell-Mann, p. 1929 m

Amerikiečių fizikas. Gimė Niujorke imigrantų iš Austrijos šeimoje. Jo knyga "Aštuoniasdešimt kelias" (Aštuoniasdešimt būdas, 1964), parašytas bendradarbiaujant su Yuval Neeman (Yuval Ne'eman, 1925-2006) leido sisteminti įvairiausių derlingų elementariųjų dalelių, panašių įkaip Dmitrijus Ivanovičius Mendelejevas pasiūlyta periodinė lentelė padėjo tvarkingai klasifikuoti cheminius elementus. Dėl šio darbo ir kvarikų teorijos bei subatominių sąveikų kūrimo Gell-Man 1969 m. Buvo suteiktas Nobelio premijos laureatas fizikoje. Vėliau Gell-Man pradėjo studijuoti sudėtingas adaptuojamas sistemas.


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: