Cząstki podstawowe (bez struktury). Prostym językiem o cząstkach elementarnych, zderzaczu i cząstce Boga. Cząstka podstawowa posiadająca ładunek elektryczny

Podstawowa podłość Los tak potraktował mnie, że nieświadomie dotknąłem najbardziej podstawowych zjawisk naszej porządek społeczny i mógł na nie patrzeć bez zasłon i złudzeń, które je zasłaniały. Jak mi się wtedy wydawało, widziałem to, co najbardziej

3. Podstawowe napięcie

3. Podstawowe napięcie Istotą chrześcijaństwa jest to, że wywodzi się ono z judaizmu pierwszego wieku. Jezus był Żydem. Pierwsi chrześcijanie byli wyłącznie Żydami. Chrześcijaństwo zaczęło się od judaizmu, od mesjańskiej sekty wewnątrz judaizmu. To dostrzegło

PODSTAWOWA PRAWDA

PODSTAWOWA PRAWDA W naszej przypowieści Jalin jest typem Jezusa Chrystusa, a król jest Ojcem? to jest Wszechmogący Bóg Ojciec. Dagon reprezentuje! diabła; życie w Endelu? to jest życie ludzkie na ziemi; Affabel reprezentuje niebiańskie miasto Boże. Opuszczona kraina Lon?

Struktury mikroświata

Wcześniej cząstki elementarne nazywano cząstkami, które są częścią atomu i nie można ich rozłożyć na bardziej elementarne składniki, a mianowicie elektrony i jądra.

Później odkryto, że jądra składają się z prostszych cząstek - nukleony(protony i neutrony), które z kolei składają się z innych cząstek. Dlatego najmniejsze cząstki materii zaczęto uważać za cząstki elementarne , z wyłączeniem atomów i ich jąder .

Do chwili obecnej odkryto setki cząstek elementarnych, co wymaga ich klasyfikacji:

– według rodzaju interakcji

- do czasu życia

– największe plecy

Cząstki elementarne dzielą się na następujące grupy:

Cząstki złożone i podstawowe (bezstrukturalne).

Cząsteczki złożone

Hadrony (ciężkie)– cząstki występujące we wszystkich typach podstawowe interakcje. Składają się z kwarków i dzielą się z kolei na: mezony– hadrony o spinie całkowitym, czyli bozony; bariony– hadrony o spinie półcałkowitym, czyli fermiony. Do nich zaliczają się w szczególności cząstki tworzące jądro atomu – proton i neutron, czyli tzw. nukleony.

Cząstki podstawowe (bez struktury).

Leptony (światło)– fermiony, które mają postać cząstek punktowych (tj. nieskładających się z niczego) do skali rzędu 10 − 18 m. Nie uczestniczą w oddziaływaniach silnych. Udział w oddziaływaniach elektromagnetycznych zaobserwowano eksperymentalnie jedynie dla naładowanych leptonów (elektronów, mionów, leptonów tau) i nie zaobserwowano go dla neutrin.

Kwarki– cząstki naładowane frakcyjnie, z których składają się hadrony. W stanie wolnym nie zaobserwowano ich.

Bozony miernikowe– cząstki, poprzez wymianę, przez które zachodzą oddziaływania:

– foton – cząstka przenosząca oddziaływanie elektromagnetyczne;

– osiem gluonów – cząstek przenoszących oddziaływanie silne;

– trzy bozony wektorów pośrednich W + , W- i Z 0, które tolerują słabe interakcje;

– grawiton to hipotetyczna cząstka przenosząca oddziaływanie grawitacyjne. Istnienie grawitonów, choć nie zostało jeszcze udowodnione eksperymentalnie ze względu na słabość oddziaływania grawitacyjnego, uważa się za całkiem prawdopodobne; jednakże grawiton nie jest uwzględniony w Modelu Standardowym cząstek elementarnych.

Według współczesnych koncepcji do cząstek elementarnych (lub „prawdziwych” cząstek elementarnych), które nie mają struktury wewnętrznej i skończonych wymiarów, zalicza się:

Kwarki i leptony

Cząstki zapewniające fundamentalne oddziaływania: grawitony, fotony, bozony wektorowe, gluony.

Klasyfikacja cząstek elementarnych według czasu życia:

- stabilny: cząstki, których czas życia jest bardzo długi (w granicy dąży do nieskończoności). Obejmują one elektrony , protony , neutrino . Neutrony są również stabilne wewnątrz jąder, ale są niestabilne poza jądrem.

- nietrwały (quasi-stabilne): cząstki elementarne to cząstki, które ulegają rozpadowi w wyniku oddziaływań elektromagnetycznych i słabych, a których czas życia przekracza 10–20 sekund. Takie cząstki obejmują wolny neutron (tj. neutron poza jądrem atomu)

- rezonanse (niestabilny, krótkotrwały). Rezonanse obejmują cząstki elementarne, które rozpadają się w wyniku silnych oddziaływań. Ich żywotność jest mniejsza niż 10 -20 sekund.

Klasyfikacja cząstek ze względu na udział w oddziaływaniach:

- leptony : Należą do nich neutrony. Nie wszystkie biorą udział w wirze oddziaływań wewnątrzjądrowych, tj. nie podlegają silnym interakcjom. Uczestniczą w oddziaływaniach słabych, a te posiadające ładunek elektryczny uczestniczą także w oddziaływaniach elektromagnetycznych

- hadrony : cząstki istniejące wewnątrz jądra atomowego i uczestniczące w oddziaływaniach silnych. Najbardziej znane z nich to proton I neutron .

Znany dzisiaj sześć leptonów :

W tej samej rodzinie co elektron znajdują się miony i cząstki tau, które są podobne do elektronu, ale bardziej masywne. Miony i cząstki tau są niestabilne i ostatecznie rozpadają się na kilka innych cząstek, w tym elektron

Trzy elektrycznie obojętne cząstki o masie zerowej (lub bliskiej zeru, naukowcy nie zdecydowali się jeszcze w tym punkcie) o masie tzw neutrino . Każde z trzech neutrin (neutrino elektronowe, neutrino mionowe, neutrino taonowe) jest połączone z jednym z trzech typów cząstek z rodziny elektronów.

Najsławniejszy hadrony , protony i neutrina mają setki krewnych, które rodzą się w dużych ilościach i natychmiast rozpadają się w procesie różnych reakcji jądrowych. Z wyjątkiem protonu wszystkie są niestabilne i można je sklasyfikować według składu cząstek, na które się rozpadają:

Jeżeli wśród końcowych produktów rozpadu cząstek znajduje się proton, wówczas nazywa się go barion

Jeżeli wśród produktów rozpadu nie ma protonu, wówczas cząstkę nazywa się mezon .

Chaotyczny obraz świata subatomowego, który stawał się coraz bardziej złożony wraz z odkryciem każdego nowego hadronu, ustąpił miejsca nowemu obrazowi wraz z pojawieniem się koncepcji kwarków. Według modelu kwarkowego wszystkie hadrony (ale nie leptony) składają się z jeszcze większej liczby cząstek elementarnych – kwarków. Więc bariony (w szczególności proton) składają się z trzech kwarków i mezony - z pary kwark - antykwark.

O ROZUMIENIU RUCHU MATERII, JEGO ZDOLNOŚCI DO SAMOROZWOJU, A TAKŻE POŁĄCZENIA I ODDZIAŁANIU OBIEKTÓW MATERIAŁOWYCH WE WSPÓŁCZESNEJ NAUCE PRZYRODNICZEJ

Tsyupka V. P.

Państwo federalne autonomiczne instytucja edukacyjna wyższy kształcenie zawodowe„Narodowiec stanu Biełgorod uniwersytet badawczy„(Państwowy Uniwersytet Badawczy „BelSU”)

1. Ruch materii

„Integralną właściwością materii jest ruch” 1, który jest formą istnienia materii i objawia się w każdej jej zmianie. Z niekreowalności i niezniszczalności materii oraz jej atrybutów, w tym ruchu, wynika, że ​​ruch materii istnieje wiecznie i jest nieskończenie różnorodny w formie swoich przejawów.

Istnienie dowolnego obiektu materialnego objawia się w jego ruchu, to znaczy w każdej zmianie, jaka z nim zachodzi. Podczas zmiany zawsze zmieniają się niektóre właściwości obiektu materialnego. Ponieważ całość wszystkich właściwości obiektu materialnego, charakteryzujących jego pewność, indywidualność i osobliwość w danym momencie, odpowiada jego stanowi, okazuje się, że ruchowi obiektu materialnego towarzyszy zmiana jego stanów . Zmiana właściwości może sięgać tak daleko, że jeden obiekt materialny może stać się innym obiektem materialnym. „Ale przedmiot materialny nigdy nie może zamienić się we własność” (na przykład masę, energię) i „właściwość w przedmiot materialny” 2, ponieważ tylko poruszająca się materia może być zmienną substancją. W naukach przyrodniczych ruch materii nazywany jest także zjawiskiem naturalnym ( zjawisko naturalne).

Wiadomo, że „bez ruchu nie ma materii” 3, tak jak bez materii nie może być ruchu.

Ruch materii można wyrazić ilościowo. Uniwersalną ilościową miarą ruchu materii, jak również każdego obiektu materialnego, jest energia, która wyraża wewnętrzną aktywność materii i każdego obiektu materialnego. Zatem energia jest jedną z właściwości poruszającej się materii, a energia nie może być poza materią, odrębna od niej. Energia ma równoważny związek z masą. W związku z tym masa może charakteryzować nie tylko ilość substancji, ale także stopień jej aktywności. Z faktu, że ruch materii istnieje wiecznie i jest nieskończenie różnorodny w postaci swoich przejawów, nieuchronnie wynika, że ​​energia, która ilościowo charakteryzuje ruch materii, istnieje również wiecznie (niestworzona i niezniszczalna) i jest nieskończenie różnorodna w formie jego przejawów. „W ten sposób energia nigdy nie znika ani nie pojawia się ponownie, a jedynie przechodzi z jednego rodzaju na inny” 1 zgodnie ze zmianą rodzajów ruchu.

Obserwuje się różne rodzaje (formy) ruchu materii. Można je klasyfikować, biorąc pod uwagę zmiany właściwości obiektów materialnych i charakterystykę ich wzajemnego oddziaływania.

Ruch próżni fizycznej (wolnych pól podstawowych w stanie normalnym) sprowadza się do tego, że stale nieznacznie odchyla się ona od różne strony wytrącił się z równowagi, jakby „drżał”. W wyniku takich spontanicznych wzbudzeń niskoenergetycznych (odchylenia, zakłócenia, fluktuacje) powstają cząstki wirtualne, które natychmiast rozpuszczają się w próżni fizycznej. Jest to najniższy (podstawowy) stan energetyczny poruszającej się próżni fizycznej, jej energia jest bliska zeru. Jednak próżnia fizyczna może w pewnym miejscu na jakiś czas przejść w stan wzbudzony, charakteryzujący się pewnym nadmiarem energii. Przy tak znacznych, wysokoenergetycznych wzbudzeniach (odchyleniach, zakłóceniach, fluktuacjach) próżni fizycznej, cząstki wirtualne mogą dopełnić swój wygląd i wtedy z próżni fizycznej wyrwą się rzeczywiste cząstki elementarne różne rodzaje i z reguły parami (posiadający ładunek elektryczny w postaci cząstki i antycząstki z ładunkami elektrycznymi o przeciwnych znakach, na przykład w postaci pary elektron-pozyton).

Pojedyncze wzbudzenia kwantowe różnych wolnych pól podstawowych są cząstkami podstawowymi.

Podstawowe pola fermionowe (spinorowe) mogą generować 24 fermiony (6 kwarków i 6 antykwarków oraz 6 leptonów i 6 antyleptonów), podzielone na trzy generacje (rodziny). W pierwszej generacji kwarki górne i dolne (i antykwarki), a także leptony, elektron i neutrino elektronowe (oraz pozyton z antyneutrinem elektronowym) tworzą zwykłą materię (i rzadko odkrywaną antymaterię). W drugiej generacji występują kwarki powabne i dziwne (i antykwarki), a także leptony, mion i neutrino mionowe (oraz antymion z antyneutrinem mionowym), posiadające większą masę (większy ładunek grawitacyjny). W trzeciej generacji występują kwarki prawdziwe i urocze (i antykwarki), a także leptony taon i neutrino taonowe (oraz antytaon z antyneutrinem taonowym). Fermiony drugiej i trzeciej generacji nie biorą udziału w tworzeniu zwykłej materii, są niestabilne i rozpadają się wraz z utworzeniem fermionów pierwszej generacji.

Podstawowe pola bozonowe (miernikowe) mogą generować 18 rodzajów bozonów: pole grawitacyjne – grawitony, pole elektromagnetyczne – fotony, pole oddziaływań słabych – 3 rodzaje „wiionów” 1, pole gluonowe – 8 rodzajów gluonów, pole Higgsa – 5 rodzajów Higgsa bozony.

Próżnia fizyczna w stanie dostatecznie wysokoenergetycznym (wzbudzonym) jest w stanie wygenerować wiele cząstek elementarnych o znacznej energii w postaci miniwszechświata.

Dla substancji mikroświata ruch sprowadza się do:

do rozprzestrzeniania się, zderzeń i przemian cząstek elementarnych w siebie;

powstawanie jąder atomowych z protonów i neutronów, ich ruch, zderzenia i zmiany;

powstawanie atomów z jąder atomowych i elektronów, ich ruch, zderzenia i zmiany, w tym przeskakiwanie elektronów z jednego orbitalu atomowego na drugi i ich oddzielanie od atomów, dodawanie nadmiarowych elektronów;

powstawanie cząsteczek z atomów, ich ruch, zderzenia i zmiany, w tym dodawanie nowych atomów, uwalnianie atomów, zastępowanie niektórych atomów innymi oraz zmiana kolejności atomów względem siebie w cząsteczce.

Dla istoty makroświata i megaświata ruch sprowadza się do przemieszczeń, zderzeń, deformacji, destrukcji, unifikacji różnych ciał i najróżniejszych ich zmian.

Jeżeli ruchowi obiektu materialnego (skwantowanego pola lub obiektu materialnego) towarzyszy jedynie zmiana jego właściwości fizyczne, na przykład częstotliwość lub długość fali dla skwantowanego pola, chwilowa prędkość, temperatura, ładunek elektryczny dla obiektu materialnego, wówczas taki ruch nazywany jest formą fizyczną. Jeżeli ruchowi obiektu materialnego towarzyszy zmiana jego właściwości chemiczne, na przykład rozpuszczalność, palność, kwasowość, wówczas taki ruch klasyfikuje się jako postać chemiczną. Jeżeli ruch dotyczy zmian w obiektach megaświata (obiektów kosmicznych), to ruch taki zalicza się do formy astronomicznej. Jeżeli ruch dotyczy zmian w obiektach znajdujących się w głębokich powłokach ziemskich (wnętrzu Ziemi), wówczas taki ruch zalicza się do formy geologicznej. Jeżeli ruch dotyczy zmian obiektów powłoki geograficznej, która jednoczy wszystkie powłoki powierzchniowe Ziemi, wówczas ruch taki zalicza się do formy geograficznej. Ruch ciał żywych i ich układów w postaci różnych przejawów życiowych zalicza się do form biologicznych. Ruch obiektów materialnych, któremu towarzyszą zmiany społeczne znaczące właściwości przy obowiązkowym udziale człowieka, np. wydobycie rudy żelaza oraz produkcja żelaza i stali, uprawa buraków cukrowych i produkcja cukru, zaliczane są do społecznie zdeterminowanej formy ruchu.

Ruchu jakiegokolwiek obiektu materialnego nie zawsze można przypisać jednej formie. Jest złożony i różnorodny. Nawet ruch fizyczny właściwy obiektom materialnym od skwantowanego pola do ciał może obejmować kilka form. Na przykład zderzenie sprężyste (zderzenie) dwóch ciała stałe w postaci kul bilardowych obejmuje zmianę w czasie położenia piłek względem siebie i stołu oraz obrót piłek i tarcie piłek o powierzchnię stołu i powietrza oraz ruch cząstek każdej kulki i praktycznie odwracalna zmiana kształtu kulek podczas zderzenia sprężystego, wymiana energii kinetycznej z jej częściową konwersją na energię wewnętrzną kulek podczas zderzenia sprężystego oraz wymianę ciepła pomiędzy kulkami, powietrzem i powierzchni stołu i możliwy rozpad radioaktywny jąder nietrwałych izotopów zawartych w kulach, przenikanie neutrin promieniowania kosmicznego przez kule itp. Wraz z rozwojem materii i pojawieniem się materiału chemicznego, astronomicznego, geologicznego, geograficznego, biologicznego i społecznie zdeterminowanego przedmioty i formy ruchu stają się coraz bardziej złożone i różnorodne. Zatem w ruchu chemicznym można dostrzec zarówno fizyczne formy ruchu, jak i jakościowo nowe, nieredukowalne do fizycznych form chemicznych. W ruchu obiektów astronomicznych, geologicznych, geograficznych, biologicznych i społecznie zdeterminowanych można dostrzec zarówno fizyczne i chemiczne formy ruchu, jak i jakościowo nowe, nieredukowalne do fizycznych i chemicznych, odpowiednio astronomicznych, geologicznych, geograficznych, biologicznych lub społecznie określone formy ruchu. Jednocześnie niższe formy ruchu materii nie różnią się obiektami materialnymi o różnym stopniu złożoności. Na przykład fizyczny ruch cząstek elementarnych, jąder atomowych i atomów nie różni się między obiektami materialnymi astronomicznymi, geologicznymi, geograficznymi, biologicznymi lub społecznie zdeterminowanymi.

W nauce złożone kształty ruch powinien unikać dwóch skrajności. Po pierwsze, nie można ograniczyć się do badania złożonej formy ruchu proste formy ruchu, złożonej formy ruchu nie można wyprowadzić z prostych. Na przykład ruchu biologicznego nie można wyprowadzić wyłącznie z fizycznych i chemicznych form ruchu, ignorując same biologiczne formy ruchu. Po drugie, nie można ograniczać się do studiowania tylko złożonych form ruchu, ignorując proste. Na przykład badanie ruchu biologicznego dobrze uzupełnia badanie fizycznych i chemicznych form ruchu, które pojawiają się w tym przypadku.

2. Zdolność materii do samorozwoju

Jak wiadomo samorozwój materii, a materia jest zdolna do samorozwoju, charakteryzuje się spontanicznym, ukierunkowanym i nieodwracalnym, stopniowym komplikowaniem form poruszającej się materii.

Spontaniczny samorozwój materii oznacza, że ​​proces stopniowego komplikowania form poruszającej się materii następuje samoistnie, w sposób naturalny, bez udziału jakichkolwiek sił nadprzyrodzonych czy nadprzyrodzonych Stwórcy, z przyczyn wewnętrznych, naturalnych.

Kierunek samorozwoju materii oznacza swego rodzaju skanalizację procesu stopniowego komplikowania form poruszającej się materii z jednej formy, która istniała wcześniej, do innej formy, która pojawiła się później: dla każdej nowej formy poruszającej się materii można znaleźć poprzednią formy poruszającej się materii, która dała jej początek, i odwrotnie, w przypadku każdej wcześniejszej formy poruszającej się materii można znaleźć nową formę poruszającej się materii, która z niej powstała. Co więcej, poprzednia forma poruszającej się materii zawsze istniała przed nową formą poruszającej się materii, która z niej powstała, poprzednia forma jest zawsze starsza od nowej formy, która z niej powstała. Dzięki kanalizowaniu samorozwoju poruszającej się materii powstają swoiste serie stopniowych komplikacji jej form, pokazujące w jakim kierunku, a także przez jakie formy pośrednie (przejściowe) ona przeszła rozwój historyczny jakąś formę poruszającej się materii.

Nieodwracalność samorozwoju materii powoduje, że proces stopniowego komplikowania form poruszającej się materii nie może przebiegać w odwrotny kierunek, odwrotnie: nowa forma poruszającej się materii nie może zrodzić poprzedniej formy poruszającej się materii, z której powstała, ale może stać się formą poprzednią dla nowych form. A jeśli nagle jakakolwiek nowa forma poruszającej się materii okaże się bardzo podobna do jednej z form, które ją poprzedzały, nie będzie to oznaczać, że poruszająca się materia zaczęła się samorozwijać w przeciwnym kierunku: poprzednia forma poruszającej się materii pojawiła się znacznie wcześniej , a nowa forma poruszającej się materii, równa i bardzo do niej podobna, pojawiła się znacznie później i jest, choć podobna, ale zasadniczo odmienna forma poruszającej się materii.

3. Komunikacja i interakcja obiektów materialnych

Nieodłącznymi właściwościami materii są połączenia i wzajemne oddziaływanie, które są przyczyną jej ruchu. Ponieważ połączenie i interakcja są przyczyną ruchu materii, dlatego połączenie i interakcja, podobnie jak ruch, są uniwersalne, tj. nieodłączne wszystkim przedmiotom materialnym, niezależnie od ich natury, pochodzenia i złożoności. Wszystkie zjawiska w świecie materialnym są zdeterminowane (w sensie bycia uwarunkowanymi) przez naturalne materialne powiązania i interakcje, a także obiektywne prawa natury, odzwierciedlające wzorce połączeń i interakcji. „W tym sensie nie ma na świecie nic nadprzyrodzonego i całkowicie przeciwnego materii”. 1 Interakcja, podobnie jak ruch, jest formą bytu (istnienia) materii.

Istnienie wszystkich obiektów materialnych przejawia się w interakcji. Istnienie dowolnego obiektu materialnego oznacza w jakiś sposób manifestowanie się w odniesieniu do innych obiektów materialnych, wchodzenie z nimi w interakcję, bycie z nimi w obiektywnych powiązaniach i relacjach. Gdyby hipotetyczny „obiekt materialny, który nie przejawiałby się w żaden sposób w stosunku do jakichś innych obiektów materialnych, nie byłby z nimi w żaden sposób powiązany, nie wchodziłby z nimi w interakcję, to „nie istniałby dla tych innych obiektów materialnych. „Ale nasze założenia na jego temat również nie mogły opierać się na niczym, ponieważ z powodu braku interakcji nie mielibyśmy o nim żadnych informacji”. 2

Interakcja to proces wzajemnego oddziaływania jednych obiektów materialnych na inne poprzez wymianę energii. Oddziaływanie obiektów materialnych może mieć charakter bezpośredni, np. w formie zderzenia (uderzenia) dwóch ciał stałych. Lub może się to zdarzyć na odległość. W tym przypadku interakcję obiektów materialnych zapewniają powiązane z nimi podstawowe pola bozonowe (miernikowe). Zmiana jednego obiektu materialnego powoduje wzbudzenie (odchylenie, zaburzenie, fluktuację) odpowiadającego mu podstawowego pola bozonowego (miernikowego) z nim związanego, a wzbudzenie to rozchodzi się w postaci fali o prędkość końcowa, nie przekraczającej prędkości propagacji światła w próżni (prawie 300 tys. km/s). Oddziaływanie obiektów materialnych na odległość, zgodnie z mechanizmem przenoszenia interakcji pola kwantowego, ma charakter wymienny, ponieważ cząstki nośnika przenoszą oddziaływanie w postaci kwantów odpowiedniego pola podstawowego bozonowego (cechowego). Różne bozony, jako cząstki nośnika interakcji, są wzbudzeniami (odchyleniami, perturbacjami, fluktuacjami) odpowiednich bozonowych (cechowych) pól podstawowych: podczas emisji i absorpcji przez obiekt materialny są one rzeczywiste, a podczas propagacji – wirtualne.

Okazuje się, że w każdym razie interakcja obiektów materialnych, nawet na odległość, jest działaniem krótkiego zasięgu, ponieważ odbywa się bez żadnych przerw i pustek.

Oddziaływaniu cząstki z antycząstką substancji towarzyszy ich anihilacja, czyli przemiana w odpowiednie pole podstawowe fermionu (spinora). W tym przypadku ich masa (energia grawitacyjna) jest przekształcana w energię odpowiedniego pola podstawowego fermionowego (spinorowego).

Wirtualne cząstki wzbudzonej (zaburzającej, „drżącej”) próżni fizycznej mogą oddziaływać z cząstkami rzeczywistymi, jakby je otaczając, towarzysząc im w postaci tzw. pianki kwantowej. Na przykład w wyniku oddziaływania elektronów atomu z wirtualnymi cząstkami próżni fizycznej następuje pewne przesunięcie ich poziomów energii w atomach, a same elektrony wykonują ruchy oscylacyjne o małej amplitudzie.

Istnieją cztery rodzaje oddziaływań podstawowych: grawitacyjne, elektromagnetyczne, słabe i silne.

„Oddziaływanie grawitacyjne objawia się wzajemnym przyciąganiem... obiektów materialnych posiadających masę” 1 w stanie spoczynku, czyli obiektów materialnych, znajdujących się w dowolnych dużych odległościach. Zakłada się, że wzbudzona próżnia fizyczna, która generuje wiele cząstek elementarnych, jest zdolna do manifestowania odpychania grawitacyjnego. Oddziaływanie grawitacyjne przenoszone jest przez grawitony pole grawitacyjne. Pole grawitacyjne łączy ciała i cząstki z masą spoczynkową. Do rozchodzenia się pola grawitacyjnego w postaci fal grawitacyjnych (wirtualnych grawitonów) nie jest wymagane żadne medium. Oddziaływanie grawitacyjne jest najsłabsze w swej sile, dlatego w mikroświecie jest nieistotne ze względu na znikomość mas cząstek, w makroświecie jego manifestacja jest zauważalna i powoduje np. upadek ciał na Ziemię, a w megaświecie odgrywa wiodącą rolę ze względu na ogromne masy ciał w megaświecie i zapewnia na przykład obrót Księżyca i sztuczne satelity wokół Ziemi; powstawanie i ruch planet, planetoid, komet i innych ciał Układ Słoneczny i jego integralność; powstawanie i ruch gwiazd w galaktykach - gigantycznych układach gwiezdnych, obejmujących aż do setek miliardów gwiazd, połączonych wzajemną grawitacją i wspólnym pochodzeniem, a także ich integralnością; integralność gromad galaktyk – układów stosunkowo blisko siebie położonych galaktyk, połączonych siłami grawitacyjnymi; integralność Metagalaktyki - układu wszystkich znanych gromad galaktyk połączonych siłami grawitacyjnymi, jako badana część Wszechświata, integralność całego Wszechświata. Oddziaływanie grawitacyjne warunkuje koncentrację materii rozproszonej we Wszechświecie i jej włączenie w nowe cykle rozwojowe.

„Oddziaływanie elektromagnetyczne jest wywoływane przez ładunki elektryczne i jest przenoszone” przez 1 foton elektro pole magnetyczne na dowolnych długich dystansach. Pole elektromagnetyczne wiąże ciała i cząstki posiadające ładunki elektryczne. Ponadto stacjonarne ładunki elektryczne są połączone tylko składową elektryczną pola elektromagnetycznego w postaci pole elektryczne, a poruszające się ładunki elektryczne są połączone zarówno przez składową elektryczną, jak i magnetyczną pola elektromagnetycznego. Do propagacji pola elektromagnetycznego w postaci fal elektromagnetycznych nie jest wymagany żaden dodatkowy ośrodek, gdyż „zmienne pole magnetyczne wytwarza zmienne pole elektryczne, które z kolei jest źródłem zmiennego pola magnetycznego” 2. „Interakcja elektromagnetyczna może objawiać się zarówno przyciąganiem (między różnymi ładunkami), jak i odpychaniem (między” 3 podobnymi ładunkami). Oddziaływanie elektromagnetyczne jest znacznie silniejsze niż oddziaływanie grawitacyjne. Przejawia się zarówno w mikrokosmosie, jak i w makrokosmosie i megaświecie, ale w makrokosmosie pełni wiodącą rolę. Oddziaływanie elektromagnetyczne zapewnia oddziaływanie elektronów z jądrami. Oddziaływanie międzyatomowe i międzycząsteczkowe ma charakter elektromagnetyczny, dzięki niemu np. istnieją cząsteczki i odbywa się chemiczna forma ruchu materii, ciała istnieją i są przez nie determinowane stany skupienia, elastyczność, tarcie, napięcie powierzchniowe płyny, funkcje wzroku. Zatem oddziaływanie elektromagnetyczne zapewnia stabilność atomów, cząsteczek i ciał makroskopowych.

W oddziaływaniu słabym uczestniczą cząstki elementarne posiadające masę spoczynkową, przenoszone przez „wiony” pól o wielkości 4 mierników. Słabe pola interakcji łączą różne cząstki elementarne z masą spoczynkową. Oddziaływanie słabe jest znacznie słabsze niż siła elektromagnetyczna, ale silniejsze niż siła grawitacyjna. Ze względu na swoje krótkie działanie objawia się jedynie w mikrokosmosie powodując np. większość samorozpadów cząstek elementarnych (np. wolny neutron samoczynnie rozpada się przy udziale ujemnie naładowanego bozonu cechowania w proton , elektron i antyneutrino elektronowe, czasami wytwarza to również foton), oddziaływanie neutrin z resztą substancji.

Silne oddziaływanie objawia się wzajemnym przyciąganiem hadronów, do których zaliczają się struktury kwarkowe, na przykład mezony dwukwarkowe i nukleony trzykwarkowe. Jest przenoszony przez gluony pól gluonowych. Pola gluonowe wiążą hadrony. Jest to najsilniejsze oddziaływanie, ale ze względu na swoje krótkie działanie objawia się jedynie w mikrokosmosie, zapewniając np. połączenie kwarków w nukleonach, połączenie nukleonów w jądrach atomowych, zapewniając ich stabilność. Oddziaływanie silne jest 1000 razy silniejsze niż oddziaływanie elektromagnetyczne i nie pozwala na odlot podobnie naładowanych protonów zjednoczonych w jądrze. Dzięki silnemu oddziaływaniu możliwe są także reakcje termojądrowe, w których kilka jąder łączy się w jedno. Reaktory termojądrowe to gwiazdy, które tworzą wszystko. pierwiastki chemiczne cięższy od wodoru. Ciężkie jądra wielonukleonowe stają się niestabilne i ulegają rozszczepieniu, ponieważ ich rozmiary przekraczają już odległość, przy której objawia się silne oddziaływanie.

„W wyniku badań eksperymentalnych oddziaływań cząstek elementarnych… odkryto, że przy wysokich energiach zderzeń protonów – około 100 GeV –… oddziaływania słabe i elektromagnetyczne nie różnią się – można je uznać za pojedyncze elektrosłabe interakcja." 1 Zakłada się, że „przy energii 10 15 GeV łączy je silne oddziaływanie, a przy” 2 „jeszcze wyższych energiach oddziaływania cząstek (do 10 19 GeV) lub przy skrajnie wysokiej temperaturze materii wszystkie cztery podstawowe interakcje charakteryzują się tą samą siłą, tj. reprezentują jedną interakcję” 3 w postaci „supermocarstwa”. Być może takie warunki wysokoenergetyczne istniały na początku rozwoju Wszechświata, który wyłonił się z fizycznej próżni. W procesie dalszej ekspansji Wszechświata, któremu towarzyszy szybkie chłodzenie powstałej materii, oddziaływanie całkowe podzielono najpierw na elektrosłabe, grawitacyjne i silne, a następnie oddziaływanie elektrosłabe podzielono na elektromagnetyczne i słabe, tj. na cztery zasadniczo różne interakcje.

BIBLIOGRAFIA:

Karpenkov, S. Kh. Podstawowe pojęcia nauk przyrodniczych [Tekst]: podręcznik. podręcznik dla uniwersytetów / S. Kh. Karpenkov. – wyd. 2, poprawione. i dodatkowe – M.: Projekt Akademicki, 2002. – 368 s.

Koncepcje nowoczesne nauki przyrodnicze[Tekst]: podręcznik. dla uczelni / wyd. V. N. Lavrinenko, V. P. Ratnikova. – wyd. 3, poprawione. i dodatkowe – M.: UNITY-DANA, 2005. – 317 s.

Filozoficzne problemy nauk przyrodniczych [Tekst]: podręcznik. podręcznik dla doktorantów i studentów filozofii. i naturalne udawane. un-tov / wyd. S. T. Melyukhina. - M.: Szkoła Podyplomowa, 1985. – 400 s.

Tsyupka, V. P. Przyrodniczo-naukowy obraz świata: koncepcje współczesnych nauk przyrodniczych [Tekst]: podręcznik. zasiłek / wiceprezes Tsyupka. – Biełgorod: IPK NRU „BelSU”, 2012. – 144 s.

Tsyupka, wiceprezes Concepts współczesna fizyka, tworzące współczesny fizyczny obraz świata [ Zasób elektroniczny] // Naukowe Archiwum elektroniczne Akademia Rosyjska Nauki przyrodnicze: korespondencja. elektron. naukowy konf. Adres URL „Koncepcje współczesnych nauk przyrodniczych czy przyrodniczo-naukowy obraz świata”: http://site/article/6315(wysłano: 31.10.2011)

Yandex. Słowniki. [Zasoby elektroniczne] Adres URL: http://slovari.yandex.ru/

1Karpenkow S.Ch. Podstawowe pojęcia nauk przyrodniczych. M. Projekt akademicki. 2002. s. 60.

2Filozoficzne problemy nauk przyrodniczych. M. Szkoła wyższa. 1985. s. 181.

3Karpenkow S.Ch. Podstawowe pojęcia nauk przyrodniczych... s. 60.

1Karpenkow S.Ch. Podstawowe pojęcia nauk przyrodniczych... S. 79.

1Karpenkow S.Ch.

1Filozoficzne problemy nauk przyrodniczych... s. 178.

2 Tamże. s. 191.

1Karpenkow S.Ch. Podstawowe pojęcia nauk przyrodniczych... s. 67.

1Karpenkow S.Ch. Podstawowe pojęcia nauk przyrodniczych... s. 68.

3Filozoficzne problemy nauk przyrodniczych... S. 195.

4Karpenkow S.Ch. Podstawowe pojęcia nauk przyrodniczych... s. 69.

1Karpenkow S.Ch. Podstawowe pojęcia nauk przyrodniczych... s. 70.

2Koncepcje współczesnych nauk przyrodniczych. M. JEDNOŚĆ-DANA. 2005. s. 119.

3Karpenkow S.Ch. Podstawowe pojęcia nauk przyrodniczych... S. 71.

Tsyupka V.P. O ROZUMIENIU RUCHU MATERII, JEGO ZDOLNOŚCI DO SAMOROZWOJU, A TAKŻE KOMUNIKACJI I INTERAKCJI PRZEDMIOTÓW MATERIAŁOWYCH WE WSPÓŁCZESNYM NAUCE PRZYRODNICZEJ // Elektroniczne archiwum naukowe.
Adres URL: (data dostępu: 17.03.2020).

Interesujący artykuł

Niedawno fizykom obserwującym kolejny eksperyment odbywający się w Wielkim Zderzaczu Hadronów w końcu udało się znaleźć ślady bozonu Higgsa, czyli, jak nazywa to wielu dziennikarzy, „boskiej cząstki”. Oznacza to, że konstrukcja zderzacza była w pełni uzasadniona – wszak powstał właśnie po to, by wyłapać ten nieuchwytny bozon.

Fizycy pracujący przy Wielkim Zderzaczu Hadronów za pomocą detektora CMS po raz pierwszy wykryli narodziny dwóch bozonów Z – jedno z typów zdarzeń, które mogą świadczyć o istnieniu „ciężkiej” wersji bozonu Higgsa. Mówiąc dokładniej, 10 października detektor CMS po raz pierwszy wykrył pojawienie się czterech mionów. Wstępne wyniki rekonstrukcji pozwoliły naukowcom zinterpretować to zdarzenie jako kandydata do wytworzenia dwóch bozonów Z o neutralnym przekroju.

Myślę, że teraz powinniśmy zrobić małą dygresję i porozmawiać o tym, czym są te miony, bozony i inne cząstki elementarne. Według standardowego modelu mechaniki kwantowej cały świat składa się z różnych cząstek elementarnych, które w kontakcie ze sobą generują wszystkie znane rodzaje masy i energii.

Na przykład cała materia składa się z 12 podstawowych cząstek fermionów: 6 leptonów, takich jak elektron, mion, lepton tau, i trzech rodzajów neutrin oraz 6 kwarków (u, d, s, c, b, t), które mogą połączyć trzy generacje fermionów. Fermiony to cząstki, które mogą znajdować się w stanie wolnym, ale kwarki nie; są częścią innych cząstek, na przykład dobrze znanych protonów i neutronów.
Co więcej, każda z cząstek uczestniczy w pewnym rodzaju interakcji, z których, jak pamiętamy, są tylko cztery: elektromagnetyczne, słabe (oddziaływanie cząstek podczas β-rozpadu jądra atomowego), silne (wydaje się trzymać się razem jądro atomowe) i grawitacyjne. Ten ostatni, którego efektem jest np. grawitacja, nie jest uwzględniany w modelu standardowym, gdyż grawiton (cząstka, która go dostarcza) nie został jeszcze odnaleziony.

W przypadku innych typów wszystko jest prostsze - fizycy znają cząstki, które w nich uczestniczą, z widzenia. Na przykład kwarki uczestniczą w oddziaływaniach silnych, słabych i elektromagnetycznych; leptony naładowane (elektron, mion, tau-lepton) - w słabych i elektromagnetycznych; neutrina - tylko w oddziaływaniach słabych.

Jednak oprócz tych cząstek „masowych” istnieją również tak zwane cząstki wirtualne, z których część (na przykład foton) w ogóle nie ma masy. Szczerze mówiąc, cząstki wirtualne są bardziej zjawiskiem matematycznym niż rzeczywistością fizyczną, ponieważ nikt wcześniej ich „nie widział”. Jednak w różnych eksperymentach fizycy mogą zauważyć ślady ich istnienia, ponieważ, niestety, są one bardzo krótkotrwałe.

Co to za interesujące cząstki? Rodzą się dopiero w momencie jakiejś interakcji (spośród opisanych powyżej), po czym albo rozpadają się, albo są pochłaniane przez jedną z cząstek elementarnych. Uważa się, że niejako „przenoszą” interakcję, to znaczy kontaktując się z cząstkami podstawowymi, zmieniają ich cechy, dzięki czemu w rzeczywistości zachodzi interakcja.

I tak na przykład w najlepiej poznanych oddziaływaniach elektromagnetycznych elektrony stale absorbują i emitują fotony wirtualnych cząstek bezmasowych, w wyniku czego właściwości samych elektronów ulegają nieznacznej zmianie i stają się one zdolne do takich wyczynów jak np. ruch ukierunkowany (tj. Elektryczność) lub „przeskoczyć” do innego poziom energii(tak jak ma to miejsce podczas fotosyntezy u roślin). Cząstki wirtualne działają także w innych typach interakcji.

Oprócz fotonu współczesna fizyka zna jeszcze dwa rodzaje cząstek wirtualnych, zwane bozonami i gluonami. Bozony są teraz dla nas szczególnie interesujące - uważa się, że podczas wszystkich interakcji cząstki podstawowe stale je wymieniają, wpływając w ten sposób na siebie. Same bozony uważane są za cząstki bezmasowe, choć niektóre eksperymenty pokazują, że nie jest to do końca prawdą – bozony W i Z mogą nabywać masę przez krótki czas.

Jednym z najbardziej tajemniczych bozonów jest ten sam bozon Higgsa, którego ślady faktycznie zbudowano Wielki Zderzacz Hadronów. Uważa się, że ta tajemnicza cząstka jest jednym z najliczniejszych i najważniejszych bozonów we Wszechświecie.

Już w latach 60. XX wieku angielski profesor Peter Higgs zaproponował hipotezę, zgodnie z którą cała materia we Wszechświecie powstała w wyniku oddziaływania różnych cząstek z jakąś pierwotną zasadą podstawową (wynikającą z Wielkiego Wybuchu), która później została nazwana jego imieniem. Zasugerował, że Wszechświat przenika niewidzialne pole, przechodząc przez które niektóre cząstki elementarne „obrastają” niektórymi bozonami, uzyskując w ten sposób masę, podczas gdy inne, jak np. fotony, pozostają nieobciążone ciężarem.

Naukowcy rozważają obecnie dwie możliwości – istnienie wariantów „lekkiego” i „ciężkiego”. „Lekki” Higgs o masie od 135 do 200 gigaelektronowoltów powinien rozpaść się na pary bozonów W, a jeśli masa bozonu wynosi 200 gigaelektronowoltów lub więcej, to na pary bozonów Z, które z kolei generują pary elektronów lub mionów .

Okazuje się, że tajemniczy bozon Higgsa jest niejako „twórcą” wszystkiego we Wszechświecie. Może to dlatego laureat Nagrody Nobla Leon Lederman nazwał ją kiedyś „cząstką boga”. Ale w mediach to stwierdzenie zostało nieco zniekształcone i zaczęło brzmieć jak „cząstka Boga” lub „cząstka boska”.

Jak uzyskać ślady obecności „boskiej cząstki”? Uważa się, że bozon Higgsa może powstać podczas zderzeń protonów z neutrinami w pierścieniu akceleracyjnym zderzacza. W tym przypadku, jak pamiętamy, musi on natychmiast rozpaść się na szereg innych cząstek (w szczególności bozonów Z), które można zarejestrować.

Co prawda same detektory nie są w stanie wykryć bozonów Z ze względu na niezwykle krótki czas życia tych cząstek elementarnych (około 3×10-25 sekund), ale potrafią „wyłapać” miony, w które zamieniają się bozony Z.

Przypomnę, że mion jest niestabilną cząstką elementarną z ładunkiem ujemnym ładunek elektryczny i zakręcić ½. Nie występuje w zwykłych atomach; wcześniej można go było znaleźć jedynie w promieniach kosmicznych, które mają prędkości bliskie prędkości światła. Czas życia mionu jest bardzo krótki – istnieje zaledwie 2,2 mikrosekundy, po czym rozpada się na elektron, antyneutrino elektronowe i neutrino mionowe.

Miony można wytwarzać sztucznie poprzez zderzenie protonu i neutrina przy dużych prędkościach. Jednak przez długi czas nie było możliwości osiągnięcia takich prędkości. Było to możliwe dopiero podczas budowy Wielkiego Zderzacza Hadronów.

I wreszcie uzyskano pierwsze rezultaty. Podczas eksperymentu, który odbył się 10 października br., w wyniku zderzenia protonu z neutrinem, zarejestrowano narodziny czterech mionów. Dowodzi to, że miało miejsce pojawienie się dwóch neutralnych bozonów Z (pojawiają się one zawsze podczas takich zdarzeń). Oznacza to, że istnienie bozonu Higgsa nie jest mitem, ale rzeczywistością.

Naukowcy zauważają jednak, że to wydarzenie samo w sobie niekoniecznie oznacza narodziny bozonu Higgsa, ponieważ inne zdarzenia mogą doprowadzić do pojawienia się czterech mionów. Jest to jednak pierwsze tego typu zdarzenie, w wyniku którego może ostatecznie powstać cząstka Higgsa. Aby móc śmiało mówić o istnieniu bozonu Higgsa w określonym zakresie mas, należy zgromadzić znaczną liczbę podobnych zdarzeń i przeanalizować, jak rozkładają się masy powstałych cząstek.

Jednak cokolwiek powiesz, pierwszy krok w kierunku udowodnienia istnienia „boskiej cząstki” został już zrobiony. Być może dalsze eksperymenty będą w stanie dostarczyć jeszcze więcej informacji na temat tajemniczego bozonu Higgsa. Jeśli naukowcom w końcu uda się to „złapać”, to będą w stanie odtworzyć warunki, jakie istniały 13 miliardów lat temu po Wielkim Wybuchu, czyli takie, w jakich narodził się nasz Wszechświat.

Leptony nie biorą udziału w oddziaływaniach silnych. elektron. pozyton. mion. Neutrino jest cząstką neutralną dla światła, która bierze udział tylko w oddziaływaniach słabych i grawitacyjnych. neutrino (# strumień). kwarki. nośniki oddziaływań: fotonowy kwant światła...

Wniosek " Podstawowe badania» przekierowuje tutaj; zobacz także inne znaczenia. Nauki podstawowe to dziedzina wiedzy, która obejmuje wiedzę teoretyczną i eksperymentalną Badania naukowe podstawowe zjawiska (w tym ... ... Wikipedia

Zapytanie „Cząstki elementarne” zostało przekierowane tutaj; zobacz także inne znaczenia. Cząstka elementarna to zbiorcze określenie odnoszące się do mikroobiektów w skali subjądrowej, których nie da się rozłożyć na części składowe. Powinien być w... ...Wikipedii

Cząstka elementarna to zbiorczy termin odnoszący się do mikroobiektów w skali subjądrowej, które nie mogą (lub nie zostało jeszcze udowodnione, że są) podzielone na części składowe. Ich strukturę i zachowanie bada fizyka cząstek elementarnych. Koncepcja... ...Wikipedia

elektron- ▲ cząstka podstawowa posiadająca pierwiastek, ładunek elektron jest ujemnie naładowaną cząstką elementarną o elementarnym ładunku elektrycznym. ↓… Słownik ideograficzny języka rosyjskiego

Cząstka elementarna to zbiorczy termin odnoszący się do mikroobiektów w skali subjądrowej, które nie mogą (lub nie zostało jeszcze udowodnione, że są) podzielone na części składowe. Ich strukturę i zachowanie bada fizyka cząstek elementarnych. Koncepcja... ...Wikipedia

Termin ten ma inne znaczenia, patrz Neutrino (znaczenia). neutrino elektronowe neutrino mionowe neutrino tau Symbol: νe νμ ντ Skład: Cząstka elementarna Rodzina: Fermiony ... Wikipedia

Rodzaj oddziaływań podstawowych (wraz z grawitacją, słabych i silnych), który charakteryzuje się udziałem pola elektromagnetycznego (patrz Pole elektromagnetyczne) w procesach interakcji. Pole elektromagnetyczne (w Fizyka kwantowa… … Wielka encyklopedia radziecka

Jedna z najbardziej niejednoznacznych filozofii. pojęcia, którym nadawane jest jedno (lub kilka) z następujących znaczeń: 1) coś, czego charakterystycznymi cechami są rozciągłość, położenie w przestrzeni, masa, ciężar, ruch, bezwładność, opór,... ... Encyklopedia filozoficzna

Książki

• Kinetyczna teoria grawitacji i podstawy jednolitej teorii materii, V. Ya. Bril. Wszystkie materialne obiekty Natury (zarówno materialne, jak i pole) są odrębne. Składają się z elementarnych cząstek w kształcie sznurka. Nieodkształcona struna podstawowa to cząstka pola...