Само преди една година, Питър Хигс, Франсоа Енглерт и получава Нобелова награда за работата си, която бе посветена на изучаването на субатомни частици.Това може да изглежда абсурдно, но техните открития учените са направили преди половин век, но и до ден днешен те не даде макар и малко значение.
През 1964 г. две талантливи физика също играе със своя новаторски теория.На първо място, тя също привлече много внимание.Това е странно, защото тя описва структурата на адрони, които са необходими за всяка една силна interatomic взаимодействие.Това е теорията на кварките.
Какво е това?
Между другото, какво е кварк?Това е един от основните компоненти на адронен.Важно!Тази частица има "половината" спин, всъщност е един фермион.В зависимост от цвета (виж по-долу) кварк такса може да бъде равно на една трета или две трети от таксата за протон.Що се отнася до цветовете, те наброяват шест (генериране на кварките).Те са необходими, за да не нарушава принципа на Паули.
Basics
Като част от адрони, тези частици са на разстояние не по-голяма от стойността на отделянето на птицата.Причината е проста: те обменят поле вектори габарит, т.е. глуоните.Защо е толкова важно, извара?Gluon плазма (наситен кварки) - състояние на материята, в която цялата вселена е само след Големия взрив.Съответно, за съществуването на кварките и глуоните - пряко потвърждение, че това наистина е така.
Те също имат различен цвят, но поради движението да създават свои виртуални копия.Съответно, когато разстоянието между силата на кварките между тях се увеличава значително.Както можете да предположите, с минимално разстояние от взаимодействие на практика изчезва (асимптотичната свобода).
Така всяко силно взаимодействие в адрони се дължи на преминаването на глуони между кварките.Ако говорим за взаимодействия между адрони, те се обяснява с прехвърлянето на пи-мезон резонанс.Казано по-просто, всички косвено отново намалява до обмен на глуони.
Как кварк част от нуклон?
Всеки неутронна се състои от чифт г-кварки, и точно същия единична ф-кварк.Всяка протон, напротив - от един D-извара и двойка U-извара.По начина, по който говорят, писмата са поставени в зависимост от номера на квантовата.
обясня.Например, бета-разпад се обяснява с точно същата трансформация на една от същия вид като част от нуклон изварата на друг.За да бъде по-добре разбрано като формула този процес може да бъде написано по този начин: D = ф + w (неутронна разпад).Съответно, протонът е написано малко по-различна формула: U = г + вата
Между другото, този последен процес се обяснява с постоянен поток от неутрино и позитрони на големите звездни купове.Така че мащабите на Вселената е толкова важни малки частици, което е с плазмен кварк-глуонната, както вече казахме, потвърждава Големия взрив, и изучаването на тези частици се даде възможност на учените да научат повече за същността на света, в който живеем.
С по-малко от един кварк?
Между другото, това, което се състои от кварки?Те са неразделна част preons.Тези частици са много малки и недобре разбрани, така че дори и днес те са известни не толкова много.Това е по-малко от един кварк.
Откъде идват те?
Днес, най-честата форма preons две хипотези: теория низ и теорията на Билсън-Томпсън.В първия случай, поява на частиците е обяснено низ колебание.Втората хипотеза предполага, че появата им се дължи на възбудено състояние на пространството и времето.
Интересно е, че във втория случай е възможно да се опише явлението, с помощта на матрица от паралелно транспорт по криви с мрежата спин.Свойствата на самата матрица, както и да определят всички preons.Това е, което представлява кварките.
Обобщавайки, можем да кажем, че кварките - един вид "кванти" като част от адрони.Впечатлен?И сега ние ще говорим за това как да се направи, бе открита изварата.Това е една много вълнуваща история, която, наред с други неща, напълно разкриват някои детайли, описани по-горе.
Strange частици
Веднага след края на Втората световна война, учените започват активно да изследват света на субатомни частици, които дотогава сякаш просто примитивна (за мнението).Протони, неутрони (нуклоните) и електроните, образувани атом.През 1947 г. той отвори божур (и прогнозира, тяхното съществуване през 1935 г.), които са отговорни за взаимното привличане на нуклоните в ядрото на атома.Това събитие беше на времето му беше посветена нито една научна изложба.Кварките все още не бяха отворени, но по време на нападението на своя "отпечатък" е все по-близо.Все още не са открили
неутрино в момента.Но отвесни тяхното значение, за да обясни на бета разпад на атома е толкова голямо, че учените имат малко съмнение съществуването им.Освен това, вече се открие или предскаже някои античастици.След като положението е ясно с мюони, които се формират от разпад на пиони и по-късно премина в състояние на неутрино, електрон или позитрон.Физиците не разбират, защо ми е необходим този междинна станция.
Уви, толкова прост и непретенциозен модел за много кратко оцеля отварянето на пиони.През 1947 г. две British физик Георги Рочестър и Clifford Butler, публикувани любопитна статия в научното списание Природа.Материалът е за изследване на космическите лъчи през облак камера, в която има много любопитни информация.На една от снимките, заснети по време на наблюдението, че е ясно видима на няколко писти с общ произход.Тъй като разликата беше като Латинска V, след като стана ясно, - отговаря на тези частици определено са различни.
Учените веднъж приемат, че тези песни показват факта на рухването на някои неизвестни частици, които не е забравен други песни.Изчисленията показват, че теглото му - около 500 MeV, което е много по-голяма от тази стойност за електрона.Разбира се, учените са именувани откриването им V-частиците.Все пак, това не е най-кварк.Тази частица е все още чака да се отвори.
Всичко е само началото
С това откритие е започнал.През 1949 г., при същите условия, беше установено, следи от частици, по което е постановено незабавно три пиони.Скоро става ясно, че тя, както и V-частиците - напълно различни членове на семейството, състоящ се от четири частици.По-късно те бяха наречени К мезони (каоните).
Couple обвинен каоните имат маса 494 MeV, а в случай на неутрален заряд - 498 MeV.Между другото, през 1947 г., изследователите достатъчно късмет, за да улавят само една и съща много редки случай на положително каон разпад, но към момента те просто не са в състояние да тълкуват правилно на снимката.Въпреки това, за да бъде напълно честен, това е всъщност първото наблюдение на каонът е направена още през 1943 г., но информация за него почти се губеше на фона на многото следвоенните научни публикации.
New странност
И тогава учените чакали повече открития.През 1950 г. и 1951 г., изследователи от университетите на Манчестър и Melnburskogo успели да намерят една частица е много по-тежък от протони и неутрони.Отново, тя нямаше заряд, но се разпада на протон и Пион.Последният, както може да бъде разбрано, има отрицателен заряд.New частиците, обозначен с буквата Λ (ламбда).
Колкото повече време минава, толкова повече възниква въпросът учени.Проблемът беше, че новите частици се произвеждат само във силните ядрени взаимодействия, бързо се счупи да образуват протоните и неутроните.В допълнение, те се появяват винаги по двойки, за единно проявление никога не е бил.И така, една група от физици от САЩ и Япония предложи да се използва в описанието си на ново квантово число - странно.Според тяхното определение, странността на всички други известни частици е нула.
допълнителни изследвания
пробив настъпили само след разследванията на нова систематизация на адрони.A знакова фигура в израелския Ювал Ne'eman стана който промени изключителна военна кариера в един също толкова брилянтен начин на учен.
Той отбеляза, че на открито по времето на мезоните и барионите паднат, формиране на група от свързани мултиплета частици.Членовете на всеки един от тези сдружения имат точно същата странност, но противоположни електричните заряди.И така, как силното ядрено взаимодействие на електрически заряди не зависи изобщо, във всичко друго частици от мултиплет изглежда перфектно близнаци.
Учените предполагат, че появата на тези природни образувания отговаря определена симетрия, а скоро и те са в състояние да я открие.Тя беше просто обобщение на спин групата SU (2), която учените от цял свят, за да употребата описват номерата на квантовата.Това е просто по това време вече е бил известен адронен 23, и гърбовете им бяха равни на 0, ½ или цяла единица, затова използва класификация, не е възможно.
В резултат на това ние трябваше да се използва за класификация само два квантови числа, поради което класирането отбеляза значителен ръст.Така имаше група от SU (3), който в началото на века е създал френски математик Elie Cartan.За определяне на таксономична позиция в нея на всяка частица, учените разработили програма за научни изследвания.Quark след това лесно да влезе в една систематична поредица, която потвърждава абсолютната правилността на специалисти.
нова квантови числа
Така учените са стигнали до идеята за използване на абстрактни квантови числа, които са се превърнали в хипер- и изотопен спин.Въпреки това, със същия успех може да се странно и електрически заряд.Тази схема бе временно име Пътя Осморен.Това е заловен аналогия с будизма, в която до Nirvana също трябва да мине през осем нива.Всичко това обаче поезия.
Ne'eman Неговата работа и колегата му, Гел-Ман, публикувани през 1961 г., и сумата от тогава известни мезоните не надвишава седем.Но в статията си, изследователите не се поколебаха да спомена голямата вероятност за съществуването на осмия мезон.Също така през 1961 г. тяхната теория блестящо потвърдено.Намерени тази частица, наречена мезони (гръцката буква η).
нататъшни открития и експерименти брилянтно потвърдиха абсолютната правилността на класификацията на SU (3).Това се превръща в мощен стимул за изследователи, които са установили, че там са на прав път.Дори Гел-Ман не се съмняваше, че в природата има кварки.Отзиви за теориите му не бяха много положителни, но ученият бе сигурен, че е прав.
Ето и кварки!
скоро публикува статия "A схематичен модел на барионите и мезоните."В него, учените са успели да се доразвие идеята за организиране, която е толкова полезна.Те открили, че Шуменският (3) готовност признава съществуването на цели тризнаци на фермиони, електрическия заряд, който варира от 2.3-1.3 и 1.3, и в тризнаци една частица е винаги различен ненулева странност.Вече добре известен Гел-Ман, ние ги нарича "елементарни частици кварки."
Според обвиненията, той ги етикетира като ф, г и лидер (от английските думи нагоре, надолу, и странно).Съгласно новата схема, всяка барионен формира от три кварка.Мезони са разположени много по-лесно.Те съдържат един кварк (това правило е фирма) и антикварк.Едва след това научната общност е узнал за съществуването на тези частици, които са посветени на нашата статия.
Малко история
Тази статия, която се определя в голяма степен развитието на физиката през идните години, има доста интересна история.Гел-Ман помисли за съществуването на такива тризнаци дълго преди нейното публикуване, но няма кой да обсъдят своите предположения.Фактът, че неговите предположения за съществуването на частици с дробен заряд разглеждали като заблуди.Въпреки това, след разговор с изключителен теоретичен физик Робърт Serber той научил, че колегата му направи точно същите заключения.
В допълнение, ученият прави единственият правилен извод, че наличието на такива частици е възможно само ако те не са свободни фермиони, като част от адрони.Всъщност, в този случай, техните такси са интегрирани!Първа на Гел-Ман ги нарича kvorkami дори да ги споменава в MTI, но реакцията на студенти и преподаватели е много нисък ключ.Така че един учен за дълго време да мисля за това дали той трябва да направи своите изследвания на обществеността.
дума "кварк" (това звучи като вика на патиците) е взето от трудовете на Джеймс Джойс.Странно е, но американският учен е публикувал статия в престижната европейска научно списание Physics Letters, защото сериозно се опасява, че подобна редакция от гледна точка на американското издание на физическото Review Letters няма да го приеме за публикуване.Между другото, ако искате да изглеждате най-малко копие на статията - ви насочи по пътищата към същата Berlin музея.Кварки в неговата експозиция не е в наличност, но цялата история на откритието си (или по-скоро, документални доказателства) е.
Home кварк революция
справедливо да се каже, че почти по същото време на една и съща мисъл дойде от CERN учен, Джордж Цвайг.На първо място, си самият наставник беше Гел-Ман, а след това Ричард Файнман.Цвайг също дефинира реалността на фермиони, които имат частични такси, но призова ги аса.Освен това, един талантлив физик, също се считат за трите извара барионите и мезоните - като комбинация от кварк и антикварк.
Казано по-просто, студентът е напълно повтаря заключенията на учителя си, и напълно се отдели от него.Неговата работа се появи дори няколко седмици преди публикуването на Mann, но само като "домашно" Институт.Въпреки това, той е наличието на две независими вестници, заключенията от които са почти идентични, веднъж убеден някои учени вярност към предложената теория.
От отхвърлянето да се доверят
Но много изследователи са предприели тази теория не е правилна.Да, журналисти и теоретици бързо се влюбва в нея, за по-голяма яснота и простота, но сериозна физика отне само след толкова дълго, колкото 12 години.Не трябва да ги обвинявам за прекомерен консерватизъм.Фактът, че оригиналната теория на кварките в рязък контраст с принципа Pauli, които споменахме в началото на тази статия.Ако приемем, че протонът, съдържаща чифт ф-кварка и един г-кварк, първият трябва да бъде стриктно по същия квантово състояние.Според Паули е невъзможно.
След това беше, и е установено допълнително квантово число, изразено като цвят (както споменахме по-горе).Освен това, не е ясно как всички елементарни частици кварки взаимодействат помежду си, защо да не ги срещне безплатни сортове.Всичко това много помогна разгадаят тайните на теория на полето габарит, които "донесе на ум" само в средата на 70-те години на.По същото време, теорията на извара адрони органично включена в него.
Но най-силно възпрепятства развитието на теорията на пълната липса на поне някои от експерименталните тестове ще потвърди наличието на двете, и взаимодействието между кварки и други частици.Но те постепенно започнаха да се появяват едва в края на 60-те, когато бързото развитие на технологиите, разрешени за опита на "пренос" електронни лъчи от протони.Именно тези преживявания са позволили да се докаже, че вътре протони наистина "скрие" някои частици, който първоначално е бил наречен partons.По-късно все още убедени, че тя не е нищо като истински кварк, но едва в края на 1972 година.
Experimental потвърждение
Разбира се, окончателното осъждане на научната общност пое много по-експериментални данни.През 1964 г. Джеймс Sheldon Glashow и Bjorken (бъдещия носител на Нобелова награда, между другото) предполагат, че може да има четвърто видове от кварк, които те нарича очаровани (омагьосан).
Това е благодарение на тази хипотеза, изследователите през 1970 г. са били в състояние да обясни много странности, които са били наблюдавани при гниенето на неутрални каоните таксуват.Четири години по-късно, точно две независими група американски физици са били в състояние да определят разпад на мезон, който включваше само един "омагьосан" кварк и антикварк си.Това не е изненадващо, че това събитие веднъж наречен ноември революция.Теорията на кварките получите повече или по-малко "визуална" потвърждение.
за важността на откриването на поне факта, че ръководителят на проекта, Samuel Тинг и Бъртън Рихтер, две години по-късно получи Нобелова награда: Едно събитие е отразено в множество статии.
