Vain vuosi sitten, Peter Higgs, François Englert ja sai Nobelin työstään, joka oli omistettu tutkimuksen atomia pienemmät hiukkaset.Tämä voi tuntua järjetöntä, mutta heidän löytöjä tutkijat ovat tehneet puoli vuosisataa sitten, mutta tähän päivään ne eivät anna vaikka pieni asia.
Vuonna 1964 kaksi lahjakasta fysiikka myös soitti hänen uraauurtava teoria.Aluksi hän herätti myös vähän huomiota.On outoa, koska hän kuvaili rakenne hadronien, jotka ovat välttämättömiä tahansa vahva atomienväliset vuorovaikutusta.Tämä oli teoria kvarkit.
Mikä se on?
Muuten, mikä on kvarkki?Tämä on yksi olennaisimpia Hadron.Tärkeää!Tämä hiukkanen on "puoli" spin, oikeastaan on fermioni.Väristä riippuen (katso alla) kvarkki maksu voi olla yhtä suuri kuin yksi kolmasosa tai kaksi kolmasosaa protonin maksun.Mitä värejä, heitä on kuusi (sukupolven kvarkkien).Ne ovat välttämättömiä, jotta ei loukata Pauli.
perusteet
Osana hadronien, nämä hiukkaset ovat etäisyydellä enintään arvoa synnytyksen.Syy on yksinkertainen: he vaihtavat vektorit mittari kenttä eli gluonit.Miksi se on niin tärkeää kvarkki?Gluoni plasma (tyydyttynyt kvarkit) - olomuoto, jossa koko maailmankaikkeus oli vain alkuräjähdyksen jälkeen.Näin ollen olemassaolo kvarkit ja gluonit - suora vahvistus että se todella oli.
Niillä on myös erilainen väri, mutta koska liike voivat luoda virtuaalisia kopioita.Näin ollen, kun etäisyys kvarkkien niiden välillä voimassa kasvaa huomattavasti.Kuten arvata saattaa, jossa minimietäisyys vuorovaikutus käytännössä häviää (asymptoottinen vapaus).
Siten mikä tahansa vahva vuorovaikutus hadronien johtuu siirtymistä gluonit välillä kvarkkien.Jos puhumme vuorovaikutus hadronien, ne selittyvät siirtoa PI-Meson resonanssi.Yksinkertaisesti sanottuna, kaikki välillisesti alennettu uudelleen vaihtoon gluonit.
Miten kvarkki osa nukleoni?
Jokainen neutroni koostuu kahdesta d-kvarkkien, ja täsmälleen sama yhden u-kvarkki.Jokainen protoni, päinvastoin - yhdestä d-kvarkki ja pari u-kvarkki.Muuten puhuminen, kirjaimet sijoitetaan riippuen kvanttiluvut.
selittää.Esimerkiksi beetahajoaminen selittyy aivan sama muutosta yksi samaa tyyppiä kuin osana nukleoni kvarkki toiseen.Voidaan paremmin ymmärtää kaava tätä prosessia voidaan kirjoittaa näin: D = U + W (neutronin hajoaminen).Niinpä protoni on kirjoitettu hieman erilainen kaava: u = d + w.
Muuten, tämä jälkimmäinen prosessi selittyy tasaista neutriinot ja positroneista suurimmista tähtijoukkoja.Joten mittakaava maailmankaikkeus on niin tärkeä vähän hiukkasia, joka on kvarkki-gluoni plasma, kuten olemme jo todenneet, vahvistaa big bang, ja tutkimus näitä hiukkasia avulla tutkijat voivat oppia lisää ydin maailmaa, jossa elämme.
Alle Quark?
Muuten, mitä se koostuu kvarkkien?Ne ovat olennainen osa preons.Nämä hiukkaset ovat hyvin pieniä ja huonosti, niin että vielä nykyäänkin ne ovat tiedossa ole niin paljon.Se on vähemmän kuin kvarkki.
Mistä ne tulevat?
Nykyisin tavallisin preons kaksi hypoteesia: Säieteorian ja teoria Bilson-Thompson.Ensimmäisessä tapauksessa esiintyminen hiukkasten selitetään merkkijono värähtely.Toinen hypoteesi ehdottaa, että niiden ulkonäkö johtuu virittynyt tila tilaa ja aikaa.
mielenkiintoista, että toisessa tapauksessa on mahdollista kuvata ilmiötä, käyttäen matriisi rinnakkaisen kuljetus pitkin käyrät spin-verkon.Matriisin ominaisuuksia itse, ja määrittävät kaikki preons.Juuri muodostaa kvarkit.
Yhteenvetona voimme sanoa, että kvarkit - eräänlainen "Quanta" osana hadronien.Vaikuttunut?Ja nyt puhumme miten oli auki kvarkki.Tämä on erittäin jännittävä tarina, joka muun muassa, täysin paljastaa joitakin yksityiskohtia on kuvattu edellä.
Strange hiukkasia
Heti päättymisen jälkeen toisen maailmansodan, tutkijat alkoivat aktiivisesti tutkia maailmaa atomia pienemmät hiukkaset, jotka siihen asti tuntui vain primitiivinen (varten mieltä).Protonit, neutronit (nukleoneista) ja elektronit muodostunut atomin.Vuonna 1947 hän avasi pionit (ja ennusti niiden olemassaolon vuonna 1935), jotka olivat vastuussa keskinäisen vetovoima nukleoneja tumassa atomien.Tämä tapahtuma oli sen aikaa käytettiin ei yksi tieteellinen näyttely.Kvarkit eivät olleet vielä auki, mutta aika hyökkäys heidän "jalanjälki" lähestyi.
Neutrinos tuolloin ei ollut vielä löydetty.Mutta niiden pelkkä merkitys selittää beetahajoaminen atomien oli niin suuri, että tutkijat ovat vähän epäillä niiden olemassaoloa.Lisäksi jo havaita tai ennustaa joitakin antihiukkasia.Kun tilanne oli epäselvä myonit, jotka muodostuvat rappeutuminen pionit ja myöhemmin siirtyi valtion neutriinot, elektroni tai positroni.Fyysikot eivät ymmärrä, miksi tarvitsen tätä väliasemalle.
Valitettavasti, niin yksinkertainen ja vaatimaton malli hyvin lyhyesti selvisi aukon pionien.Vuonna 1947 kaksi brittiläistä fyysikko, George Rochester ja Clifford Butler julkaisi utelias artikkelin tieteellisen lehden Luonto.Materiaali oli tutkimuksen kosmisten säteiden pilven läpi kammion, jossa he saivat hyvin utelias tiedot.Yhdellä kuvia kaapattu havainto, se oli selvästi näkyvissä pari kappaleita yhteinen alkuperä.Koska ero oli kuin latina V, sitten selvisi - maksu nämä hiukkaset ovat varmasti eri.
Tutkijat kerran oletetaan, että nämä kappaleet osoittavat tosiasia romahdus joitakin tuntemattomia hiukkanen, joka ei jää jälkeen muista kappaleita.Laskelmat osoittivat, että sen paino - noin 500 MeV, joka on paljon suurempi kuin tämä arvo elektroni.Tietenkin tutkijat ovat nimesivät löytö V-hiukkanen.Kuitenkin, tämä ei ollut kvarkki.Tämä hiukkasen oli vielä odottamassa.
Kaikki on vasta alussa
Tämän löydön se alkoi.Vuonna 1949, samoin edellytyksin todettiin jäljittää hiukkasia, jotka johtivat välittömästi kolme pionit.Pian kävi selväksi, että hän, sekä ja V-hiukkanen - täysin eri perheenjäsenet, joka koostuu neljästä hiukkasia.Myöhemmin heitä kutsuttiin K mesons (kaons).
Pari veloitetaan kaons ovat massaltaan 494 MeV, ja jos kyseessä on neutraali lataus - 498 MeV.Muuten, vuonna 1947, tutkijat onni kaapata aivan sama hyvin harvoissa tapauksissa positiivinen Kaon rappeutuminen, mutta tuolloin he vain eivät voineet tulkita oikein kuva.Kuitenkin olla täysin oikeudenmukainen, se on itse asiassa ensimmäinen havainto Kaon tehtiin jo vuonna 1943, mutta tietoja on melkein menetti taustaa vasten monet sodanjälkeisen tieteellisiä julkaisuja.
Uusi vierauden
Ja sitten tutkijat odottivat enemmän löytöjä.Vuonna 1950 ja 1951, tutkijoita yliopistojen Manchesterin ja Melnburskogo onnistui löytämään hiukkanen on paljon raskaampaa kuin protonien ja neutronien.Jälleen hän oli veloituksetta, mutta hajoaa protoni ja pion.Jälkimmäinen, kuten voidaan ymmärtää, on negatiivinen varaus.Uuden hiukkasen merkitään kirjaimella Λ (lambda).
enemmän aikaa kuluu, sitä enemmän herää kysymys tutkijat.Ongelmana oli, että uusia hiukkasia tuotetaan ainoastaan vahva ydinvoima vuorovaikutus, nopeasti hajottaa muodostamaan protoneja ja neutroneja.Lisäksi ne näkyvät aina pareittain, yksi ilmentymä ei koskaan.Ja niin ryhmä fyysikot USA ja Japani ehdotti käyttää niiden kuvaus uuden kvanttiluku - outo.Mukaan niiden määritelmän, vierauden kaikkien muiden tunnettujen hiukkasten oli nolla.
Lisätutkimuksia
läpimurto tapahtui vasta tutkimusten uuden systematisointi hadronien.Merkittävä hahmo Israelin Yuval Ne'eman tuli muuttaneet maksamatta sotilaallisen uransa yhtä loistava tapa tiedemies.
Hän totesi, että avoinna aika mesons ja baryoneja laskee muodostaen klusterin liittyvä hiukkasen multiplettien.Jäsenten lisäksi näistä järjestöistä on täsmälleen sama vierauden, mutta vastapäätä sähkövarauksia.Joten miten vahva ydinvoima vuorovaikutus sähkö maksut eivät riipu lainkaan, kaikesta muusta hiukkasia multipletti näyttää täydellinen kaksoset.
Tutkijat ovat ehdottaneet, että esiintyminen näiden luonnonmuodostumia täyttää tietyt symmetria, ja pian he löysivät hänet.Hän oli yksinkertainen yleistys spin ryhmä SU (2), joka tutkijat ympäri maailmaa käyttävät kuvaamaan kvanttiluvut.Se on vain tuolloin oli jo tiedossa Hadron 23 ja selät olivat 0, ½ tai koko yksikkö, siis käyttää luokitusta ei ole mahdollista.
Tämän seurauksena jouduimme käyttämään luokittelua vain kaksi kvanttiluvut, jonka vuoksi luokitus on laajentunut huomattavasti.Niin siellä oli ryhmä SU (3), joka alussa vuosisadan on luonut ranskalainen matemaatikko Elie Cartan.Voit selvittää taksonominen asema se kunkin hiukkasen, tutkijat kehittivät tutkimusohjelma.Quark sitten helposti tuli järjestelmällisen sarjan, joka vahvisti absoluuttinen oikeellisuudesta asiantuntijoita.
uusi kvanttiluvut
Joten tutkijat ovat tulleet ajatus käyttää abstrakti kvanttiluvut, joka on tullut hyper- ja isotooppisia spin.Kuitenkin Samanlainen menestys voidaan ottaa outoa ja sähkövaraus.Tämä järjestelmä on alustavasti nimetty kahdeksanosainen polku.Tämä on otettu vastaavasti buddhalaisuus, jossa kunnes Nirvana täytyy myös käydä läpi kahdeksan tasoa.Kuitenkin kaikki tämä runous.
Ne'eman Hänen työnsä ja hänen kollegansa, Gell-Mann, julkaistiin vuonna 1961, ja määrä silloisen mesons ei ylittänyt seitsemää.Mutta niiden paperin, tutkijat ei epäröinyt mainita suurella todennäköisyydellä olemassaolosta kahdeksannen Meson.Myös vuonna 1961 niiden teoriassa loistavasti vahvistettu.Löytyi tämä hiukkanen nimeltään mesons (kreikkalainen kirjain η).
Lisäksi löytöjä ja kokeet loistavasti vahvisti absoluuttinen oikeellisuutta luokittelu SU (3).Tämä tuli voimakas kannustin tutkijoille, jotka ovat havainneet, että on oikealla tiellä.Jopa Gell-Mann ei ollut epäilystäkään siitä, että luonto on kvarkit.Arvostelut hänen teorioita olleet erittäin myönteisiä, mutta tiedemies oli varma, että hän oli oikeassa.
Täällä ja kvarkit!
pian julkaisi artikkelin "kaavamainen malli baryoneja ja mesons."Siinä tutkijat pystyivät kehittämään ajatusta järjestämisestä, joka oli niin hyvä.He havaitsivat, että SU: n (3) helposti myöntää, että on olemassa koko tripletit fermionit, sähkövaraus, joka vaihtelee 2/3 ja 1/3 ja 1/3, ja kolmikon yhden hiukkasen on aina erilainen kuin nolla omalaatuinen.Jo tunnettujen Gell-Mann, me kutsui heitä "alkeishiukkasten kvarkit."
mukaan maksut, hän merkitty niitä u, d ja s (alkaen Englanti sanat ylös, alas, ja outoa).Uudessa järjestelmässä, kukin Baryoni muodostuu kolmesta kvarkit.Mesons on järjestetty paljon helpompaa.Ne sisältävät yhden kvarkki (tämä sääntö on yritys) ja antikvarkki.Vasta sen jälkeen tiedeyhteisö on tullut tietoinen näistä hiukkasista, jotka ovat omistautuneet meidän artikkeli.
Historiaa
Tämä artikkeli, joka on paljolti kehitys fysiikan tulevina vuosina, on melko mielenkiintoinen historia.Gell-Mann ajatellut tällaisista kolmoset kauan ennen sen julkaisemista, mutta kukaan ei keskustella oletuksia.Se, että hänen oletuksia olemassaolosta hiukkasia, joiden murto maksu näytti kuin harhaluuloja.Kuitenkin, kun keskustelun erinomainen teoreettinen fyysikko Robert Serber hän tietää, että hänen kollegansa teki juuri samat johtopäätökset.
Lisäksi tiedemies teki ainoa oikea johtopäätös, että tällaisista hiukkasista on mahdollista vain, jos ne eivät ole ilmaisia fermioneja osana hadronien.Todellakin, tässä tapauksessa niiden maksut integroitu!Ensinnäkin Gell-Mann kutsui heidät kvorkami edes mainita niitä KTM, mutta reaktio opiskelijoiden ja opettajien oli erittäin hillitty.Joten tiedemies pitkään ajatellut, onko hän olisi hänen tutkimus yleisölle.
sana "kvarkki" (tämä kuulostaa huuto ankat) otettiin teoksia James Joyce.Kumma kyllä, mutta amerikkalainen tiedemies on lähettänyt artikkelin arvostetun eurooppalaisen tieteellisen aikakauslehden Physics Letters, koska vakavasti pelkäsivät, että samanlainen tarkistus kannalta Amerikan painos Physical Review Letters ei hyväksy sitä julkaistavaksi.Muuten, jos haluat katsoa ainakin jäljennös artikkeli - sinun suora tie samaan Berliinin museo.Kvarkit hänen exposition ei ole saatavilla, mutta koko tarinan heidän löytö (tai pikemminkin, asiakirjanäyttöä) on.
Etusivu kvarkki vallankumous
reilua sanoa, että lähes samaan aikaan samalle ajatus tuli CERN tiedemies, George Zweig.Aluksi hänen mentori itse oli Gell-Mann, ja sitten Richard Feynman.Zweig myös määritelty todellisuuden fermionit, joka oli murto maksuja, mutta kutsui heidät ässät.Lisäksi lahjakas fyysikko, katsotaan myös kolme kvarkki baryoneja ja mesons - yhdistelmänä kvarkki ja antikvarkki.
Yksinkertaisesti sanottuna, opiskelija on täysin toistetaan päätelmät opettajansa, ja täysin erillään siitä.Hänen töitään on ollut jopa muutamaa viikkoa ennen julkaisemista Mann, vaan ainoastaan "kotitekoisia" instituutti.Kuitenkin, se on läsnäolo kahden itsenäisen paperit, jonka päätelmät olivat lähes identtiset, kun vakuuttunut jotkut tutkijat uskollisuutta ehdotettu teoria.
Vuodesta hylkäämisen luottaa
Mutta monet tutkijat ovat ottaneet tämä teoria on väärin.Kyllä, toimittajia ja teoreetikot nopeasti rakastui hänen selkeyden ja yksinkertaisuuden, mutta vakava fysiikka lähti etenemään vasta niin kauan kuin 12 vuotta.Sinun ei pitäisi syyttää heitä liikaa konservatismi.Se, että alkuperäinen teoria quarks jyrkässä ristiriidassa Pauli periaate, jota edellä alussa tämän artikkelin.Jos oletamme, että protoni sisälsi pari U-kvarkit ja yksi d-kvarkki, ensimmäinen olisi tiukasti samassa kvanttitilassa.Mukaan Pauli on mahdotonta.
Se oli silloin ja siellä oli ylimääräinen kvanttiluku ilmaistuna väri (kuten edellä mainittiin).Lisäksi on epäselvää, miten kaikki alkeishiukkasten kvarkit vuorovaikuttavat toistensa kanssa, miksi ei täytä niitä ilmaiseksi lajikkeita.Kaikki nämä auttanut arvoituksia mittari alalla teoriassa, joka "toi mieleen" vain puolivälissä 70s.Samoihin aikoihin, kvarkki teoria hadronien orgaanisesti osaksi sitä.
Mutta voimakkaimmin vaikeuttanut kehitystä teoria täydellinen puuttuminen ainakin joidenkin kokeellisten testien, joka vahvistaa olemassa sekä, ja vuorovaikutus kvarkkien ja muut hiukkaset.Mutta ne vähitellen alkoi ilmestyä vasta 60-luvun lopulla, kun tekniikan nopea kehitys mahdollisti kokemus "siirto" elektronisäteitä protonien.Juuri nämä kokemukset ovat mahdollistaneet osoittaa, että sisälle protonit todella "piilottaa" hiukkaset, joka oli alun perin nimeltään partons.Myöhemmin vielä vakuuttunut siitä, että se ei ole mitään kuin todellinen rahka, mutta se oli vasta loppuvuodesta 1972.
Kokeellinen vahvistus
Tietenkin, lopullisen tuomion tiedeyhteisön otti paljon kokeellista tietoa.Vuonna 1964 James Sheldon Glashow ja Björken (tulevien Nobelin muuten) ovat ehdottaneet, vaikka voi olla neljäs laji kvarkki, jota he kutsuivat hurmasi (hurmasi).
On ansiosta tämän hypoteesin, tutkijat vuonna 1970 pystyivät selittämään monet omituisuuksia jotka on havaittu rappeutuminen neutraalin kaons veloitetaan.Neljä vuotta myöhemmin, vain kaksi riippumaton ryhmä amerikkalaisia fyysikot pystyivät korjata mesonin rappeutuminen, johon sisältyi vain yksi "hurmasi" Quark ja sen antikvarkki.Ei ole yllättävää, että tämä tapahtuma kerran puhuttu marraskuun vallankumouksen.Teoria quarks saada enemmän tai vähemmän "visuaalinen" vahvistus.
tärkeydestä aukon mainitun ainakin se, että projektipäällikkö, Samuel Ting ja Burton Richter, kaksi vuotta myöhemmin sai Nobelin: tapahtuma näkyy useita artikkeleita.
