Tikai pirms gada, Peter Higgs, François Englert un saņēma Nobela prēmiju par savu darbu, kas tika veltīta pētījumu subatomisko daļiņām.Tas var šķist absurds, bet saviem atklājumiem zinātnieki ir veikuši pirms pusgadsimta, taču līdz pat šai dienai viņi nedeva kaut nelielu lietu.
1964.gadā, divi talantīgi fizika arī spēlēja ar savu novatorisko teoriju.Sākumā viņa arī piesaistīja maz uzmanības.Tas ir dīvaini, jo viņa aprakstīja struktūru hadrons, kas ir nepieciešamas jebkuram spēcīgu interatomic mijiedarbību.Tas bija teorija kvarki.
Kas tas ir?
Starp citu, kas ir biezpiena?Tas ir viens no galvenajiem komponentiem hadronu.Svarīgi!Šī daļiņa ir "puse" spin, faktiski būdams fermioni.Atkarībā no krāsas (skatīt zemāk) biezpiena maksa var būt vienāds ar vienu trešdaļu vai divas trešdaļas no protonu maksas.Runājot par krāsām, kopskaitā seši (paaudzi kvarki).Tie ir nepieciešami, lai netiktu pārkāpts Pauli principu.
Basics
Kā daļu no hadrons, šīs daļiņas ir tādā attālumā, kas nepārsniedz vērtību dzemdībām.Iemesls ir vienkāršs: viņi apmainās vektori izmēra laukumā, ti gluons.Kāpēc tas ir tik svarīgi, biezpiena?Gluon plazmas (piesātināts kvarki) - stāvoklis lietā, kurā viss visums bija tikai pēc Lielā sprādziena.Attiecīgi, pastāvēšana kvarki un gluons - tiešs apstiprinājums tam, ka tā tiešām bija.
Viņiem ir arī dažādu krāsu, bet gan tāpēc, ka kustības, lai radītu savas virtuālās kopijas.Attiecīgi, ja attālums starp kvarki spēkā starp tām būtiski palielinās.Kā jau varat minēt, ar minimālo attālumu mijiedarbības praktiski pazūd (asimptotiskās brīvība).
Tādējādi jebkuram spēcīga mijiedarbība hadrons ir saistīts ar pāreju gluons starp kvarki.Ja mēs runājam par mijiedarbību starp hadrons, tos var izskaidrot ar nodošanu pi-Meson rezonanse.Vienkārši runājot, visi netieši atkal samazināja apmaiņai gluons.
Kā biezpiena daļa nukloni?
Katrs neitronu sastāv no pāris d-kvarki, un tieši tajā pašā vienotajā u-biezpiena.Katra protonu, gluži pretēji - no viena d-biezpiena un pāris U-biezpiena.Starp citu runājot, burti tiek novietoti atkarībā no kvantu skaitļiem.
izskaidrot.Tā, piemēram, beta pūšanas ir paskaidrots ar tikai to pašu transformācijas vienu no tāda paša veida, kā daļu no nukloni biezpiena citā.Lai varētu labāk saprast kā formulā šis process var rakstīt šādā veidā: D = u + w (neitronu sabrukšanas).Tādējādi protonu ir rakstīts nedaudz atšķirīgu formulu: u = D + w.
Starp citu, šis pēdējais process ir izskaidrojams ar stabilā plūsmā neitrīno un positrons no lielākajiem zvaigžņu kopu.Tātad mērogs Visuma ir tik svarīgs maz daļiņas, kas ir biezpiena-gluon plazmas, kā mēs jau teicu, apstiprina Lielā sprādziena, un pētījums par šīm daļiņām ļauj zinātniekiem, lai uzzinātu vairāk par būtību pasauli, kurā mēs dzīvojam.
Ar mazāk nekā biezpiena?
Starp citu, ko tas veido kvarki?Tie ir neatņemama preons.Šīs daļiņas ir ļoti mazs un slikti saprot, tā ka pat mūsdienās tie ir zināmi ne tik daudz.Kas ir mazāks nekā biezpiena.
Kur viņi nāk no?
Šodien visizplatītākais preons divas hipotēzes: stīgu teoriju un teoriju Bilson-Thompson.Pirmajā gadījumā, iestājoties daļiņu ir paskaidrots stīgu svārstības.Otra hipotēze liecina, ka to izskats ir saistīts ar ierosināto stāvokli telpā un laikā.
interesanti, ka otrajā gadījumā ir iespējams aprakstīt parādību, izmantojot matricu paralēli pārvadājumiem pa līknes spin tīkla.No matricas pašas īpašības, un, lai noteiktu jebkādu preons.Tas ir tas, kas ir attiecināmās kvarki.
Apkopojot, mēs varam teikt, ka kvarki - sava veida "Quanta", kā daļa no hadrons.Iespaidu?Un tagad mēs runājam par to, kā to izdarīt, bija atvērt biezpiena.Tas ir ļoti aizraujošs stāsts, kas, cita starpā, pilnībā atklāt dažus iepriekš aprakstītās detaļas.
Strange daļiņas
Tūlīt pēc Otrā pasaules kara, zinātnieki sāka aktīvi izpētīt pasauli subatomisko daļiņām, kas līdz tam šķita tikai primitīvas (par viedokli).Protoniem, neitroniem (nucleons) un elektroni veidojas atomu.In 1947 viņš atvēra peonijas (un prognozēt savu pastāvēšanu 1935. gadā), kurš bija atbildīgs par savstarpējo piesaisti nucleons kodolā atomu.Šis notikums bija savā laikā bija veltīts ne viens zinātniskās izstādi.Kvarki vēl nebija atklāts, bet laiks uzbrukuma savu "nospiedumu" tika tuvojas.
neitrīno tajā laikā vēl nebija atklāts.Bet viņu milzīgais nozīme, lai izskaidrotu beta sabrukšanas atomu bija tik liels, ka zinātnieki ir maz šaubu par to eksistenci.Turklāt jau atklāt vai paredzēt dažus antiparticles.Kad situācija bija neskaidra, ar muons, kas veidojas pēc samazinājuma par pions un vēlāk pārgāja valsts neitrīno, elektronu vai pozitronu.Fiziķi nesaprotu, kāpēc man ir nepieciešams šo starpstacijā.
Ak, tik vienkārši un nepretenciozs modelis ļoti īsi izdzīvoja atvēršanu pions.1947. gadā divi britu fiziķis, George Rochester un Clifford Butler, publicēja ziņkārīgs rakstu zinātniskajā žurnālā Nature.Par to materiāls bija pētījums par kosmisko staru caur mākonis kamerā, kurā viņi ieguvuši ļoti ziņkārīgs informāciju.Uz viena no fotogrāfijas notverti novērošanas laikā, tas skaidri bija redzams pāris dziesmas ar kopēju izcelsmi.Tā atšķirība bija kā latīņu V, tad kļuva skaidrs - maksa šīs daļiņas ir noteikti atšķirīgi.
Zinātnieki reiz pieņemts, ka šīs dziesmas norāda faktu sabrukuma kādu nezināmu daļiņas, kas nav atstājis aiz citas dziesmas.Aprēķini liecina, ka tā svaru - apmēram 500 MeV, kas ir daudz lielāka par šo vērtību par elektronu.Protams, pētnieki ir nosaukts viņu atklājums V-daļiņu.Tomēr tas nebija biezpiena.Šo daļiņu joprojām gaida spārnus.
Viss ir tikai sākums
Ar šo atklājumu tas sākās.1949. gadā, saskaņā ar tādiem pašiem nosacījumiem, konstatēja nelielu daļiņu, kurā tika taisīts uzreiz trīs pions.Drīz kļuva skaidrs, ka viņa, kā arī un V-daļiņu - pilnīgi atšķirīgas ģimenes locekļi, kas sastāv no četriem daļiņām.Vēlāk tie tika saukti K mesons (kaons).
Pāris jāmaksā kaons ir masu 494 MeV, un gadījumā, ja neitrālā maksas - 498 MeV.Starp citu, 1947. gadā, pētnieki paveicies, lai attēlotu tikai pats ļoti reti ja iegūts pozitīvs KAON pagrimums, bet brīdī, kad viņi vienkārši nespēja pareizi interpretēt attēlu.Tomēr, lai būtu pilnīgi godīgi, tas ir faktiski pirmais novērojums par KAON tika atpakaļ 1943. gadā, taču informācija par to tika gandrīz zaudēja fona daudzu pēckara zinātniskajās publikācijās.
New dīvainības
Un tad zinātnieki gaidīja vairāk atklājumus.1950. gadā un 1951. gadā pētnieki no universitātēs Mančestras un Melnburskogo izdevies atrast daļiņu ir daudz smagāks nekā protoniem un neitroniem.Atkal, viņa nebija maksas, bet pārvēršas par protonu un pion.Pēdējais, kā var saprast, ir negatīvs lādiņš.New daļiņu apzīmē ar burtu koeficientu l (lambda).
Jo vairāk laiks iet, jo vairāk rodas jautājums zinātniekus.Problēma bija tā, ka jaunās daļiņas tiek ražoti tikai spēcīgs kodolieroču mijiedarbība, ātri sadalot veidot protoniem un neitroniem.Turklāt tie vienmēr parādās pa pāriem, vienotais izpausme nekad nav bijis.Un tā grupa fiziķi no ASV un Japānas ierosināts izmantot savā aprakstā jaunu kvantu skaitlis - dīvaina.Saskaņā ar to definīciju, dīvainības visu citu zināmo daļiņu bija nulle.
Turpmākie pētījumi
sasniegums notika tikai pēc tam, kad izmeklēšanas jaunu sistematizēšana hadrons.Svarīgus rādītājs Izraēlas Yuval Ne'eman kļuva kas mainīja izcilu militāro karjeru tikpat izcili kā zinātnieks.
Viņš norādīja, ka atvērts līdz brīdim, kad mesons un baryons samazināties, veidojot kopu saistītu daļiņu daudzaugļu.Locekļi katru no šīm asociācijām ir tieši tāds pats strangeness, bet pretējās elektrisko maksas.Tātad, kā bija spēcīgs kodolieroču mijiedarbība elektrisko maksas nav atkarīgi vispār, jo viss pārējais daļiņas, kas multiplet izskatās ideāli dvīņi.
Zinātnieki ir teikuši, ka iestāšanās šo dabas veidojumiem tiekas zināmu simetriju, un drīz vien viņi varēja atrast viņu.Viņa bija vienkārša vispārinājums par spin grupas SU (2), kurā zinātnieki visā pasaulē izmanto, lai aprakstītu kvantu numurus.Tas ir tikai tajā laikā jau bija zināms Hadron 23, un to muguras bija vienāds ar 0, ½ vai viens vesels, tāpēc izmantojiet klasifikāciju nav iespējams.
Kā rezultātā, mums nācās izmantot klasificēšanai tikai divas kvantu numurus, kuru dēļ klasifikācija ir ievērojami paplašinājusies.Tātad bija grupa SU (3), kas sākumā gadsimta ir radījis franču matemātiķis Elie Cartan.Lai noteiktu taksonomisko pozīciju tajā katras daļiņas, zinātnieki izstrādājuši pētniecības programmu.Biezpiena tad viegli stājās sistemātisku sērija, kas apstiprināja absolūto pareizību speciālistu.
jauns kvantu skaitļiem
Tāpēc zinātnieki ir nonākuši pie idejas, izmantojot abstraktas kvantu numurus, kas ir kļuvuši hiper un izotopa spin.Tomēr ar to pašu panākumu var veikt dīvains un elektrisko lādiņu.Šī shēma ir provizoriski nosaukts par astoņām reizēm ceļš.Tas ir notverti analoģiju ar budismu, kur līdz Nirvana arī jāiet cauri astoņiem līmeņiem.Tomēr visu šo dzeju.
Ne'eman Viņa darbs un viņa kolēģis, GELl-Mann, kas publicēts 1961. gadā, un summu, tad zināms mesons nepārsniedza septiņus.Bet to papīra, pētnieki nevilcinājās nerunājot par augstu varbūtību pastāvēšanas astoto Meson.Arī 1961. gadā viņu teorija lieliski apliecināja.Atklāju šo daļiņu saucamie mesons (grieķu burtu η).
Turpmākie atklājumi un eksperimenti spoži apliecināja absolūto pareizību klasifikāciju SU (3).Tas kļuva spēcīgs stimuls, lai pētnieki, kuri ir atraduši, ka ir uz pareizā ceļa.Pat GELl-Mann nebija šaubu, ka dabā pastāv kvarki.Atsauksmes par viņa teorijas nebija ļoti pozitīva, bet zinātnieks bija pārliecināts, ka viņam bija taisnība.
Šeit un kvarki!
drīz publicēja rakstu "shematiska modeli baryons un mesons."Tajā, zinātnieki varēja turpināt attīstīt ideju organizēt, kas bija tik noderīgi.Viņi konstatēja, ka SU (3) viegli atzīst, ka pastāv veselu triplets fermions, elektriskā maksa, kas svārstās no 2/3 līdz 1/3 un 1/3, un šajā tripleta vienā daļiņu vienmēr ir atšķirīgs nav nulle dīvainības.Jau labi zināms GELl-Mann, mēs aicināja viņus "elementārdaļiņas kvarki."
Saskaņā ar apsūdzību, viņš marķēti tos kā u, d un s (no angļu vārdiem uz augšu, uz leju, un dīvaini).Saskaņā ar jauno shēmu, katrs barioni veido trīs kvarki.Mesons sakārto daudz vieglāk.Tie satur vienu biezpienu (šis noteikums ir firma) un antiquark.Tikai pēc tam, ka zinātniskā sabiedrība uzzina par to, ka šīm daļiņām, kas ir veltīta mūsu rakstu.
Nedaudz vēstures
Šis pants, kas lielā mērā nosaka attīstību fizikas turpmākajos gados, ir diezgan interesanta vēsture.GELl-Mann doma par to, ka šādu triplets ilgi pirms tā publicēšanas, bet neviens apspriest savus pieņēmumus.Fakts, ka viņa pieņēmumi par daļiņas, kuru dalītu maksu izskatījās kā murgiem.Tomēr pēc sarunas ar izcilu fiziķis Roberts Serber viņš uzzināja, ka viņa kolēģis bija tieši tādus pašus secinājumus.
Turklāt zinātnieks veikti vienīgo pareizo secinājumu, ka pastāv šādu daļiņu ir iespējama tikai tad, ja tie nav bezmaksas fermions, kā daļu no hadrons.Patiešām, šajā gadījumā, to izmaksas tiek integrēti!Pirmkārt GELl-Mann tos aicināja kvorkami pat pieminēti tos MTI, bet reakcija studentu un pasniedzēju bija ļoti zemas taustiņu.Tātad zinātnieks uz ilgu laiku domāju par to, vai viņam vajadzētu darīt savu pētījumu, lai sabiedrībai.
vārds "biezpiena" (tas izklausīsies saucieniem pīles), tika ņemti no darbiem James Joyce.Savādi pietiekami, bet amerikāņu zinātnieks ir ievietojis rakstu prestižajā Eiropas zinātniskajā žurnālā Fizika Letters, jo nopietni baidījās, ka līdzīga pārskatīšanas ziņā amerikāņu izdevumā Physical Review Letters nepieņems to publicēšanai.Starp citu, ja jūs vēlaties, lai izskatās vismaz kopiju rakstu - jūs tieši ceļa pašā Berlīnes muzeju.Kvarki viņa Ekspozīcijas nav pieejams, bet pilns stāsts par to atklāšana (vai drīzāk, dokumentārus pierādījumus) ir.
Home biezpiena revolūcija
godīgi teikt, ka gandrīz tajā pašā laikā, lai tā pati doma nāca no CERN zinātnieks, George Zweig.Sākumā viņa mentors pats bija GELl-Mann, un tad Richard Feynman.Zweig arī definēja realitāti fermions, kas bija dalītu maksu, taču tos aicināja aces.Turklāt, talantīgs fiziķis, arī uzskata par trim biezpiena baryons un mesons - kā kombinācija biezpiena un antiquark.
Vienkārši sakot, students tiek pilnībā atkārto secinājumus viņa mācītājs, un pilnīgi atsevišķi no tā.Viņa darbs ir parādījies pat dažas nedēļas pirms publicēšanas Mann, bet tikai kā "mājās gatavotu" institūtā.Tomēr, tas ir klātbūtne diviem neatkarīgiem dokumentiem, kura secinājumi bija gandrīz identiski tam, kad pārliecināts daži zinātnieki uzticību ierosināto teorijā.
No noraidīšanu uzticēties
Bet daudzi pētnieki ir veikuši šī teorija nav taisnība.Jā, žurnālisti un teorētiķi ātri iemīlēja viņu par skaidrību un vienkāršību, bet nopietna fizika ņēma to tikai pēc tam, kad tik ilgi, kā 12 gadus.Jums nevajadzētu vainot viņus par pārmērīgu konservatīvismu.Fakts, ka sākotnējā teorijas kvarki, kas krasi kontrastē ar Pauli principu, ko mēs minēts sākumā šo rakstu.Ja mēs pieņemam, ka protonu ietverts pāris U-kvarki un viena d-biezpiena, pirmais būtu stingri vienā kvantu stāvoklī.Saskaņā ar Pauli tas nav iespējams.
Tas bija tad un tur bija vēl kvantu skaitlis, kas izteikts kā krāsu (kā mēs minēts iepriekš).Turklāt nav skaidrs, kā visi elementārdaļiņu kvarki mijiedarboties ar otru, kāpēc ne izpildīt tos bez maksas šķirnes.Visi šie ļoti palīdzējuši atšķetināt noslēpumus mērītājs lauka teorijas, kas "vērsta uz prāta" tikai vidus 70.Apmēram tajā pašā laikā, biezpiena teorija hadrons organiski iekļauti tajā.
Bet visspēcīgāk kavē attīstību teorijā pilnīgi nav vismaz dažus no eksperimentālos testos, kas apstiprina, ka pastāv gan, un mijiedarbību kvarki un citām daļiņām.Bet viņi pamazām sāka parādīties tikai beigās 60s, kad strauji attīstoties tehnoloģijām atļauto pieredzi a "pārvade" elektronu staru protonu.Tas ir šīs pieredzes ir atļauts pierādīt, ka iekšā protoniem tiešām "paslēpties" dažas daļiņas, kas sākotnēji tika saukta patroni.Vēlāk tomēr pārliecināta, ka tas nav nekas kā patiess biezpiena, bet tas bija tikai 1972 beigās.
Eksperimentālā apstiprinājums
Protams, galīgais pārliecība zinātnieku aprindām paņēma daudz eksperimentālo datus.In 1964, James Sheldon Glashow un Bjorken (nākotnes Nobela prēmijas laureāts, starp citu) ir ierosināts, lai gan tur var būt ceturtā suga biezpiena, kurā viņi sauc apbūra (Charmed).
Tas ir pateicoties šo hipotēzi, pētnieki 1970. varēja izskaidrot daudzas dīvainības, kas ir novērotas samazinājuma par neitrāliem kaons iekasē.Četrus gadus vēlāk, tikai divas neatkarīgas grupa amerikāņu fiziķi varēja noteikt Meson samazinājuma, kas ietvēra tikai vienu "Charmed" biezpienu un tā antiquark.Tas nav pārsteidzoši, ka šis notikums reiz nodēvēja novembra revolūcijas.Par kvarki teorija iegūtu vairāk vai mazāk "vizuālo" apstiprinājumu.
par to, cik svarīgi atvēršanas teica vismaz tas, ka projekta vadītājs, Samuel Ting un Burton Richter, divus gadus vēlāk saņēma Nobela prēmiju: An notikums atspoguļojas daudzos izstrādājumos.
