pred rokom, Peter Higgs, François Englert a prijal Nobelovu cenu pre jeho prácu, ktorá sa venovala štúdiu subatomárnych častíc.To sa môže zdať absurdné, ale ich objavov vedci urobili pred pol storočím, ale do dnešného dňa nedali aj keď trochu záležitosti.
V roku 1964, dvaja talentovaní fyzika tiež hral s jeho priekopnícky teórie.Spočiatku, ona tiež priťahuje malú pozornosť.Je to divné, pretože opísal štruktúru hadrónov, ktoré sú nepostrádateľné pre akékoľvek jedným silným meziatomových interakcie.To bola teória kvarkov.
Čo je to?
Mimochodom, čo je to kvark?To je jednou z hlavných zložiek hadronového.Dôležité!Táto častica má "napoly" točiť, v skutočnosti, že je fermión.V závislosti na farbe (pozri nižšie), tvaroh Poplatok môže byť rovná jednej tretine, alebo dve tretiny protónovej náboja.Čo sa týka farieb, je ich šesť (generácii kvarkov).Sú nevyhnutné, aby nedošlo k porušeniu princípu Pauli.
Basics
V rámci HADRONS, tieto častice sú vo vzdialenosti nepresahujúcej hodnotu pôrodu.Dôvod je jednoduchý: vymieňajú vektory meradla pole, tj gluóny.Prečo je to tak dôležité kvark?Gluon plazma (nasýtený kvarky) - stav veci, v ktorej celý vesmír bol tesne po Veľkom tresku.V dôsledku toho existencia kvarkov a gluónov - priame potvrdenie, že to naozaj bolo.
Majú tiež inú farbu, ale preto, že hnutie vytvoriť svoje virtuálne kópie.Preto, ak je vzdialenosť medzi kvarky sily medzi nimi výrazne zvyšuje.Ako asi tušíte, s minimálne vzdialenosti interakcie prakticky zmizne (asymptotickej voľnosti).
Preto každá silná interakcia v HADRONS je vzhľadom na prechod gluónov medzi kvarkov.Ak budeme hovoriť o interakciách medzi hadróny, ktoré sú vysvetlené prevodom pí-mezónov rezonancie.Jednoducho povedané, všetky nepriamo opäť znížená na výmene gluónov.
Ako kvark súčasťou nukleón?
Každý neutrón sa skladá z dvojice d-kvarkov a presne rovnakej jedinej u-tvarohu.Každý protón, naopak - z jedinej d, tvaroh a dvojicu u-tvarohu.Podľa spôsobu, akým sa dá povedať, že písmená sú umiestnené v závislosti na kvantových čísel.
vysvetliť.Napríklad beta rozpad je vysvetlená len rovnaký transformácie jednej z rovnakého typu ako súčasť nukleónov kvarkov do druhého.Ak chcete byť lepšie chápať ako vzorec tento proces môže byť napísaný takto: d = u + w (neutrónové rozpadu).V súlade s tým protón je písaný mierne iný vzorec: u = D + w.
Mimochodom, tento druhý proces je vysvetlené stály prúd neutrín a pozitrónov z hlavných hviezdokôp.Takže meradlo vesmíru je tak dôležité, malé čiastočky, čo je kvark-gluon plazma, ako sme už povedali, potvrdzuje veľký tresk, a štúdie o týchto častíc vedcom umožní dozvedieť sa viac o podstate sveta, v ktorom žijeme.
S menej ako kvark?
Mimochodom, čo sa skladá z kvarkov?Oni sú neoddeliteľnou súčasťou preons.Tieto častice sú veľmi malé a zle pochopený, tak, že aj dnes sú známe ani tak.To je menej ako kvark.
Kde sa vzali?
Dnes je najbežnejšia forma preons dve hypotézy: teória strún a teórie Bilson-Thompson.V prvom prípade, výskyt častíc je vysvetlený kmitanie struny.Druhá hypotéza naznačuje, že ich vzhľad je spôsobený vybuzeného stavu priestoru a času.
zaujímavé, že v druhom prípade je možné popisovať jav, s použitím matrice paralelného dopravy pozdĺž krivky spin siete.Vlastnosti matrice samotné, a pre stanovenie akejkoľvek preons.To je to, čo tvorí kvarky.
Ak zhrnieme, môžeme povedať, že kvarky - akýmsi "kvánt" ako súčasť hadrónov.Ohromený?A teraz budeme hovoriť o tom, ako urobiť, bolo otvoriť kvark.Je to veľmi vzrušujúci príbeh, ktorý, okrem iného, plne zverejniť niektoré podrobnosti popísané vyššie.
Podivné častice
Bezprostredne po skončení druhej svetovej vojny, vedci začali aktívne preskúmať svet subatomárnych častíc, ktoré sa do tej doby sa zdalo, len primitívne (pre zobrazenie).Protóny, neutróny (nukleónov) a elektróny vytvorené atóm.V roku 1947 otvoril pivonky (a predpovedal ich existenciu v roku 1935), ktorí boli zodpovední za vzájomnej príťažlivosti nukleónov v jadre atómu.Táto udalosť bola vo svojej dobe bola venovaná ani jeden vedecký výstavu.Kvarky neboli ešte otvorené, ale v čase útoku na ich "stope" sa blíži.
Neutrína v tom čase ešte neboli objavené.Ale ich samotný význam vysvetliť beta rozpad atómov bol tak veľký, že vedci majú málo pochybovať o ich existencii.Okrem toho sa už detekciu alebo predpovedajú niektoré antičastica.Akonáhle sa situácia bola nejasná s mióny, ktoré sa tvoria rozpadom pión a neskôr prešiel do stavu neutrín, elektrón alebo pozitrón.Fyzici nechápu, prečo sa musím Tento priebežný stanicu.
Bohužiaľ, tak jednoduché a nenáročný modelu veľmi stručne prežil otvorení pión.V roku 1947, dva britský fyzik, George Rochester a Clifford Butler, publikoval podivný článok vo vedeckom časopise Nature.Materiál pre neho bolo štúdium kozmického žiarenia skrz hmlovej komore, v ktorej sa dostali veľmi zvedavý informácie.Na jednej z fotografií zachytených počas pozorovania, to bolo zreteľne vidieť niekoľko stôp s spoločného pôvodu.Vzhľadom k tomu, rozdiel bol ako latinčiny V, potom sa ukázalo, - poplatok za tieto častice sú rozhodne odlišné.
Vedci kedysi predpokladalo, že tieto stopy ukazujú fakt zrútenie nejaké neznáme častice, ktoré nie sú po sebe zanechal v iných stopách.Výpočty ukazujú, že jeho hmotnosť - asi 500 MeV, čo je oveľa vyššia ako táto hodnota pre elektrónu.Samozrejme, výskumníci pomenované ich objav V-častíc.To však nie je tvaroh.Táto častice stále čakajú na svoju príležitosť.
Všetko je ešte len na začiatku
S týmto objavom to začalo.V roku 1949, a to za rovnakých podmienok, bolo zistené, stopové častice, ktoré dali okamžite zvýši na tri pión.Čoskoro bolo jasné, že ona, rovnako ako a V-častice - úplne odlišná členov rodiny, skladajúci sa zo štyroch častíc.Neskôr sa im hovorilo K mezóny (Kaon).
pár nabitý Kaon mať hmotnosť 494 MeV, a v prípade, že neutrálne náboj - 498 MeV.Mimochodom, v roku 1947, výskumníci šťastie zachytiť rovnako veľmi vzácny prípad pozitívneho Kaon rozkladu, ale v tej dobe oni jednoducho neboli schopní správne interpretovať obraz.Avšak, byť dokonale spravodlivý, to je v skutočnosti prvé pozorovanie Kaon bola vykonaná v roku 1943, ale informácie o ňom bolo takmer stratil na pozadí mnohých povojnových vedeckých publikácií.
New podivnosť
A potom vedci čakali ďalšie objavy.V roku 1950 a 1951, výskumníci z univerzít v Manchestri a Melnburskogo podarilo nájsť častice je oveľa ťažšie ako protóny a neutróny.Opäť platí, nemala náboj, ale rozpadá na protón a pión.Ten, ako je potrebné chápať, má negatívny náboj.New častíc označený písmenom lambda (lambda).
Čím viac plynie čas, tým viac vyvstáva otázka vedci.Problém bol v tom, že nové častice sú vyrábané výhradne v silných jadrových interakcií, rýchlo poškodí tvoria protóny a neutróny.Okrem toho sa vždy zobrazí v pároch, jeden prejav bol nikdy.A tak skupina fyzikov z USA a Japonska navrhnuté na použitie v ich opisu nového kvantového čísla - podivné.Podľa ich definície, podivnosť všetkých ostatných známych častíc bola nulová.
Ďalší výskum
prielom nastal až po tom, čo vyšetrovanie nové systematizácia hadrónov.Prominentné postava v izraelskej Yuval Ne'eman stal ktorý zmenil vynikajúcu vojenskú kariéru rovnako brilantné formou vedca.
Poznamenal, že otvorené v čase, keď mezóny a baryóny padať, tvoriť zhluk častíc súvisiacich multipletů.Členovia každej z týchto združení majú presne rovnakú zvláštnosť, ale opačné elektrické náboje.Tak ako sa silná nukleárna interakcia elektrických nábojov nie sú závislé vôbec, všetko ostatné častice multipletu vyzerať dokonale dvojčatá.
Vedci sa domnievajú, že je výskyt týchto prírodných útvarov spĺňa isté symetrie, a čoskoro sa im podarilo ju nájsť.Bola to jednoduchá zovšeobecňovanie skupiny spin SU (2), čo vedci na celom svete používajú na opis kvantových čísel.To je práve v tom čase bol už známy Hadron 23, a ich chrbát je rovný 0, ½, alebo celá jednotka, a preto použite klasifikáciu nie je možné.
V dôsledku toho sme museli použiť pre klasifikáciu len dve kvantové čísla, vďaka ktorým klasifikácia sa podstatne zvýšila.Tak bola skupina SU (3), ktorý bol na začiatku tohto storočia sa podarilo vytvoriť francúzsky matematik Elie Cartanovu.Ak chcete zistiť taxonomické postavenie v ňom každej častice, vedci vyvinuli výskumný program.Quark potom ľahko vstúpil do systematického série, ktorá potvrdila absolútnu správnosť špecialistov.
nová kvantové čísla
Takže vedci prišli na myšlienku využitia abstraktných kvantové čísla, ktoré sa stali hyper- a izotopové spin.Avšak, s rovnakým úspechom môže mať zvláštne a elektrický náboj.Tento režim bol dočasne menovaný osemdesiate cesta.Toto je zachytený analógiu s budhizmom, kde až do Nirvana tiež musieť ísť cez osem úrovní.Avšak, to všetko poézie.
Ne'eman Jeho dielo a jeho kolega, Gell-Mann, publikoval v roku 1961, a množstvo vtedy známych mezónov nepresiahla sedem.Ale vo svojom článku, vedci neváhal spomenúť vysokú pravdepodobnosť existencie ôsmeho Meson.Aj v roku 1961 ich teórie brilantne potvrdená.Zistené, že táto častice zvané mezóny (grécke písmeno n).
Ďalšie objavy a pokusy skvele potvrdili absolútnu správnosť klasifikácie (3) SU.Toto sa stalo silným impulzom pre výskumných pracovníkov, ktorí zistili, že sú na správnej ceste.Dokonca aj Gell-Mann nepochyboval, že v prírode existujú kvarky.Recenzia jeho teórií neboli veľmi pozitívne, ale vedec bol istý, že má pravdu.
Tu a kvarky!
vzápätí publikoval článok "A schematický model baryons a mezóny."V tom, vedci boli schopní ďalej rozvíjať myšlienku organizácie, ktoré bolo tak užitočné.Zistili, že SU (3) ľahko pripúšťa existenciu celých trojica fermions, elektrický náboj, ktorý sa pohybuje v rozmedzí od 2/3 do 1/3 a 1/3, a v triplet jednej častici je vždy iná nenulová neobvyklosť.Už dobre známy Gell-Mann, Hovorili sme im "elementárne častice kvarky."
Podľa obvinenia, označil je ako u, d a s (z anglických slov hore, dole, a podivné).Podľa nového režimu, každý baryónov tvorený tromi kvarky.Mesons sú usporiadané oveľa jednoduchšie.Oni obsahujú jeden kvark (toto pravidlo je firma) a antikvark.Až potom, že vedecká komunita sa dozvedel o existencii týchto častíc, ktoré sa venujú našom článku.
Trocha histórie
Tento článok, ktorý je do značnej miery vývoj fyziky v najbližších rokoch, má pomerne zaujímavú históriu.Gell-Mann premýšľal o existencii takýchto trojíc dlho pred jej zverejnením, ale nikto diskutovať o ich predpoklady.Skutočnosť, že jeho predpoklady o existencii častíc, ktoré majú nepatrný poplatok vyzeral, ako bludy.Avšak, po rozhovore s vynikajúcim teoretickým fyzikom Robert Serber sa dozvedel, že jeho kolega urobil presne k rovnakým záverom.
Okrem toho, vedec urobil jediný správny záver, že je možné len existencia týchto častíc, ak nie sú zdarma fermions ako súčasť hadrónov.V skutočnosti, v tomto prípade, ich poplatky sú integrované!Prvý z Gell-Mann nazval je kvorkami dokonca zmienil je v MTI, ale reakcie študentov a učiteľov bola veľmi low-key.Takže vedec na dlhú dobu premýšľal o tom, či by mal robiť svoj výskum verejnosti.
slovo "Quark" (to znieť ako krik kačíc) odfotil z diel Jamesa Joyce.Napodiv, ale americký vedec zverejnil článok v prestížnej Európskej vedeckom časopise Physics Letters, pretože vážne obával, že podobný revízie, pokiaľ ide o amerického vydanie Physical Review Letters nebude prijímam ho na zverejnenie.Mimochodom, ak chcete vyzerať aspoň kópiu článku - nasmerovať cestu k rovnakému berlínskom múzeu.Kvarky v jeho expozícii nie je k dispozícii, ale celý príbeh ich objavu (alebo skôr, listinné dôkazy) je.
Home kvark revolúcia
spravodlivé povedať, že takmer v rovnakom čase, aby to isté napadlo z CERN vedec, George Zweig.Spočiatku, jeho mentor sám bol Gell-Mann, a potom Richard Feynman.Zweig tiež definoval realitu fermióny, ktorý mal nepatrné poplatkov, ale volal im esá.Okrem toho, talentovaný fyzik, rovnako považovaná za tri tvarohových baryónov a mezónov - ako kombinácia kvarku a antikvarku.
Jednoducho povedané, je študent plne opakuje závery svojho učiteľa, a úplne oddelený od toho.Jeho práce sa objavili aj niekoľko týždňov pred zverejnením Mann, ale iba ako "domáce" ústavu.Avšak, to je prítomnosť dvoch nezávislých papierov, ktorého závery boli takmer totožné, akonáhle presvedčený o tom, niektorí vedci vernosť navrhovanej teóriu.
Od odmietnutie veriť
Ale mnohí vedci vzali táto teória nie je v poriadku.Áno, novinári a teoretici rýchlo padal v láske s ňou pre prehľadnosť a jednoduchosť, ale závažná fyzika to trvalo len po dobu až 12 rokov.Tie by im to za zlé nadmerné konzervativizmu.Skutočnosť, že pôvodné teórie kvarkov v ostrom kontraste k Pauli princípu, ktorý sme sa zmienili na začiatku tohto článku.Ak budeme predpokladať, že protón obsahoval dvojica U-kvarkov a jedného d-tvaroh, prvá by mala byť presne v rovnakom kvantovom stave.Podľa Pauli to je nemožné.
Práve vtedy a tam bol ďalší kvantové číslo, vyjadrené ako farby (ako je uvedené vyššie).Okrem toho nie je jasné, ako všetky elementárne častice kvarkov na seba vzájomne pôsobia, prečo nie plniť im zadarmo odrôd.Všetky tieto veľmi pomohol rozlúštiť záhady teórie rozchod poľa, ktorý "priniesol na mysli" až v polovici 70. rokov.Približne v rovnakom čase sa tvaroh teória HADRONS organicky začlenené do neho.
Ale väčšina silne brzdia vývoj teórie úplnej absencii aspoň niektoré z experimentálnych testov, ktoré by potvrdili existenciu obom, a interakcie medzi kvarkov a inými časticami.Ale postupne sa začali objavovať až na konci 60. rokov, keď rýchly rozvoj technológie povolených pre zážitok z "prepravou" elektrónových zväzkov protónov.Práve tieto skúsenosti umožnili dokázať, že vo vnútri protónov naozaj "skryť" niektoré častice, ktorá sa pôvodne volala Parton.Neskôr stále presvedčený, že to nie je nič ako skutočný kvark, ale to bolo len v neskorej 1972.
Experimentálne potvrdenie
Samozrejme, že právoplatné odsúdenie kvôli vedeckú komunitu trvalo oveľa experimentálne dáta.V roku 1964, James Sheldon Glashow a Bjorken (budúci nositeľ Nobelovej ceny, mimochodom) navrhli, aj keď tam môže byť štvrtý druh tvarohu, ktoré sa nazýva očaril (čarovný).
Práve vďaka tejto hypotézy, vedci v roku 1970 boli schopní vysvetliť mnohé zvláštnosti, ktoré boli pozorované v rozpade neutrálnych Kaon nabitých.O štyri roky neskôr, len dva nezávislé skupina amerických fyzikov boli schopní opraviť Meson rozpad, ktorý zahŕňal len jednu "očarení" kvarku a jeho antikvark.Niet divu, že táto udalosť kedysi nazval novembrovej revolúcii.Teória kvarkov získať viac či menej "vizuálne" potvrdenie.
o význame otvorení aspoň skutočnosť, že projektový manažér, Samuel Ting a Burton Richter, o dva roky neskôr dostal Nobelovu cenu: Udalosť sa odráža v mnohých predmetoch.
