dotazující se mysli

věda o hmotě, prostoru a čase

hlavní stránka / z čeho je svět vyroben? | jak najít nejmenší částice
co očekávat v budoucnu | proč podporovat vědecké | standardní modelové objevy

z čeho je svět vyroben?

stavební kameny

fyzici identifikovali 12 stavebních bloků, které jsou základními složkami hmoty., Náš každodenní svět je tvořen jen třemi z těchto stavebních bloků: up quark, down quark a electron. Tato sada částic je vše, co je potřeba k vytvoření protonů a neutronů a k vytvoření atomů a molekul. Elektronové neutrino, pozorované při rozpadu jiných částic, dokončuje první sadu čtyř stavebních bloků.

stavební bloky hmoty: šest kvarků a šest leptony.,

Pro některé důvod, proč příroda zvolila k replikaci této první generationof kvarky a leptony vyrábět celkem šest kvarků a šest leptony, s rostoucí hmotností. Stejně jako všechny kvarky je šestý kvark s názvem top mnohem menší než proton (ve skutečnosti nikdo neví, jak malé kvarky jsou), ale vrchol je stejně těžký jako zlatý atom!

i když existují důvody domnívat se, že neexistují žádné další sady kvarky a leptony, teoretici spekulují, že mohou existovat i jiné typy stavebních bloků, které mohou částečně účtu pro temné hmoty vyplývá z astrofyzikální pozorování., Tato špatně pochopená hmota vyvíjí gravitační síly a manipuluje s galaxiemi. K identifikaci jeho struktury bude zapotřebí experimentů s akcelerátorem na zemi.

stavební kameny přírody (video, 6 min.)

síly

vědci rozlišují čtyři elementární typy sil působících mezi částicemi: silná, slabá, elektromagnetická a gravitační síla.

• silná síla je zodpovědná za kvarky „přilepené“ k vytvoření protonů, neutronů a souvisejících částic.,
• elektromagnetická síla váže elektrony na atomová jádra (shluky protonů a neutronů) za vzniku atomů.
• slabá síla usnadňuje rozpad těžkých částic na menší sourozence.
• gravitační síla působí mezi masivními objekty. Přestože na mikroskopické úrovni nehraje žádnou roli, je to dominantní síla v našem každodenním životě a ve vesmíru.

Částice přenášejí síly mezi navzájem vyměňovat síly-přenášení částic zvaných bosony., Tyto mediátory síly nesou diskrétní množství energie, nazývané kvanta, z jedné částice do druhé. Přenos energie díky výměně bosonů byste mohli považovat za něco jako předávání basketbalu mezi dvěma hráči.

každá síla má své vlastní charakteristické bosony:

• gluon zprostředkovává silnou sílu;“ lepí “ kvarky dohromady.
• foton nese elektromagnetickou sílu; přenáší také světlo.
• bosony W A Z představují slabou sílu; zavádějí různé typy rozpadů.,

fyzici očekávají, že gravitační síla může být také spojena s bosonovou částicí. Jménem graviton, tento hypotetický boson je velmi těžké pozorovat, protože, na subatomární úrovni, gravitační síla je o mnoho řádů slabší než ostatní tři základní síly.

tabulka objevů částic: kdo, kdy, kde?

antihmota

přestože se jedná o jádro sci-fi, antihmota je stejně reálná jako hmota. Pro každou částici objevili fyzici odpovídající antičástici, která vypadá a chová se téměř stejným způsobem., Antičástice však mají opačné vlastnosti svých odpovídajících částic. Antiproton má například záporný elektrický náboj, zatímco proton je kladně nabitý.

před méně než 10 lety vytvořili fyzici v CERN (1995) a Fermilab (1996) první antiatomy. Chcete-li se dozvědět více o vlastnostech „zrcadlového světa“, pečlivě přidali pozitron (antičástice elektronu) k antiprotonu. Výsledek: antihydrogen.

ukládání antihmoty je obtížný úkol., Jakmile se setkají antičástice a částice, zničí se a zmizí v záblesku energie. Pomocí elektromagnetických silových polí jsou fyzici schopni skladovat antihmotu uvnitř vakuových nádob po omezenou dobu.

Standardní Model,

Standardní Model vysvětluje komplexní souhry mezi silou dopravci a stavební bloky.,

fyzici nazývají teoretický rámec, který popisuje interakce mezi elementárními stavebními bloky (kvarky a leptony) a nosiči síly (bosony) standardním modelem. Gravitace ještě není součástí tohoto rámce a ústřední otázkou částicové fyziky 21.století je hledání kvantové formulace gravitace, která by mohla být zahrnuta do standardního modelu.

ačkoli se stále nazývá model, standardní Model je základní a dobře testovaná teorie fyziky., Fyzici jej používají k vysvětlení a výpočtu široké škály interakcí částic a kvantových jevů. Vysoce přesné experimenty opakovaně ověřovaly jemné efekty předpovídané standardním modelem.

zatím největším úspěchem standardního modelu je sjednocení elektroelektromagnetických a slabých sil do tzv. elektroslabé síly. Konsolidace je milníkem srovnatelným se sjednocením elektrických a magnetických sil do jediné elektromagnetické teorie J. C. Maxwella v 19. století., Fyzici si myslí, že je možné popsat všechny síly s velkou sjednocenou teorií.

jedna základní složka standardního modelu však stále uniká experimentálnímu ověření: Higgsovo pole. Interaguje s jinými částicemi, aby jim dal hmotu. Higgsovo pole vede k novému nosiči síly, nazývanému Higgsův boson, který nebyl pozorován. Pokud by se nepodařilo najít, zpochybnilo by to standardní Model. Experimentátoři ve Fermilabu doufají, že najdou důkazy pro Higgsův boson a v příštích několika letech provedou další objevy.,

prezentace na stavebních blocích přírody

vše o neutrinech, elektronech a světle.

Jak najít nejmenší částice,

Fermilabu je výzkum elementárních částic