Kyselemällä Mielet

tiede väliä, tila ja aika

main page | mitä on maailmassa tehty? | miten löytää pienimmät hiukkaset,
mitä odottaa tulevaisuudessa | miksi tukea tieteen | Standardi Malli löytöjä

Mitä on maailmassa tehty?

building blocks

Fyysikot ovat tunnistaneet 12 rakennuspalikoita, jotka ovat olennaisia ainesosia väliä., Meidän arjen maailma on tehty vain kolme näistä rakennuspalikoita: ylös-kvarkki, alas-kvarkki ja elektroni. Tämä hiukkasjoukko on ainoa, mitä tarvitaan protonien ja neutronien muodostamiseen sekä atomien ja molekyylien muodostamiseen. Muiden hiukkasten hajoamisessa havaittu elektronineutriini täydentää ensimmäisen neljän rakennuspalikan joukon.

rakennuspalikoita väliä: kuusi kvarkit ja kuusi leptons.,

jostain syystä luonto on päättänyt jäljitellä tätä ensin toimikunta quarks ja leptons tuottaa yhteensä kuusi kvarkit ja kuusi leptons, kanssa kasvava massa. Kuten kaikki kvarkit, kuudes quark, nimetty alkuun, on paljon pienempi kuin protoni (itse asiassa, kukaan ei tiedä, kuinka pieni kvarkit ovat), mutta alkuun on yhtä raskas kuin kulta-atomi!

Vaikka on syytä uskoa, että on enää sarjaa quarks ja leptons, teoreetikot spekuloida, että siellä voi olla muita rakennuspalikoita, jotka saattavat osittain selittää pimeän aineen epäsuorasti astrofysiikan havainnot., Tämä huonosti ymmärretty asia vaikuttaa painovoima ja manipuloi galakseja. Sen kankaan tunnistamiseen tarvitaan maanläheisiä kiihdyttämökokeita.

luonnon rakennuspalikat (video, 6 min.)

voimat

Tutkijat erottavat neljä ala-tyyppisiä voimat keskuudessa hiukkaset: vahva, heikko, sähkömagneettinen ja painovoima.

• vahva voima on vastuussa kvarkkien ”tarttumisesta” yhteen muodostaen protoneja, neutroneja ja niihin liittyviä hiukkasia.,
• sähkömagneettinen voima sitoo elektroneja atomien ytimet (klustereita protonit ja neutronit) muodostavat atomit.
• heikko voima helpottaa rappeutuminen raskaita hiukkasia pienempiä sisaruksia.
• painovoima vaikuttaa massiivisten kappaleiden välillä. Vaikka sillä ei ole mitään merkitystä mikroskooppisella tasolla, se on hallitseva voima jokapäiväisessä elämässämme ja koko maailmankaikkeudessa.

Hiukkasia siirtää voimia keskenään vaihtamalla voima-kuljettaa hiukkasia kutsutaan bosoni., Nämä voiman välittäjät kuljettavat erillisiä energiamääriä, joita kutsutaan quantaksi, hiukkasesta toiseen. Voisit ajatella energian siirto, koska bosonin vaihto kun jotain kulkee koripallo välillä kaksi pelaajaa.

Jokainen voima on oma ominainen bosoni:

• gluon välittää vahva voima, se ”liimaa” kvarkit yhdessä.
• fotoni kuljettaa sähkömagneettista voimaa; se lähettää myös valoa.
• W-ja Z-bosoni edustavat heikko voima; ne käyttöön erilaisia hajoaa.,

Fyysikot odottaa, että vetovoima voi myös olla liittyy bosonin hiukkanen. Nimetty gravitonin, tämä hypoteettinen bosoni on erittäin vaikea tarkkailla, koska alkeishiukkastasolla, vetovoima on monta kertaluokkaa heikompi kuin muut kolme alkeis voimia.

taulukko hiukkaslöydöistä: kuka, milloin, missä?

Antimateria

Vaikka se on katkottua science fiction, antimateria on yhtä todellinen kuin asiassa. Jokainen hiukkanen fyysikot ovat havainneet, vastaava antiparticle, joka näyttää ja käyttäytyy lähes samalla tavalla., Antipartikkeleilla on kuitenkin toistensa vastaavien hiukkasten vastakkaiset ominaisuudet. Esimerkiksi antiprotonilla on negatiivinen sähkövaraus protonin ollessa positiivisesti varautunut.

vajaa 10 vuotta sitten CERNin (1995) ja Fermilabin (1996) fyysikot loivat ensimmäiset antiatomit. Oppiakseen lisää ”Peilimaailman” ominaisuuksista he lisäsivät antiprotoniin huolellisesti positronin (elektronin antipartikkelin). Tulos: antihydraatti.

antimaterian säilyttäminen on vaikea tehtävä., Heti antiparticle ja hiukkanen kohtaavat, ne annihiloituvat, katoamassa flash energiaa. Sähkömagneettisten voimakenttien avulla fyysikot pystyvät varastoimaan antimateriaa tyhjiöastioiden sisällä rajoitetun ajan.

normaali Malli

Standardi Malli selittää monimutkainen vuorovaikutus pakottaa harjoittajien ja rakennuspalikoita.,

Fyysikot kutsuvat teoreettinen viitekehys, joka kuvaa vuorovaikutusta peruskoulun rakennuspalikoita (quarks ja leptons) ja pakottaa harjoittajat (bosoni) Standardi Malli. Painovoima ei ole vielä osa tätä kehystä, ja keskeinen kysymys 21st century hiukkasfysiikka on etsiä muotoilu quantum gravity, joka voisi olla mukana Standardin Malli.

vaikka sitä edelleen kutsutaan malliksi, standardimalli on perustavanlaatuinen ja hyvin testattu fysiikan teoria., Fyysikot käyttävät sitä selittääkseen ja laskiessaan monenlaisia hiukkasinteraktioita ja kvanttiilmiöitä. Tarkkuuskokeet ovat toistuvasti varmistaneet standardimallin ennustamat hienovaraiset vaikutukset.

toistaiseksi suurin menestys Standardi Malli on yhdistymisen theelectromagnetic ja heikkoja joukkoja ns electroweak voima. Theconsolidation on virstanpylväs verrattavissa yhdistäminen sähkö-ja magneettiset voimat yhdeksi sähkömagneettinen teoria, jonka J. C. Maxwell 19th century., Fyysikot ajattelevat, että kaikki voimat on mahdollista kuvata suurella Yhtenäisteorialla.

Yksi olennainen ainesosa Standardi Malli, kuitenkin, vielä pakenee kokeellinen todentaminen: Higgsin kenttä. Se vuorovaikutuksessa muiden hiukkasten antaa heille massaa. Higgsin kenttä synnyttää uuden voimankantajan, jota kutsutaan Higgsin bosoniksi, jota ei ole havaittu. Jos sitä ei löydettäisi, kyseenalaistettaisiin Vakiomalli. Fermilabin kokeilijat toivovat löytävänsä todisteita Higgsin bosonista ja tekevänsä lisää löytöjä lähivuosina.,

liu ’ uta näytä rakennuspalikoita luonto

Kaiken neutriinot, elektronit ja valoa.

Miten löytää pienimmät hiukkaset,

Fermilab: n tutkimus -, alkeis hiukkasia,