Kodėl Fizikai Domisi Paslaptingiausiais Kukliausiais Kvarkais

{h1}

Viršutinis kvarkas yra apie 100 trilijonų kartų sunkesnis nei kvarkas. Bet kodėl?

3D atomo ir kvarkų iliustracija.

Taigi yra šie dalykai, vadinami kvarkais. (Aš žinau, norėčiau, kad jie turėtų geresnį vardą, bet aš nesu atsakingas už dalykų įvardijimą fizikoje.) Kvarkai yra mažos paauglystės mažytės dalelės (mes suprasime, kad jos yra šiek tiek mažos), kurios yra pagrindiniai elementai. materijos. Kiek mes galime pasakyti, patys kvarkai nėra pagaminti iš nieko mažesnio. Ateityje tai gali pasikeisti, kai sužinome daugiau, tačiau kol kas tai pakankamai gerai.

Yra šešių rūšių kvarkai, kurių kiekvienas turi skirtingus, bet vienodai keistus pavadinimus: aukštyn, žemyn, viršuje, apačioje, keistai ir žaviai. Ir nepaisant savo pavadinimo, keisčiausias iš lyties atstovų iš tikrųjų yra aukščiausias kvarkas. [7 keistai faktai apie kvarkus]

Kasime giliai.

Apverstas pasaulis

Labiausiai paplitę kvarkai yra aukštyn ir žemyn. Jie yra tie, kurie susilieja į trejetus ir sudaro protonus (du aukštyn ir žemyn) ir neutronus (du žemyn ir aukštyn). Norint suformuoti žinomą teigiamą protono ir neutronų krūvį, kvarkams reikia trupmeninių krūvių. Aš žinau, kad tai skamba keistai, bet taip yra tik todėl, kad mes galvojo kad protonų ir elektronų krūvis buvo pagrindinis. Pasirodo, klydome. Kvarkas aukštyn turi plius du trečdalius, o žemyn kvarkas sėdės minus trečdalyje.

Dar daugiau painiavos dėl kvarkų yra tai, kad jie yra stebėtinai lengvi. Kvarkas aukštyn yra tik 0,2 procento protono masės, o jo partneris žemyn kvarkas sudaro tik apie 0,5 procento protono masės. Taigi, kaip šios matines daleles galima pridėti prie sunkaus protono masės?

Atsakymas yra jėga, jungianti kvarkus: stipri branduolinė jėga. Šis kvarkų surišimas yra akivaizdžiai stiprus - lengvai nukenčia panašiai įkrautų kvarkų natūralus elektrinis atstumas. Ir kadangi energija yra tas pats dalykas, kaip ir masė (ačiū, Einšteinai!), Protono masė iš tikrųjų atsiranda dėl klijų, o ne pačių kvarkų.

Gyvenimas viršuje

Ne visi kvarkai yra tokie dideli. Bet dalelių fizikos pasaulyje didelė yra bloga žinia. Būti masyviam yra tarsi būti pačiame aukšto, lieso kalno viršuje. Žinoma, vaizdai yra puikūs, tačiau bet koks vėjo užuomina leis jums pasilenkti į stabilesnę padėtį. O stabilus reiškia mažą - jei esate didžiulė dalelė, patirianti nestabilumą, greitai atsidursite mažesnių pusbrolių dušu. [Juokinga fizika: pačios mažiausios dalelės gamtoje]

Tai reiškia, kad aukštyn ir žemyn kvarkais gyvenimas yra tiesiog persikų. Jie mažiausi; Taigi, nors iš jų nėra puikių vaizdų, jiems nėra jokio pavojaus nukristi egzistencine uoliena. Kiti didžiausi kvarkai, keistai ir žavūs, retai sutinkami gamtoje. Jie yra tokie masyvūs, kad iš pradžių juos sunku pasidaryti, ir kai tik jie yra pagaminti kokio nors egzotiško proceso metu, jie greitai virsta kažkuo kitu, palikdami ne daugiau kaip atmintį.

Fizikai gana ilgai manė, kad yra tik šie keturi kvarkai - aukštyn, žemyn, keista ir žavinga. Bet aštuntojo dešimtmečio pradžioje jie pradėjo įtarti kitaip, ištyrę keletą retų kaonų atotrūkių (ir vėlgi aš nesu atsakingas už daiktų įvardijimą. Kaonas yra keisto kvarko ir aukštyn, arba žemyn kvarkas duetas). Norėdami paaiškinti keistą irimą, dėl kurio kilo šie kaonai, teoretikai turėjo atspėti, ar egzistuoja nauja kvarkų pora, kurią jie pavadino viršuje ir apačioje. Šie nauji kvarkai buvo daug, daug sunkesni nei kiti keturi (kitaip mes juos jau būtume matę).

Kai kvarkas Nr. 5 (apačia) 1977 m. Prisijungė prie žinomų ir išmatuotų dalelių klubo, buvo siekiama rasti šeštąjį ir paskutinįjį (viršutinį). Tačiau problema buvo ta, kad niekas neturėjo supratimo, koks jis yra didelis, ty mes nežinojome, koks jautresnis turėjome pasidaryti dalelių greitintuvus, kad galėtume juos išstumti. Kiekvienais metais grupės visame pasaulyje tobulindavo savo įrankius, ir kiekvienais metais jų pritrūko, vis didindamos tuomet hipotetinės dalelės masę.

Tik 1995 m. Vasario mėn. „Fermilab“ tyrėjai galėjo pagaliau pareikšti ieškinį dėl viršutinio kvarko, kurio masė yra 200 kartų sunkesnė už protoną, atradimo. Teisingai: Nors aukštyn ir žemyn kvarkai beveik neatlieka jokio protono pagaminimo protonu, viršutinis kvarkas lengvai sugeba surinkti visus atomus.

Įveskite Higgsą

Viršutinis kvarkas yra apie 100 trilijonų kartų sunkesnis nei kvarkas. Tai malonu. Bet kodėl? Kodėl kvarkai turi tokį didžiulį masių diapazoną?

Čia patenka Higso bozonas. Higso bozonas yra susietas su lauku (Higso lauku, panašiu į elektromagnetinį lauką), kuris persmelkia visą erdvės laiką, tarsi nematomas klijai, užpildantys visatą. Kitos pagrindinės dalelės, tokios kaip elektronai, neutrinai ir kvarkai, turi plaukti per šį lauką, kad eitų iš vienos vietos į kitą. Pats faktas, kad pagrindinės dalelės negali ignoruoti Higso lauko, yra (dėl įvairios ir įvairios matematikos) priežastis, kodėl jos turi masę.

Aha, tada jau yra užuomina. Jei Higgsas yra kažkaip susijęs su pačia masės samprata, o viršutinis kvarkas yra toli ir sunkiausias kvarkais, tada Higgso bozonas ir viršutinis kvarkas turi būti geriausia draugų.

Taigi, bėgant metams, aukščiausias kvarkas tapo vienais vartais į mūsų supratimą apie Higgsą, ir tikimasi, kad toliau tirdami patį Higgsą, mes galime susidaryti perspektyvų paslaptingai didelėje viršutinio kvarko masėje.

  • Didžiausios neišspręstos paslaptys fizikoje
  • 11 didžiausių neatsakytų klausimų apie tamsiąją medžiagą
  • 8 būdai, kaip galite pamatyti Einšteino reliatyvumo teoriją realiame gyvenime

Paulius M. Sutteris yra astrofizikas Ohajo valstijos universitetas, šeimininkas Paklauskite erdvėlaivio ir Kosminis radijas, ir autorius Jūsų vieta Visatoje.

Iš pradžių paskelbta Gyvasis mokslas.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Filmo Animacija: 128 Milijardų Elementų Imitacija
Filmo Animacija: 128 Milijardų Elementų Imitacija

„Svetimų“ Šamų Pertvaros Mokslininkai
„Svetimų“ Šamų Pertvaros Mokslininkai

Mokslas Naujienos


Ar Senovės Žemėje Atšalęs Meteoras Sudužo Šalia Kanados?
Ar Senovės Žemėje Atšalęs Meteoras Sudužo Šalia Kanados?

Bakterijomis Praturtintas Losjonas Kovoja Su Odos Infekcijomis
Bakterijomis Praturtintas Losjonas Kovoja Su Odos Infekcijomis

Kodėl Turime Skirtingus Kraujo Tipus?
Kodėl Turime Skirtingus Kraujo Tipus?

Jav Karo Ateitis: „Drono“ Pristatymai Ir Skrydžiai Su Vertikaliaisiais Lėktuvais
Jav Karo Ateitis: „Drono“ Pristatymai Ir Skrydžiai Su Vertikaliaisiais Lėktuvais

Karvės Turi Keistą Šeštą Pojūtį
Karvės Turi Keistą Šeštą Pojūtį


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com