K? mes ?inome apie daleles, ma?esnes u? atom?? O kokia yra ma?iausia dalel? visatoje?

Mus supantis pasaulis... Kas i? m?s? nesi?av?jo jos kerin?iu gro?iu? Jo bedugnis naktinis dangus, nus?tas milijardais mirksin?i? paslapting? ?vaig?d?i? ir ?velnios saul?s ?viesos. Smaragdiniai laukai ir mi?kai, audringos up?s ir berib?s j?ros platyb?s. Putojan?ios diding? kaln? vir??n?s ir ve?lios Alpi? pievos. Ryto rasa ir lak?tingalos trilis au?tant. Kvepianti ro?? ir tylus upelio ?iurlenimas. ?aismingas saul?lydis ir ?velnus ber?yno o?imas...

Ar ?manoma galvoti apie k? nors gra?esnio u? mus supant? pasaul??! Galingesnis ir ?sp?dingesnis? Ir tuo pa?iu metu trapesnis ir ?velnesnis? Visa tai yra pasaulis, kuriame kv?puojame, mylime, d?iaugiam?s, d?iaugiam?s, ken?iame ir li?dime... Visa tai yra m?s? pasaulis. Pasaulis, kuriame gyvename, kur? jau?iame, kur? matome ir kur? bent ka?kaip suprantame.

Ta?iau jis yra daug ?vairesnis ir sud?tingesnis, nei gali pasirodyti i? pirmo ?vilgsnio. ?inome, kad ve?lios pievos neb?t? atsiradusios be fantasti?ko begalinio apvalaus, lanks?i? ?ali? ?ol?s stieb? ?okio riau??s, smaragdiniais drabu?iais pasipuo?usi? ve?li? med?i? – be daugyb?s lap? ant ?ak? ir auksini? papl?dimi? – be daugyb?s putojan?i? gr?d?. sm?lio, tra?kan?io po basomis kojomis vasari?kai ?velnios saul?s spinduliuose. Didelis visada susideda i? ma??. Ma?as - i? dar daugiau ma??. Ir ?i seka, ko gero, neturi rib?.

Tod?l ?ol?s a?menys ir sm?lio gr?deliai savo ruo?tu susideda i? molekuli?, kurios susidaro i? atom?. Atomai, kaip ?inote, susideda i? elementari?j? daleli? – elektron?, proton? ir neutron?. Ta?iau jie, kaip manoma, n?ra galutinis autoritetas. ?iuolaikinis mokslas teigia, kad, pavyzd?iui, protonai ir neutronai susideda i? hipotetini? energijos grupi? – kvark?. Yra prielaida, kad yra dar ma?esn? dalel? – preonas, kuris vis dar nematomas, ne?inomas, bet tariamas.

Molekuli?, atom?, elektron?, proton?, neutron?, foton? ir kt. paskambino mikropasaulis. Jis yra pagrindas makrokosmosas- ?mogaus pasaulis ir j? atitinkantys dyd?iai m?s? planetoje ir mega pasaulis- ?vaig?d?i?, galaktik?, Visatos ir Kosmoso pasaulis. Visi ?ie pasauliai yra tarpusavyje susij? ir neegzistuoja vienas be kito.

Su mega pasauliu jau susipa?inome reporta?e apie savo pirm?j? ekspedicij?. „Visatos kv?pavimas. Kelion? pirmiausia" ir mes jau turime id?j? apie tolimas galaktikas ir Visat?. Toje pavojingoje kelion?je mes atradome tamsiosios materijos ir tamsiosios energijos pasaul?, tyrin?jome juod?j? skyli? gelmes, pasiek?me blizgan?i? kvazar? vir??nes ir stebuklingai i?veng?me Did?iojo sprogimo ir ne ma?iau Did?iojo Crunch. Visata pasirod? prie? mus visu savo gro?iu ir didybe. Kelion?s metu supratome, kad ?vaig?d?s ir galaktikos neatsirado pa?ios, o kruop??iai, per milijardus met?, susidar? i? daleli? ir atom?.

B?tent dalel?s ir atomai sudaro vis? mus supant? pasaul?. B?tent jie savo nesuskai?iuojamais ir ?vairiais deriniais gali pasirodyti prie? mus arba gra?ios olandi?kos ro??s, arba did?iul?s Tibeto uol? kr?vos pavidalu. Viskas, k? matome, susideda i? ?i? paslapting? paslapting?j? atstov? mikropasaulis. Kod?l „paslaptingas“ ir kod?l „paslaptingas“? Nes ?monija, deja, dar labai ma?ai ?ino apie ?? pasaul? ir apie jo atstovus.

Ne?manoma ?sivaizduoti ?iuolaikinio mokslo apie mikrokosmos? neminint elektrono, protono ar neutrono. Bet kurioje fizikos ar chemijos etalonin?je med?iagoje rasime j? mas? devintos de?imtosios tikslumu, j? elektros kr?v?, tarnavimo laik? ir pan. Pavyzd?iui, remiantis ?iais ?inynais, elektrono mas? yra 9,10938291 (40) x 10 -31 kg, elektros kr?vis - at?mus 1,602176565 (35) x 10 -19 C, gyvavimo trukm? - begalyb? arba bent 4,6 x 10 26 metai (Wikipedia).

Elektrono parametr? nustatymo tikslumas ?sp?dingas, o pasidid?iavimas civilizacijos mokslo pasiekimais u?pildo m?s? ?irdis! Tiesa, sykiu ?siver?ia ir tam tikros abejon?s, kuri?, turint vis? nor?, iki galo nepavyks i?vyti. Nustatyti elektrono mas?, lygi? milijardui – milijardui – milijardinei kilogramo daliai, ir net pasverti j? iki devintos de?imtosios dalies, manau, n?ra lengva u?duotis, taip pat i?matuoti elektrono gyvavimo trukm? esant 4 600 000 000 000 000 000 000 000 000 met?.

Be to, niekas niekada nemat? ?io elektrono. Moderniausi mikroskopai aplink atomo branduol? leid?ia pamatyti tik elektron? debes?, kuriame, kaip tiki mokslininkai, elektronas juda dideliu grei?iu (1 pav.). Mes dar tiksliai ne?inome nei elektrono dyd?io, nei jo formos, nei jo sukimosi grei?io. I? tikr?j? mes labai ma?ai ?inome apie elektron?, taip pat apie proton? ir neutron?. Galime tik sp?lioti ir sp?lioti. Deja, ?iandien yra visos m?s? galimyb?s.

Ry?iai. 1. 2009 m. rugs?jo m?n. Charkovo fizikos ir technologijos instituto fizik? daryta elektron? debes? nuotrauka

Ta?iau elektronas arba protonas yra ma?iausios elementarios dalel?s, sudaran?ios bet kurios med?iagos atom?. Ir jei m?s? technin?s mikropasaulio tyrimo priemon?s dar neleid?ia pamatyti daleli? ir atom?, galb?t galime prad?ti nuo ko nors apie vis labiau zinoma? Pavyzd?iui, i? molekul?s! Jis sudarytas i? atom?. Molekul? yra didesnis ir labiau suprantamas objektas, kuris, tik?tina, yra giliau i?tirtas.

Deja, v?l turiu jus nuvilti. Molekul?s mums suprantamos tik popieriuje abstrak?i? formuli? ir tariamos j? strukt?ros br??ini? pavidalu. Vis dar negalime gauti ai?kaus molekul?s su ry?kiais ry?iais tarp atom? vaizdo.

2009 m. rugpj??io m?n., naudojant atomin?s j?gos mikroskopijos technologij?, Europos mokslininkams pirm? kart? pavyko gauti gana didel?s pentaceno (C 22 H 14) molekul?s strukt?ros vaizd?. Pa?ios moderniausios technologijos leido pamatyti tik penkis ?iedus, lemian?ius ?io angliavandenilio strukt?r?, taip pat atskir? anglies ir vandenilio atom? d?mes (2 pav.). Ir tai kol kas viskas, k? galime padaryti...

Ry?iai. 2. Pentaceno molekul?s strukt?rinis vaizdas (vir?uje)

ir jos nuotrauka (?emiau)

Viena vertus, gautos nuotraukos leid?ia teigti, kad chemik? pasirinktas kelias, apib?dinantis molekuli? sud?t? ir strukt?r?, nebekelia abejoni?, ta?iau, kita vertus, galime tik sp?ti, kad

Kaip visgi atom? derinys atsiranda molekul?je, o elementari?j? daleli? – atome? Kod?l ?ie atominiai ir molekuliniai ry?iai yra stabil?s? Kaip jie formuojasi, kokios j?gos juos palaiko? Kaip atrodo elektronas, protonas ar neutronas? Kokia j? strukt?ra? Kas yra atomo branduolys? Kaip protonas ir neutronas sugyvena toje pa?ioje erdv?je ir kod?l jie atmeta i? jos elektron??

Yra daug tokio pob?d?io klausim?. Atsakymai taip pat. Tiesa, daugelis atsakym? remiasi tik prielaidomis, kurios kelia nauj? klausim?.

Mano pirmieji bandymai prasiskverbti ? mikropasaulio paslaptis at?jo per gana pavir?utini?k? ?iuolaikinio mokslo pristatym?, kuriame buvo daug fundamentali? ?ini? apie mikropasaulio objekt? sandar?, apie j? veikimo principus, apie j? tarpusavio ry?i? ir santyki? sistemas. Paai?k?jo, kad ?monija vis dar ai?kiai nesuvokia, kaip yra i?sid?s?iusi atomo branduolys ir j? sudaran?ios dalel?s – elektronai, protonai ir neutronai. Turime tik bendras id?jas apie tai, kas i? tikr?j? vyksta atomo branduolio dalijimosi procese, kokie ?vykiai gali ?vykti per ilg? ?io proceso eig?.

Branduolini? reakcij? tyrimas apsiribojo proces? steb?jimu ir tam tikr? prie?as?i?-pasekm?s ry?i?, gaut? eksperimentiniu b?du, nustatymu. Tyr?jai i?moko nustatyti tik elges? tam tikros dalel?s vienokiu ar kitokiu poveikiu. Tai viskas! Nesuprantant j? sandaros, neatskleid?iant s?veikos mechanizm?! Tik elgesys! Remiantis ?iuo elgesiu, buvo nustatytos tam tikr? parametr? priklausomyb?s ir, siekiant didesnio svarbos, ?ie eksperimentiniai duomenys buvo apvilkti daugiapakop?mis matematin?mis formul?mis. ?tai visa teorija!

Deja, to pakako, kad dr?siai imtumeisi statyti atomines elektrines, ?vairius greitintuvus, greitintuvus ir kurti branduolines bombas. Gavusi pirmines ?inias apie branduolinius procesus, ?monija i?kart ?sitrauk? ? precedento neturin?ias lenktynes d?l jai pavald?ios galingos energijos.

?uoliais ir ribomis i?augo ?ali?, turin?i? branduolini? paj?gum?, skai?ius. Daugyb? branduolini? raket? gr?smingai ?i?r?jo ? nedraugi?kus kaimynus. Prad?jo kurtis atomin?s elektrin?s, nuolat gaminan?ios pigi? elektros energij?. Mil?ini?kos l??os buvo i?leistos vis nauj? projekt? branduolinei pl?trai. Mokslas, bandydamas pa?velgti ? atomo branduolio vid?, intensyviai k?r? supermodernius daleli? greitintuvus.

Ta?iau materija nepasiek? atomo strukt?ros ir jo branduolio. Susi?av?jimas vis daugiau nauj? daleli? paie?komis ir Nobelio regalij? siekimas nust?m? gil? atomo branduolio ir j? sudaran?i? daleli? strukt?ros tyrim?.

Ta?iau pavir?utini?kos ?inios apie branduolinius procesus i? karto pasirod? neigiamai veikiant branduoliniams reaktoriams ir daugelyje situacij? i?provokavo spontani?k? branduolini? grandinini? reakcij? atsiradim?.

?iame s?ra?e nurodytos spontani?k? branduolini? reakcij? atsiradimo datos ir vietos:

1945-08-21. JAV, Los Alamos nacionalin? laboratorija.

1946 met? gegu??s 21 d. JAV, Los Alamos nacionalin? laboratorija.

1953-03-15. SSRS, ?eliabinskas-65, Mayak gamybos asociacija.

1953-04-21. SSRS, ?eliabinskas-65, Mayak gamybos asociacija.

1958-06-16. JAV, Oak Ridge, Y-12 radiochemijos gamykla.

1958-10-15. Jugoslavija, B. Kidricho institutas.

1958 met? gruod?io 30 d JAV, Los Alamos nacionalin? laboratorija.

1963-01-03. SSRS, Tomskas-7, Sibiro chemijos kombinatas.

1964-07-23. JAV, Woodryver, radiochemijos gamykla.

1965 met? gruod?io 30 d Belgija, Mol.

1968-03-05. SSRS, ?eliabinskas-70, VNIITF.

1968 met? gruod?io 10 d SSRS, ?eliabinskas-65, Mayak gamybos asociacija.

1971 met? gegu??s 26 d SSRS, Maskva, Atomin?s energetikos institutas.

1978 m. gruod?io 13 d. SSRS, Tomskas-7, Sibiro chemijos kombinatas.

1983-09-23. Argentina, reaktorius RA-2.

1997 m. gegu??s 15 d Rusija, Novosibirskas, chemini? koncentrat? gamykla.

1997-06-17. Rusija, Sarovas, VNIIEF.

1999-09-30 Japonija, Tokaimura, Branduolinio kuro gamykla.

? ?? s?ra?? reikia ?traukti daugyb? nelaiming? atsitikim? su oro ir povandeniniais branduolini? ginkl? ne??jais, incident? branduolinio kuro ciklo ?mon?se, avarij? atomin?se elektrin?se, avarij? bandant branduolines ir termobranduolines bombas. ?ernobylio ir Fuku?imos tragedija am?iams i?liks m?s? atmintyje. U? ?i? katastrof? ir ekstremali? situacij? slypi t?kstan?iai ?uvusi? ?moni?. Ir tai ver?ia labai rimtai susim?styti.

Jau vien mintis apie veikian?ias atomines elektrines, kurios vis? pasaul? gali akimirksniu paversti i?tisine radioaktyvia zona, kelia siaub?. Deja, ?ie r?pes?iai yra pagr?sti. Pirmiausia tai, kad branduolini? reaktori? k?r?jai savo darbu panaudojo ne fundamentalias ?inias, o tam tikr? matematini? priklausomybi? ir daleli? elgsenos teigin?, kurio pagrindu buvo pastatyta pavojinga branduolin? strukt?ra.. Mokslininkams iki ?iol branduolin?s reakcijos yra savoti?ka „juodoji d???“, kuri veikia, ?vykd?ius tam tikrus veiksmus ir reikalavimus.

Ta?iau jei ?ioje „d??ut?je“ ka?kas pradeda vykti, o ?is „ka?kas“ n?ra apra?ytas instrukcijose ir per?engia ?gyt? ?ini? ribas, tada mes, be savo heroji?kumo ir neintelektualaus darbo, negalime niekam prie?intis. ? i?siver?us? branduolin? element?. Mas?s ?moni? yra priversti tiesiog nuolankiai laukti gresian?io pavojaus, ruo?tis baisiems ir nesuvokiamiems padariniams, persikelti ? saug?, j? nuomone, atstum?. Branduolin?s energetikos specialistai daugeliu atvej? tik g???ioja pe?iais, melsdamiesi ir laukdami auk?tesni? j?g? pagalbos.

Pa?iomis moderniausiomis technologijomis apsiginklav? Japonijos branduolin?s energetikos mokslininkai vis dar negali pa?aboti Fuku?imos atomin?s elektrin?s, kuri ilg? laik? buvo i?jungta. Jie gali tik konstatuoti, kad 2013 met? spalio 18 dien? radiacijos lygis gruntiniame vandenyje vir?ijo norm? daugiau nei 2500 kart?. Po dienos radioaktyvi?j? med?iag? kiekis vandenyje padid?jo beveik 12 000 kart?! Kod?l?! Japonijos specialistai kol kas negali atsakyti ? ?? klausim? ar sustabdyti ?i? proces?.

Rizika sukurti atomin? bomb? buvo ka?kaip pagr?sta. ?tempta karin?-politin? pad?tis planetoje reikalavo precedento neturin?i? gynybos ir puolimo priemoni? i? prie?ing? ?ali?. Pasiduodami situacijai atomo tyrin?tojai rizikavo, nesigilindami ? elementari?j? daleli? ir atomo branduoli? sandaros ir veikimo subtilybes.

Ta?iau taikos metu tur?jo prasid?ti vis? tip? atomini? elektrini? ir kolieri? statyba tik su s?lyga, k? mokslas visi?kai i?siai?kino atomo branduolio, elektrono, neutrono, protono sandar? ir j? ry?ius. Be to, branduolin?s reakcijos atomin?se elektrin?se turi b?ti grie?tai kontroliuojamos. Bet j?s tikrai ir efektyviai galite valdyti tik tai, k? gerai i?manote. Ypa? jei tai susij? su galingiausia ?iandienos energijos r??imi, kuri? visai nelengva pa?aboti. Taip, ?inoma, neb?na. Ne tik statant atomines elektrines.

?iuo metu Rusijoje, Kinijoje, JAV ir Europoje veikia 6 skirtingi greitintuvai – galingi art?jan?i? daleli? sraut? greitintuvai, kurie juos pagreitina iki didelio grei?io, suteikdami dalel?ms didel? kinetin? energij?, kad v?liau jas sustumt? viena ? kit?. Susid?rimo tikslas – tirti daleli? susid?rimo produktus, tikintis, kad j? irimo procese bus galima pamatyti ka?k? naujo ir dar ne?inomo.

Akivaizdu, kad mokslininkams labai ?domu su?inoti, kas i? viso to i?eis. Did?ja daleli? susid?rim? greitis ir mokslini? tyrim? finansavimo lygis, ta?iau ?inios apie susid?rimo strukt?r? i?liko nepakitusios daug daug met?. Pagr?st? prognozi? apie planuojam? tyrim? rezultatus vis dar n?ra ir negali b?ti. Ne atsitiktinai. Puikiai ?inome, kad moksli?kai prognozuoti ?manoma tik tiksliai ir patikrinus bent jau numatomo proceso detales. ?iuolaikinis mokslas toki? ?ini? apie elementarias daleles dar neturi. ?iuo atveju galima daryti prielaid?, kad pagrindinis esam? tyrimo metod? principas yra pozicija: „Pabandykime tai padaryti – pa?i?r?sim, kas bus“. Deja.

Tod?l visi?kai nat?ralu, kad ?iandien vis da?niau kalbama apie klausimus, susijusius su vykstan?i? eksperiment? pavojumi. Tai net ne apie galimyb? eksperiment? metu atsirasti mikroskopini? juod?j? skyli?, kurios, augdamos, gali praryti m?s? planet?. A? nelabai tikiu tokia galimybe, bent jau dabartiniame mano intelektualinio i?sivystymo lygyje ir etape.

Ta?iau yra rimtesnis ir realesnis pavojus. Pavyzd?iui, did?iajame hadron? greitintuve proton? ar ?vino jon? srautai susiduria ?vairiomis konfig?racijomis. Atrodyt?, koki? gr?sm? gali kelti mikroskopin? dalel? ir net po ?eme, tunelyje, apgaubta galinga metalo ir betono apsauga? 1 672 621 777 (74) x 10 -27 kg sverianti dalel? ir daugiau nei 26 kilometr? storio sunkaus grunto tvirtas keli? ton? tunelis yra ai?kiai nepalyginamos kategorijos.

Ta?iau gr?sm? egzistuoja. Atliekant eksperimentus, gana tik?tina, kad bus nekontroliuojamas did?iulis energijos kiekis, kuris atsiras ne tik d?l intrabranduolini? j?g? skilimo, bet ir d?l proton? ar ?vino jon? viduje esan?ios energijos. ?iuolaikin?s balistin?s raketos branduolinis sprogimas, pagr?stas atomo vidin?s branduolin?s energijos i?skyrimu, atrodys ne k? baisesnis nei Nauj?j? met? krekeris, palyginti su galingiausia energija, kuri gali i?siskirti naikinant elementarias daleles. Mes galime netik?tai i?leisti pasaki?k? d?in? i? butelio. Bet ne tas nuolankus gera?irdis ir gudrus, kuris tik pakl?sta ir pakl?sta, o nevaldomas, visagalis ir negailestingas monstras, kuris nepa??sta gailestingumo ir gailestingumo. Ir tai bus ne pasaki?ka, o visai tikra.

Ta?iau blogiausia tai, kad, kaip ir branduolin?je bomboje, greitintuve gali prasid?ti grandinin? reakcija, kuri i?skiria vis daugiau energijos ir sunaikina visas kitas elementarias daleles. Tuo pa?iu metu visi?kai nesvarbu, i? ko jie bus sudaryti - i? metalini? tunelio konstrukcij?, betonini? sien? ar uol?. Visur i?siskirs energija, supl??ydama visk?, kas susij? ne tik su m?s? civilizacija, bet ir su visa planeta. Akimirksniu i? m?s? saldaus m?lyno gro?io gali likti tik apgail?tinos beform?s ?uk?s, skrendan?ios per did?iules ir pla?ias Visatos platybes.

Tai, ?inoma, baisus, bet gana realus scenarijus, ir daugelis europie?i? ?iandien tai puikiai supranta ir aktyviai prie?inasi pavojingiems nenusp?jamiems eksperimentams, reikalaujantiems planetos ir civilizacijos saugumo. Kaskart ?ios kalbos yra vis labiau organizuotos ir didina vidin? susir?pinim? esama situacija.

Nesu nusiteik?s prie? eksperimentus, nes puikiai suprantu, kad kelias ? naujas ?inias visada yra spygliuotas ir sunkus. Neeksperimentuojant jo ?veikti beveik ne?manoma. Ta?iau esu giliai ?sitikin?s, kad kiekvienas eksperimentas turi b?ti atliekamas tik tuo atveju, jei jis yra saugus ?mon?ms ir aplinkiniam pasauliui. ?iandien tokio saugumo neturime. Ne, nes apie tas daleles, su kuriomis jau ?iandien eksperimentuojame, ?ini? n?ra.

Situacija pasirod? daug nerim? kelianti, nei anks?iau ?sivaizdavau. Rimtai susir?pin?s sta?ia galva pasin?riau ? ?ini? apie mikropasaul? pasaul?. Prisipa?insiu, man tai neteik? didelio malonumo, nes i?pl?totose mikropasaulio teorijose buvo sunku pagauti ai?k? ry?? tarp gamtos rei?kini? ir i?vad?, kuriomis r?m?si kai kurie mokslininkai, pasitelk? kvantin?s fizikos, kvantin?s mechanikos teorines pozicijas. o elementari?j? daleli? teorija kaip tyrimo aparatas.

?sivaizduokite mano nuostab?, kai staiga atradau, kad ?inios apie mikrokosmos? labiau pagr?stos prielaidomis, kurios neturi ai?kaus loginio pagrindimo. Tur?dami prisotintus matematinius modelius su tam tikromis sutartimis Plancko konstantos pavidalu su konstanta, vir?ijan?ia trisde?imt nuli? po kablelio, ?vairius draudimus ir postulatus, teoretikai apra?o pakankamai i?samiai ir tiksliai. a ar praktin?s situacijos, atsakan?ios ? klausim?: „Kas atsitiks, jei...?“. Ta?iau pagrindinis klausimas: „Kod?l tai vyksta?“, deja, liko neatsakytas.

Man atrod?, kad pa?inti berib? Visat? ir jos tokias tolimas galaktikas, pasklidusias fantasti?kai dideliu atstumu, yra daug sunkesnis reikalas nei rasti pa?inimo keli? ? tai, kas i? tikr?j? „slypi po m?s? kojomis“. Remdamasis savo vidurinio ir auk?tojo i?silavinimo pagrindu, nuo?ird?iai tik?jau, kad m?s? civilizacijai nebekyla klausim? nei apie atomo ir jo branduolio sandar?, nei apie elementari?sias daleles ir j? sandar?, nei apie j?gas, laikan?ias elektron? orbitoje. ir palaikyti stabil? proton? ir neutron? ry?? atomo branduolyje.

Iki ?iol man nereik?jo studijuoti kvantin?s fizikos pagrind?, ta?iau buvau ?sitikin?s ir naiviai maniau, kad ?i nauja fizika tikrai i?ves mus i? mikropasaulio nesusipratimo tamsos.

Bet, labai apmaudu, klydau. ?iuolaikin? kvantin? fizika, atomo branduolio ir elementari?j? daleli? fizika ir i? tikr?j? visa mikrokosmoso fizika, mano nuomone, yra ne tik apgail?tinos b?kl?s. Jie ilgam yra ?strig? intelektualin?je aklaviet?je, kuri negali leisti vystytis ir tobul?ti, judant atomo ir elementari?j? daleli? pa?inimo keliu.

Mikrokosmoso tyrin?tojai, grie?tai apriboti nusistov?jusio XIX–XX am?iaus did?i?j? teoretik? nuomoni? tvirtumo, daugiau nei ?imt? met? nedr?so gr??ti prie savo ?akn? ir v?l prad?ti sunk? gelmi? tyrin?jim? keli?. mus supan?io pasaulio. Mano kriti?kas po?i?ris ? dabartin? situacij?, susijusi? su mikropasaulio tyrimu, toli gra?u n?ra vienintelis. Daugelis pa?angi? tyrin?toj? ir teoretik? ne kart? i?rei?k? savo po?i?r? ? problemas, kylan?ias suprantant atomo branduolio ir elementari?j? daleli? teorijos, kvantin?s fizikos ir kvantin?s mechanikos pagrindus.

?iuolaikin?s teorin?s kvantin?s fizikos analiz? leid?ia daryti gana neabejotin? i?vad?, kad teorijos esm? slypi matematiniame tam tikr? vidutini? daleli? ir atom? ver?i? atvaizdavime, remiantis kai kurios mechanistin?s statistikos rodikliais. Teorijoje pagrindinis dalykas yra ne elementari?j? daleli?, j? sandaros, ry?i? ir s?veik?, pasirei?kian?i? tam tikriems gamtos rei?kiniams, tyrimas, o supaprastinti tikimybiniai matematiniai modeliai, pagr?sti eksperiment? metu gautomis priklausomyb?mis.

Deja, ?ia, kaip ir pl?tojant reliatyvumo teorij?, ? pirm? viet? buvo i?keltos i?vestin?s matematin?s priklausomyb?s, kurios nustelb? rei?kini? prigimt?, j? tarpusavio ry?? ir atsiradimo prie?astis.

Elementari?j? daleli? strukt?ros tyrimas apsiribojo prielaida, kad protonuose ir neutronuose yra trys hipotetiniai kvarkai, kuri? atmainos, vystantis ?iai teorinei prielaidai, pasikeit? i? dviej?, v?liau trij?, keturi?, ?e?i?, dvylikos. Mokslas tiesiog prisitaik? prie eksperiment? rezultat?, buvo priverstas i?rasti naujus elementus, kuri? egzistavimas dar ne?rodytas. ?ia taip pat galime i?girsti apie dar neaptiktus preonus ir gravitonus. Galima neabejoti, kad hipotetini? daleli? skai?ius ir toliau augs, nes mikropasaulio mokslas vis giliau eina ? aklaviet?.

Nesupratimas apie fizinius procesus, vykstan?ius elementariosiose dalel?se ir atom? branduoliuose, sistem? ir mikrokosmoso element? s?veikos mechanizm?, atne?? hipotetinius elementus – s?veikos ne?iklius – tokius kaip matuokliai ir vektoriniai bozonai, gliuonai, virtual?s fotonai. ?iuolaikinio mokslo arena. B?tent jie buvo subjekt?, atsaking? u? kai kuri? daleli? s?veikos su kitomis, s?ra?o vir?uje. Ir nesvarbu, kad net netiesioginiai j? ?enklai nebuvo rasti. Svarbu, kad jie ka?kaip b?t? atsakingi u? tai, kad atomo branduolys nesuirt?, kad M?nulis nenukrenta ? ?em?, kad elektronai vis dar sukasi savo orbitoje, o planetos magnetinis laukas vis dar sukasi. saugo mus nuo kosmin?s ?takos..

Nuo viso to pasidar? li?dna, nes kuo labiau gilinausi ? mikrokosmoso teorij?, tuo labiau augo mano supratimas apie svarbiausio pasaulio sandaros teorijos komponento raidos aklaviet?. ?iandieninio mokslo apie mikrokosmos? pozicija n?ra atsitiktin?, o nat?rali. Faktas yra tas, kad devynioliktojo am?iaus pabaigoje ir XX am?iaus prad?ioje kvantin?s fizikos pagrindus pad?jo Nobelio premijos laureatai Maxas Planckas, Albertas Ein?teinas, Nielsas Bohras, Erwinas Schr?dingeris, Wolfgangas Pauli ir Paulas Diracas. Fizikai tuo metu tur?jo tik kai kuri? pradini? eksperiment?, kuri? tikslas buvo i?tirti atomus ir elementari?sias daleles, rezultatus. Ta?iau reikia pripa?inti, kad ?ie tyrimai taip pat buvo atlikti su netobula to meto ?ranga, o eksperimentin? duomen? baz? tik prad?jo pildytis.

Tod?l nenuostabu, kad klasikin? fizika ne visada gal?jo atsakyti ? daugyb? klausim?, i?kilusi? tiriant mikropasaul?. Tod?l XX am?iaus prad?ioje mokslo pasaulyje imta kalb?ti apie fizikos kriz? ir b?tinyb? revoliucingiems poky?iams mikropasaulio tyrim? sistemoje. ?i nuostata neabejotinai past?m?jo pa?angius teorines mokslininkus ie?koti nauj? mikropasaulio pa?inimo b?d? ir metod?.

Problema, turime pagerbti, buvo ne pasenusiose klasikin?s fizikos nuostatose, o nepakankamai i?vystytoje technin?je baz?je, kuri tuo metu, kas visai suprantama, negal?jo pateikti reikiam? tyrim? rezultat? ir duoti maisto gilesniems teoriniams tobulinimams. Sprag? reik?jo u?pildyti. Ir buvo u?pildyta. Nauja teorija – kvantin? fizika, vis? pirma pagr?sta tikimybin?mis matematin?mis s?vokomis. ?ia nebuvo nieko blogo, i?skyrus tai, kad tai darydami jie pamir?o filosofij? ir atitr?ko nuo realaus pasaulio.

Klasikin?s id?jos apie atom?, elektron?, proton?, neutron? ir kt. buvo pakeisti j? tikimybiniais modeliais, kurie atitiko tam tikr? mokslo i?sivystymo lyg? ir netgi leido i?spr?sti labai sud?tingas taikom?sias in?inerines problemas. Reikalingos technin?s baz?s tr?kumas ir kai kurie teoriniai bei eksperimentiniai mikrokosmoso element? ir sistem? vaizdavimo s?km? sudar? s?lygas tam tikram mokslo pasaulio at?alimui link gilaus elementari?j? daleli?, atom? ir j? branduoli? strukt?ros tyrimo. . Juolab kad mikrokosmoso fizikos kriz? tarsi u?geso, ?vyko revoliucija. Mokslo bendruomen? entuziastingai puol? ? kvantin?s fizikos studijas, nesivargindama perprasti elementari?j? ir fundamentali?j? daleli? pagrind?.

Nat?ralu, kad tokia situacija ?iuolaikiniame mikropasaulio moksle man?s negal?jo nesujaudinti, ir a? i?kart prad?jau ruo?tis naujai ekspedicijai, naujai kelionei. Kelion? ? mikrokosmos?. Mes jau padar?me pana?i? kelion?. Tai buvo pirmoji kelion? ? galaktik?, ?vaig?d?i? ir kvazar? pasaul?, ? tamsiosios materijos ir tamsiosios energijos pasaul?, ? pasaul?, kuriame gimsta m?s? Visata ir gyvena visavert? gyvenim?. Savo prane?ime „Visatos kv?pavimas. Kelion? pirma» Band?me suprasti Visatos sandar? ir joje vykstan?ius procesus.

Suprat?s, kad antroji kelion? taip pat nebus lengva ir prireiks milijard? trilijon? kart? suma?inti erdv?s, kurioje teks tyrin?ti mane supant? pasaul?, mastel?, prad?jau ruo?tis prasiskverbti ne tik ? atomo strukt?r?. arba molekul?s, bet ir ? elektrono ir protono, neutrono ir fotono gelmes, ir t?riais, milijonais kart? ma?esniais u? ?i? daleli? t?rius. Tam reik?jo specialaus mokymo, nauj? ?ini? ir pa?angios ?rangos.

B?simoji kelion? tur?jo prasid?ti nuo pat m?s? pasaulio suk?rimo prad?ios, o b?tent ?i prad?ia buvo pati pavojingiausia ir su labiausiai nenusp?jama baigtimi. Ta?iau nuo m?s? ekspedicijos priklaus?, ar rasime i?eit? i? dabartin?s pad?ties mikropasaulio moksle, ar i?liksime balansuodami ant dreban?io ?iuolaikin?s branduolin?s energijos lyno tilto, kas sekund? atskleisdami civilizacijos gyvyb? ir egzistavim? ant ?em?s. planeta mirtinai pavojui.

Reikalas tas, kad norint su?inoti pirminius m?s? tyrim? rezultatus, reik?jo patekti ? Visatos juod?j? skyl? ir, nepaisant savisaugos jausmo, skub?ti ? liepsnojant? visuotinio tunelio pragar?. Tik ten, itin auk?tos temperat?ros ir fantasti?ko sl?gio s?lygomis, atsargiai jud?dami greitai besisukan?iais med?iag? daleli? srautais, gal?jome pamatyti, kaip vyksta daleli? ir antidaleli? naikinimas ir kaip didysis ir galingas vis? daikt? prot?vis – Eteris, atgimsta, kad suprast? visus vykstan?ius procesus, ?skaitant daleli?, atom? ir molekuli? susidarym?.

Patik?kite, ?em?je n?ra tiek daug dr?suoli?, kurie gal?t? tai nuspr?sti. Be to, rezultato niekas negarantuoja ir niekas n?ra pasireng?s prisiimti atsakomyb?s u? s?kming? ?ios kelion?s baigt?. Per civilizacijos egzistavim? galaktikos juodojoje skyl?je niekas net nesilank?, bet ?ia - VISATA! Viskas ?ia yra suaugusi, grandiozinio ir kosminio masto. Joki? juokeli? ?ia n?ra. ?ia jie akimirksniu gali paversti ?mogaus k?n? mikroskopiniu raudonai ?kaitusiu energijos kre?uliu arba i?sklaidyti j? po begalinius ?altus kosmoso platybes be teis?s atsistatyti ir susijungti. Tai yra Visata! Did?iulis ir didingas, ?altas ir kar?tas, beribis ir paslaptingas…

Tod?l kviesdamas visus prisijungti prie m?s? ekspedicijos turiu persp?ti, kad jei kam nors kyla abejoni?, dar ne v?lu atsisakyti. Priimama bet kokia prie?astis. Mes puikiai suvokiame pavojaus mast?, bet esame pasireng? dr?siai su juo susidoroti bet kokia kaina! Ruo?iam?s nerti ? visatos gelmes.

Akivaizdu, kad apsisaugoti ir i?likti gyviems, pasinerti ? kar?t? universal? tunel?, pripildyt? galing? sprogim? ir branduolini? reakcij?, toli gra?u n?ra lengva u?duotis, o m?s? ?ranga turi atitikti s?lygas, kuriomis tur?sime dirbti. Tod?l b?tina paruo?ti geriausi? ?rang? ir kruop??iai apgalvoti ?rang? visiems ?ios pavojingos ekspedicijos dalyviams.

Vis? pirma, antrosios kelion?s metu imsim?s tuo, kas leido mums ?veikti labai sunk? keli? per Visatos platybes, kai dirbome su savo ekspedicijos ataskaita. „Visatos kv?pavimas. Kelion? pirma.?inoma, ?is pasaulio d?sniai. Be j? parai?kos m?s? pirmoji kelion? vargu ar gal?jo baigtis s?kmingai. B?tent d?sniai leido rasti teising? keli? tarp nesuprantam? rei?kini? kr?vos ir abejotin? tyr?j? i?vad? juos ai?kinant.

Jei prisimeni, prie?ybi? pusiausvyros d?snis, i? anksto nulemdamas, kad pasaulyje bet kokia tikrov?s aprai?ka, bet kuri sistema turi prie?ing? esm? ir yra arba siekia su ja b?ti pusiausvyroje, leido suprasti ir priimti buvim? mus supan?iame pasaulyje, be ?prastos energijos, ir tamsi?j? energij?. o taip pat, be ?prastos materijos, tamsiosios med?iagos. Prie?ybi? pusiausvyros d?snis leido daryti prielaid?, kad pasaulis susideda ne tik i? eterio, bet ir eteris susideda i? dviej? jo tip? – teigiam? ir neigiam?.

Visuotinio tarpusavio ry?io d?snis, o tai rei?kia stabil?, pasikartojant? ry?? tarp vis? Visatoje esan?i? objekt?, proces? ir sistem?, nepaisant j? masto, ir hierarchijos d?snis, suskirst?s bet kurios sistemos Visatoje lygius nuo ?emiausio iki auk??iausio, leido sukurti logi?kas „b?tybi? kop??ias“ i? eterio, daleli?, atom?, med?iag?, ?vaig?d?i? ir galaktik? ? Visat?. Ir tada raskite b?d?, kaip ne?tik?tinai daug galaktik?, ?vaig?d?i?, planet? ir kit? materiali? objekt? paversti i? prad?i? dalel?mis, o paskui kar?to eterio srautais.

Mes radome ?i? po?i?ri? patvirtinim?. raidos d?snis, kuris lemia evoliucin? jud?jim? visose mus supan?io pasaulio sferose. Analizuodami ?i? d?sni? veikim?, pri?jome prie Visatos formos ir sandaros supratimo, su?inojome galaktik? evoliucij?, pamat?me daleli? ir atom?, ?vaig?d?i? ir planet? susidarymo mechanizmus. Mums tapo visi?kai ai?ku, kaip i? ma?o susidaro didelis, o i? didelio – ma?as.

Tik supratimas jud?jimo t?stinumo d?snis, ai?kinantis objektyv? nuolatinio jud?jimo erdv?je proceso b?tinum? visiems be i?imties objektams ir sistemoms, leido suvokti Visatos ir galaktik? ?erdies sukim?si aplink universal? tunel?.

Pasaulio sandaros d?sniai buvo savoti?kas m?s? kelion?s ?em?lapis, pad?j?s jud?ti mar?rutu ir ?veikti sunkiausias jo atkarpas bei kli?tis, su kuriomis susiduriame pakeliui ? pasaulio pa?inim?. Tod?l pasaulio sandaros d?sniai bus ir svarbiausias m?s? ?rangos atributas ?ioje kelion?je ? Visatos gelmes.

Antroji svarbi s?lyga s?kmingam ?siskverbimui ? Visatos gelmes, ?inoma, bus Eksperimentiniai rezultatai mokslininkai, kuriuos jie laik? daugiau nei ?imt? met?, ir visa ?ini? ir informacijos atsargas apie rei?kinius mikropasaulis sukauptas ?iuolaikinio mokslo. Pirmosios kelion?s metu ?sitikinome, kad daugel? gamtos rei?kini? galima interpretuoti ?vairiai ir daryti visi?kai prie?ingas i?vadas.

Klaidingos i?vados, paremtos sud?tingomis matematin?mis formul?mis, paprastai veda moksl? ? aklaviet? ir neu?tikrina b?tino tobul?jimo. Jie padeda pagrind? tolesniam klaidingam m?stymui, kuris, savo ruo?tu, sudaro i?pl?tot? klaiding? teorij? teorines nuostatas. Tai ne apie formules. Formul?s gali b?ti visi?kai teisingos. Ta?iau mokslinink? sprendimai, kaip ir kokiu keliu jud?ti pirmyn, gali b?ti ne visai teisingi.

Situacij? galima palyginti su noru dviem keliais patekti i? Pary?iaus ? ?arlio de Golio oro uost?. Pirmasis yra trumpiausias, kur? galima praleisti ne ilgiau kaip pusvaland? naudojant tik automobil?, o antrasis yra visi?kai prie?ingas, aplink pasaul? automobiliu, laivu, specialia ?ranga, valtimis, ?un? rog?mis per Pranc?zij?, Atlant?, Piet? Amerik?, Antarktid?, Ram?j? vandenyn?, Arkt? ir galiausiai per Pranc?zijos ?iaur?s rytus tiesiai ? oro uost?. Abu keliai mus nuves i? vieno ta?ko ? t? pa?i? viet?. Bet kiek laiko ir kokiomis pastangomis? Taip, ir b?ti tiksliu ir pasiekti tiksl? ilgos ir sunkios kelion?s metu yra labai problemati?ka. Tod?l svarbus ne tik jud?jimo procesas, bet ir teisingo kelio pasirinkimas.

Savo kelion?je, kaip ir pirmojoje ekspedicijoje, bandysime kiek kitaip pa?velgti ? jau padarytas ir viso mokslo pasaulio priimtas i?vadas apie mikrokosmos?. Vis? pirma, apie ?inias, ?gytas tiriant elementari?sias daleles, branduolines reakcijas ir esamas s?veikas. Visai gali b?ti, kad d?l m?s? panardinimo ? Visatos gelmes elektronas prie? mus atsiras ne kaip bestrukt?rin? dalel?, o kaip koks sud?tingesnis mikrokosmoso objektas, o atomo branduolys atskleis savo ?vairiapus? strukt?r?. gyvena savo ne?prast? ir aktyv? gyvenim?.

Nepamir?kime su savimi pasiimti logikos. Tai leido mums rasti keli? per sunkiausias paskutin?s kelion?s vietas. Logikos buvo tam tikras kompasas, rodantis teisingo kelio krypt? kelion?je per visatos platybes. Ai?ku, kad ir dabar be jo neapsieiname.

Ta?iau vienos logikos akivaizd?iai nepakaks. ?ioje ekspedicijoje neapsieisime be intuicijos. Intuicija leis mums rasti tai, apie k? dar net negalime atsp?ti ir kur niekas iki m?s? neie?kojo. B?tent intuicija yra m?s? nuostabi asistent?, kurios balso atid?iai klausysime. Intuicija privers mus jud?ti, nepaisant lietaus ir ?al?io, sniego ir ?al?io, be tvirtos vilties ir ai?kios informacijos, ta?iau b?tent ji leis mums pasiekti tiksl?, nepaisant vis? taisykli? ir gairi?, prie kuri? priprato visa ?monija. nuo mokyklos suolo.

Galiausiai niekur negalime eiti be savo ne?abotos vaizduot?s. Vaizduot?– tai mums reikalingas ?ini? ?rankis, kuris leis be moderniausi? mikroskop? pamatyti tai, kas yra daug ma?esn? u? jau atrastas ar tik mokslinink? numanytas smulkiausias daleles. Vaizduot? parodys mums visus procesus, vykstan?ius juodojoje skyl?je ir universaliame tunelyje, suteiks gravitacijos j?g? atsiradimo mechanizmus dalel?ms ir atomams formuojantis, ves per atomo branduolio galerijas ir leis Atlikite nuostab? skryd? ant lengvo besisukan?io elektrono aplink tvirt?, bet grem?zdi?k? proton? ir neutron? kompanij? atomo branduolyje.

Deja, ?ioje kelion?je ? Visatos gelmes nieko daugiau negal?sime pasiimti – vietos labai ma?ai ir tenka apsiriboti net pa?iais b?tiniausiais dalykais. Bet tai negali m?s? sustabdyti! Mes suprantame tiksl?! Visatos gelm?s laukia m?s?!

Fizikoje elementariosios dalel?s yra fiziniai objektai atomo branduolio skal?je, kuri? negalima suskirstyti ? sudedam?sias dalis. Ta?iau ?iandien mokslininkams vis tiek pavyko kai kuriuos i? j? padalinti. ?i? ma?iausi? objekt? strukt?r? ir savybes tiria elementari?j? daleli? fizika.

Ma?iausios dalel?s, sudaran?ios vis? materij?, ?inomos nuo seniausi? laik?. Ta?iau vadinamojo „atomizmo“ ?k?r?jais laikomas Senov?s Graikijos filosofas Leukipas ir garsesnis jo mokinys Demokritas. Sp?jama, kad pastarasis ?ved? termin? „atomas“. I? senov?s graik? kalbos „atomos“ yra i?verstas kaip „nedalomas“, kuris apibr??ia senov?s filosof? pa?i?ras.

V?liau tapo ?inoma, kad atomas vis dar gali b?ti padalintas ? du fizinius objektus – branduol? ir elektron?. Pastaroji v?liau tapo pirm?ja elementaria dalele, kai 1897 metais anglas Josephas Thomsonas atliko eksperiment? su katodiniais spinduliais ir atskleid?, kad tai yra vienod? daleli? srautas, turintis t? pa?i? mas? ir kr?v?.

Lygiagre?iai su Thomsono darbu Henri Becquerel, kuris u?siima rentgeno spinduliuot?s tyrimais, atlieka eksperimentus su uranu ir atranda nauj? spinduliuot?s r???. 1898 metais pranc?z? fizik? pora Marie ir Pierre'as Curie tyrin?jo ?vairias radioaktyvias med?iagas, aptikdami t? pa?i? radioaktyvi?j? spinduliuot?. V?liau bus nustatyta, kad j? sudaro alfa (2 protonai ir 2 neutronai) ir beta dalel?s (elektronai), o Bekerelis ir Curie gaus Nobelio premij?. Atlikdama tyrimus su tokiais elementais kaip uranas, radis ir polonis, Marie Sklodowska-Curie nesi?m? joki? saugos priemoni?, ?skaitant net nenaudojo pir?tini?. D?l to 1934 metais j? aplenk? leukemija. Prisiminus did?iojo mokslininko pasiekimus, Curie poros atrastas elementas polonis buvo pavadintas Marijos t?vyn?s vardu – Polonia, i? lotyn? kalbos – Lenkija.

Nuotrauka i? 5-ojo Solvay kongreso, 1927 m. Pabandykite ?ioje nuotraukoje rasti visus ?io straipsnio mokslininkus.

Nuo 1905 m. Albertas Ein?teinas savo publikacijas skyr? ?viesos bang? teorijos netobulumui, kurios postulatai skyr?si nuo eksperiment? rezultat?. Tai v?liau paskatino i?skirtin? fizik? prie „?viesos kvanto“ – ?viesos dalies – id?jos. V?liau, 1926 m., amerikie?i? fiziochemikas Gilbertas N. Lewisas j? pavadino „fotonu“, i?vertus i? graik? kalbos „phos“ („?viesa“).

1913 metais brit? fizikas Ernestas Rutherfordas, remdamasis jau tuo metu atlikt? eksperiment? rezultatais, pa?ym?jo, kad daugelio chemini? element? branduoli? mas?s yra vandenilio branduolio mas?s kartotiniai. Tod?l jis pasi?l?, kad vandenilio branduolys yra kit? element? branduoli? komponentas. Savo eksperimente Rutherfordas ap?vitino azoto atom? alfa dalel?mis, kurios d?l to i?met? tam tikr? dalel?, kuri? Ernestas pavadino „protonu“, i? kit? graik? „prot?“ (pirmasis, pagrindinis). V?liau eksperimenti?kai buvo patvirtinta, kad protonas yra vandenilio branduolys.

Akivaizdu, kad protonas n?ra vienintelis chemini? element? branduoli? komponentas. ?i? id?j? lemia tai, kad du protonai branduolyje atstumt? vienas kit?, o atomas akimirksniu suirt?. Tod?l Rutherfordas i?k?l? hipotez? apie kitos dalel?s, kurios mas? lygi protono masei, bet yra ne?krauta, buvim?. Kai kurie mokslinink? eksperimentai apie radioaktyvi?j? ir lengvesni? element? s?veik? paskatino juos atrasti kit? nauj? spinduliuot?. 1932 m. Jamesas Chadwickas nustat?, kad jis susideda i? t? pa?i? neutrali? daleli?, kurias jis pavadino neutronais.

Taip buvo aptiktos garsiausios dalel?s: fotonas, elektronas, protonas ir neutronas.

Be to, vis da?nesnis ?vykis tapo nauj? subbranduolini? objekt? atradimas, o ?iuo metu ?inoma apie 350 daleli?, kurios laikomos „elementariomis“. Tie, kurie dar nesugeb?jo suskilti, laikomi bestrukt?riais ir vadinami „fundamentaliais“.

Kas yra sukimas?

Prie? pereinant prie tolimesni? naujovi? fizikos srityje, b?tina nustatyti vis? daleli? charakteristikas. Garsiausias, be mas?s ir elektros kr?vio, apima ir sukim?si. ?i vert? kitaip vadinama „vidiniu kampiniu momentu“ ir niekaip nesusijusi su viso subbranduolinio objekto poslinkiu. Mokslininkams pavyko aptikti daleles, kuri? sukimasis yra 0, 1/2 , 1, 3/2 ir 2. Nor?dami vizualizuoti, nors ir supaprastint?, sukim?si kaip objekto savyb?, apsvarstykite ?? pavyzd?.

Tegul objekto sukimasis lygus 1. Tada toks objektas, pasuktas 360 laipsni?, gr?? ? pradin? pad?t?. L?ktuve ?iuo objektu gali b?ti pie?tukas, kuris, pasisukus 360 laipsni? kampu, atsidurs pradin?je pad?tyje. Esant nuliniam sukimuisi, bet kokiu objekto pasukimu jis visada atrodys taip pat, pavyzd?iui, vienos spalvos rutulys.

Nor?dami sukti 1/2 , jums reik?s daikto, kuris i?saugot? savo i?vaizd?, kai pasukus 180 laipsni?. Tai gali b?ti tas pats pie?tukas, tik simetri?kai ?lifuotas i? abiej? pusi?. Sukant 2 reikia form?, kad ji b?t? pasukta 720 laipsni? kampu, o 3/2 - 540.

?i charakteristika yra labai svarbi elementari?j? daleli? fizikai.

Standartinis daleli? ir s?veikos modelis

Tur?dami ?sp?ding? mikroobjekt?, sudaran?i? mus supant? pasaul?, rinkin?, mokslininkai nusprend? juos susisteminti, tod?l buvo suformuota gerai ?inoma teorin? konstrukcija, pavadinta „Standartiniu modeliu“. Ji apra?o tris s?veikas ir 61 dalel? naudodama 17 pagrindini?, kai kurias i? kuri? ji numat? dar gerokai prie? atradim?.

Trys s?veikos yra:

• Elektromagnetinis. Jis atsiranda tarp elektri?kai ?kraut? daleli?. Paprastu atveju, ?inomu i? mokyklos, prie?ingai ?krauti objektai traukia, o objektai tuo pa?iu pavadinimu atstumia. Tai vyksta per vadinam?j? elektromagnetin?s s?veikos ne?ikl? – foton?.
• Stipri, kitaip – branduolin? s?veika. Kaip rodo pavadinimas, jo veikimas apima atomo branduolio eil?s objektus, jis yra atsakingas u? proton?, neutron? ir kit? daleli?, taip pat sudaryt? i? kvark?, pritraukim?. Stipri? j?g? ne?a gliuonai.
• Silpnas. Veikia t?kstan?iu ma?esniu atstumu nei ?erdies dydis. ?i s?veika apima leptonus ir kvarkus, taip pat j? antidaleles. Be to, esant silpnai s?veikai, jie gali transformuotis vienas ? kit?. Ne??jai yra bozonai W+, W- ir Z0.

Taigi standartinis modelis buvo suformuotas taip. J? sudaro ?e?i kvarkai, sudarantys visus hadronus (stipriai s?veikaujan?ias daleles):

• Vir?utin? (u);
• U?burtas (c);
• tiesa(t);
• ?emesnis (d);
• keista (-os);
• ?avinga (b).

Matyti, kad fizikai epitet? neturi. Kitos 6 dalel?s yra leptonai. Tai pagrindin?s dalel?s, kuri? sukimasis yra 1/2 , kurios nedalyvauja stiprioje s?veikoje.

• elektronas;
• Elektroninis neutrinas;
• Muonas;
• miuono neutrinas;
• Tau leptonas;
• Tau neutrinas.

Tre?ioji standartinio modelio grup? yra matuoklio bozonai, kuri? sukinys lygus 1 ir yra vaizduojami kaip s?veikos ne??jai:

• Gluonas yra stiprus;
• Fotonas – elektromagnetinis;
• Z-bozonas yra silpnas;
• W-bosonas yra silpnas.

Jie taip pat apima neseniai atrast? dalel? su sukimu 0, kuri, papras?iau tariant, suteikia visiems kitiems subbranduoliniams objektams inercin? mas?.

D?l to pagal Standartin? model? m?s? pasaulis atrodo taip: visa materija susideda i? 6 kvark?, kurie sudaro hadronus ir 6 leptonus; visos ?ios dalel?s gali dalyvauti trijose s?veikose, kuri? ne??jai yra matuokliai.

Standartinio modelio tr?kumai

Ta?iau dar prie? atradant Higso bozon?, paskutin? dalel?, kuri? numat? standartinis modelis, mokslininkai buvo per?eng? jo ribas. Ry?kus to pavyzdys yra vadinamasis. „gravitacin? s?veika“, kuri ?iandien prilygsta kitiems. Manoma, kad jo ne??jas yra dalel? su sukiniu 2, kuri neturi mas?s ir kurios fizikai dar nepavyko aptikti – „gravitonas“.

Be to, standartinis modelis apib?dina 61 dalel?, o ?iandien ?monija ?ino daugiau nei 350 daleli?. Tai rei?kia, kad teorini? fizik? darbas nesibaig?.

Daleli? klasifikacija

Nor?dami palengvinti savo gyvenim?, fizikai sugrupavo visas daleles pagal j? strukt?r? ir kitas charakteristikas. Klasifikacija grind?iama ?iomis savyb?mis:

• Gyvenimas.
  1. Stabilus. Tarp j? yra protonai ir antiprotonai, elektronai ir pozitronai, fotonai, taip pat gravitonas. Stabili? daleli? egzistavimo laikas neriboja, kol jos yra laisvos b?senos, t.y. su niekuo nebendrauti.
  2. Nestabilus. Visos kitos dalel?s po kurio laiko suyra ? savo sudedam?sias dalis, tod?l jos vadinamos nestabiliomis. Pavyzd?iui, miuonas gyvena tik 2,2 mikrosekund?s, o protonas – 2,9 10*29 metus, po to gali suirti ? pozitron? ir neutral? pion?.
• Svoris.
  1. Bemas?s elementarios dalel?s, kuri? yra tik trys: fotonas, gliuonas ir gravitonas.
  2. Masyvios dalel?s yra visa kita.
• Sukimo vert?.
  1. Visas sukimas, ?skaitant. nulis, turi daleli?, vadinam? bozonais.
  2. Dalel?s, turin?ios pus?s sveikojo skai?iaus sukim?si, yra fermionai.
• Dalyvavimas s?veikose.
  1. Hadronai (strukt?rin?s dalel?s) yra subbranduoliniai objektai, dalyvaujantys vis? keturi? tip? s?veikose. Anks?iau buvo min?ta, kad jie sudaryti i? kvark?. Hadronai skirstomi ? du potipius: mezonus (sveikasis sukinys, yra bozonai) ir barionus (pusis sveikasis sukinys – fermionai).
  2. Fundamentalus (bestrukt?rin?s dalel?s). Tai leptonai, kvarkai ir matuoklio bozonai (skaitykite anks?iau – „Standartinis modelis ..“).

Susipa?inus su vis? daleli? klasifikacija, galima, pavyzd?iui, tiksliai nustatyti kai kurias i? j?. Taigi neutronas yra fermionas, hadronas arba, tiksliau, barionas, ir nukleonas, tai yra, jis turi pus?s sveikojo skai?iaus sukim?si, susideda i? kvark? ir dalyvauja 4 s?veikose. Nukleonas yra bendras proton? ir neutron? pavadinimas.

• ?domu tai, kad Demokrito atomizmo prie?ininkai, numat? atom? egzistavim?, teig?, kad bet kuri pasaulio substancija yra dalijama iki begalyb?s. Tam tikru mastu jie gali pasirodyti teis?s, nes mokslininkams jau pavyko padalinti atom? ? branduol? ir elektron?, branduol? ? proton? ir neutron?, o ?ie, savo ruo?tu, ? kvarkus.
• Demokritas dar? prielaid?, kad atomai turi ai?ki? geometrin? form?, tod?l „a?tr?s“ ugnies atomai dega, grub?s kiet?j? k?n? atomai tvirtai laikosi kartu savo i?siki?imais, o lyg?s vandens atomai s?veikos metu slysta, kitaip jie teka.
• Josephas Thomsonas suk?r? savo atomo model?, kur? ?sivaizdavo kaip teigiamai ?kraut? k?n?, kuriame tarsi „?strigo“ elektronai. Jo modelis buvo vadinamas „pudingu su razinomis“ (Slyv? pudingo modelis).
• Kvarkai gavo savo pavadinim? i? amerikie?i? fiziko Murray Gell-Mann. Mokslininkas nor?jo pavartoti ?od?, pana?? ? anties kvatojan?io gars? (kwork). Ta?iau Jameso Joyce'o romane „Finnegans Wake“ a? susid?riau su ?od?iu „kvarkas“ eilut?je „Trys kvarkai ponui Markui!“, kurio reik?m? n?ra tiksliai apibr??ta ir gali b?ti, kad Joyce j? naudojo tiesiog rimui. Murray nusprend? pavadinti daleles ?iuo ?od?iu, nes tuo metu buvo ?inomi tik trys kvarkai.
• Nors fotonai, ?viesos dalel?s, yra bemas?s, ?alia juodosios skyl?s, atrodo, kei?ia savo trajektorij?, traukdami j? gravitacin?s s?veikos pagalba. Ties? sakant, supermasyvus k?nas i?lenkia erdv?laik?, d?l kurio bet kokios dalel?s, ?skaitant ir neturin?ias mas?s, kei?ia savo trajektorij? juodosios skyl?s link (?r.).
• Didysis hadron? greitintuvas yra „hadronas“ b?tent tod?l, kad jis susiduria su dviem nukreiptais hadron? pluo?tais – atomo branduolio dyd?io dalel?mis, kurios dalyvauja visose s?veikose.

Jie b?na ?vairiausi? form? ir dyd?i?, kai kurie – destruktyviais duetais, kurie galiausiai sunaikina vienas kit?, o kai kurie turi ne?tik?tinus pavadinimus, pavyzd?iui, „neutralino“. ?tai s?ra?as ma?iausi? daleli?, kurios stebina net pa?ius fizikus.

Dievo dalel?

Higso bozonas yra dalel?, kuri yra tokia svarbi mokslui, kad buvo praminta „Dievo dalele“. B?tent ji, kaip mano mokslininkai, suteikia mas? visoms kitoms dalel?ms. Pirm? kart? apie tai buvo kalbama 1964 m., kai fizikai steb?josi, kod?l kai kurios dalel?s turi didesn? mas? nei kitos. Higso bozonas yra susij?s su Higso lauku – tam tikra grotele, u?pildan?ia visat?. Laukas ir bozonas laikomi atsakingais u? kit? daleli? mas?s suteikim?. Daugelis mokslinink? mano, kad b?tent Higgso mechanizme yra tr?kstamos d?lion?s detal?s, kad b?t? galima iki galo suprasti Standartin? model?, apra?ant? visas ?inomas daleles, ta?iau ry?ys tarp j? dar ne?rodytas.

Kvarkai

Kvarkai yra nuostabiai pavadinti proton? ir neutron? vienetai, kurie niekada n?ra vieni ir visada egzistuoja tik grup?mis. Matyt, j?ga, jungianti kvarkus, did?ja did?jant atstumui, tai yra, kuo labiau kas nors bandys nustumti vien? i? kvark? nuo grup?s, tuo labiau jis bus pritrauktas atgal. Taigi laisv?j? kvark? gamtoje tiesiog n?ra. I? viso yra ?e?i? r??i? kvarkai, o, pavyzd?iui, protonai ir neutronai susideda i? keli? kvark?. Protone j? yra trys – du vienodo tipo, ir vienas kito, o neutrone – tik du, abu skirtingo tipo.

Superpartneriai

?ios dalel?s priklauso supersimetrijos teorijai, kuri teigia, kad kiekvienai ?mogui ?inomai dalelei yra dar viena pana?i dalel?, kuri dar nebuvo atrasta. Pavyzd?iui, elektrono superpartneris yra selekronas, kvarko superpartneris yra skvarkas, o fotono superpartneris yra fotonas. Kod?l ?ios superdalel?s dabar nepastebimos visatoje? Mokslininkai mano, kad jie yra daug sunkesni nei j? kolegos, o didesnis svoris suma?ina tarnavimo laik?. ?ios dalel?s pradeda skaidytis vos gimusios. Norint sukurti dalel?, reikia did?iulio energijos kiekio, pavyzd?iui, pagamintos Did?iojo sprogimo metu. Galb?t mokslininkai ras b?d?, kaip atgaminti superdaleles, pavyzd?iui, Did?iajame hadron? greitintuve. Kalbant apie didesn? superpartneri? dyd? ir svor?, mokslininkai mano, kad simetrija buvo pa?eista pasl?ptame visatos sektoriuje, kurio negalima pamatyti ar rasti.

Neutrinas

Tai lengvos subatomin?s dalel?s, judan?ios artimu ?viesos grei?iui. Ties? sakant, trilijonai neutrin? bet kuriuo metu juda per j?s? k?n?, ta?iau jie beveik niekada nes?veikauja su ?prasta med?iaga. Vieni neutrinai kyla i? Saul?s, kiti – i? kosmini? spinduli?, s?veikaujan?i? su atmosfera.

antimed?iaga

Visos ?prastos dalel?s turi antimed?iagos partner? – identi?kas daleles su prie?ingais kr?viais. Kai materija ir antimed?iaga susitinka viena kit?, jos panaikina viena kit?. Protonui tokia dalel? yra antiprotonas, o elektronui – pozitronas.

Gravitonai

Kvantin?je mechanikoje visas pagrindines j?gas vykdo dalel?s. Pavyzd?iui, ?viesa susideda i? nulin?s mas?s daleli?, vadinam? fotonais, turin?iais elektromagnetin? j?g?. Pana?iai gravitonai yra teorin?s dalel?s, turin?ios gravitacijos j?g?. Mokslininkai vis dar bando rasti gravitonus, ta?iau tai padaryti labai sunku, nes ?ios dalel?s labai silpnai s?veikauja su med?iaga. Ta?iau mokslininkai nenustoja bandyti, nes tikisi, kad jiems vis tiek pavyks pagauti gravitonus, kad gal?t? juos i?samiau i?tirti – tai gali b?ti tikras prover?is kvantin?je mechanikoje, nes daug toki? daleli? jau i?tirta, ta?iau gravitonas lieka i?imtinai teorinis. Kaip matote, fizika gali b?ti daug ?domesn? ir ?domesn?, nei galite ?sivaizduoti. Visas pasaulis yra pripildytas ?vairi? daleli?, kuri? kiekviena yra did?iulis tyrim? ir studij? laukas, taip pat did?iul? ?ini? baz? apie visk?, kas supa ?mog?. Ir belieka tik pagalvoti, kiek daleli? jau buvo atrasta – ir kiek ?moni? dar turi atrasti.

? klausim?, kokia yra ma?iausia dalel? visatoje? Kvarkas, neutrinas, Higso bozonas ar Planko juodoji skyl?? pateik? autorius Kaukazo geriausias atsakymas yra pagrindin?s dalel?s, kuri? dydis yra nulis (spindulys lygus nuliui). Pagal svor?. Yra daleli?, kuri? mas? nulin? (fotonas, gliuonas, gravitonas). I? masyvi?j? neutrinai turi ma?iausi? mas? (ma?iau nei 0,28 eV / s ^ 2, tiksliau, jie dar nebuvo i?matuoti). Da?nis, laikas – ne daleli? charakteristikos. Galite kalb?ti apie gyvenimo laikus, bet tai yra kitoks pokalbis.

Atsakymas i? dygsnio[guru]
Mosk Zerobubus.

Atsakymas i? Michailas Levinas[guru]
i? tikr?j? mikropasaulyje prakti?kai n?ra „dyd?io“ s?vokos. Na, o apie branduol? dar galima kalb?ti apie kok? nors dyd?io analog?, pavyzd?iui, per tikimyb?, kad ? j? i? pluo?to pateks elektronai, bet ne apie ma?esnius.

Atsakymas i? krik?tyti[guru]
elementariosios dalel?s „dydis“ – dalel?s charakteristika, atspindinti jos mas?s arba elektros kr?vio erdvin? pasiskirstym?; da?niausiai jie kalba apie vadinamuosius. elektros kr?vio pasiskirstymo kvadratinis spindulys (kuris kartu apib?dina ir mas?s pasiskirstym?)
Matavimo bozonai ir leptonai, atsi?velgiant ? atlikt? matavim? tikslum?, neatskleid?ia baigtini? „dyd?i?“. Tai rei?kia, kad j? „dyd?iai“< 10^-16 см
Prie?ingai nei tikrosios elementarios dalel?s, hadron? „matmenys“ yra baigtiniai. J? b?dingas kvadratinio vidurkio spindulys yra nustatomas pagal u?darumo (arba kvark? u?darumo) spindul? ir yra lygus 10-13 cm. ?iuo atveju, ?inoma, jis skiriasi nuo hadrono iki hadrono.

Atsakymas i? Kirilas Oddingas[guru]
Vienas i? did?i?j? fizik? pasak? (ne Nielsas Bohras valandai?) „Jei pavyksta paai?kinti kvantin? mechanik? vaizdiniais terminais, eik ir gauk Nobelio premij?“.

Atsakymas i? Sergas Sergejus Polikanovas[guru]
Kokia yra ma?iausia elementarioji dalel? visatoje?
Elementariosios dalel?s, sukurian?ios gravitacin? efekt?.
Dar ma?iau?
Elementariosios dalel?s, kurios pajudina tas, kurios sukuria gravitacin? efekt?
bet ir jie jame dalyvauja.
Yra dar smulkesni? elementari?j? daleli?.
J? parametrai net netelpa ? skai?iavimus, nes konstrukcijos ir j? fiziniai parametrai ne?inomi.

Atsakymas i? Mi?a Nikitinas[aktyvus]
KVARKAS

Atsakymas i? Matipati kipirofinovi?ius[aktyvus]
PLANKO JUODOJI skyl?

Atsakymas i? Brolis qwerty[naujokas]
Kvarkai yra ma?iausios dalel?s pasaulyje. Visatai n?ra dyd?io s?vokos, ji yra berib?. Jeigu i?rasi ma?in? ?mogui suma?inti, tai bus galima be galo ma??ti ma?iau, ma?iau, ma?iau... Taip, Kvarkas yra ma?iausia „Dalel?“ Bet yra ka?kas ma?esnio u? dalel?. Erdv?. Ne. Tai turi. dydis.

Atsakymas i? Antonas Kuro?ka[aktyvus]
Proton? neutron? 1*10^-15 1 femtometras
Quark-U Quark-D Electron 1*10^-18 1 attometras
Quark-S 4*10^-19 400 zeptometrai
Quark-C 1*10^-19 100 zeptometr?
Quark-B 3*10^-20 30 zeptometr?
Didel?s energijos neutrinas 1,5*10^-20 15 zeptometr?
Preonas 1*10^-21 1 zeptometras
Quark-T 1*10^-22 100 yoktometr?
MeV Neutrino 2*10^-23 20 yoktometr?
Neutrino 1*10^-24 1 yoktometras (labai ma?as dydis!!!) -
Plonk dalel? 1,6*10^-35 0,000 000 000 016 yoktometras
Kvantin? puta Kvantin? styga 1*10^-35 0.000 000 000 01 joktometras
Tai yra daleli? dyd?i? lentel?. Ir ?ia matote, kad ma?iausia dalel? yra Plancko dalel?, bet kadangi ji per ma?a, neutrinas yra ma?iausia dalel?. Ta?iau visatoje tik Plancko ilgis yra ma?esnis

Pasaulis ir mokslas niekada nestovi vietoje. Visai neseniai fizikos vadov?liuose jie u?tikrintai ra??, kad elektronas yra ma?iausia dalel?. Tada mezonai tapo ma?iausiomis dalel?mis, tada bozonai. Ir dabar mokslas atrado nauj? ma?iausia dalel? visatoje yra Plancko juodoji skyl?. Tiesa, ji kol kas atvira tik teori?kai. ?i dalel? priklauso juod?j? skyli? kategorijai, nes jos gravitacinis spindulys yra didesnis arba lygus bangos ilgiui. I? vis? esam? juod?j? skyli? Planckas yra ma?iausia.

D?l per trumpo ?i? daleli? gyvenimo trukm?s j? prakti?kai ne?manoma aptikti. Bent jau kol kas. Ir jie susidaro, kaip ?prasta manyti, d?l branduolini? reakcij?. Ta?iau ne tik Plancko juod?j? skyli? gyvavimo laikas neleid?ia j? aptikti. Dabar, deja, tai ne?manoma techniniu po?i?riu. Planko juodosioms skyl?ms susintetinti reikalingas daugiau nei t?kstan?io elektron? volt? energijos greitintuvas.

Vaizdo ?ra?as:

Nepaisant tokio hipotetinio ?ios ma?iausios dalel?s egzistavimo Visatoje, jos praktinis atradimas ateityje yra visi?kai ?manomas. Juk ne taip seniai legendinio Higso bozono taip pat nepavyko aptikti. B?tent jam aptikti buvo sukurta instaliacija, apie kuri? nebuvo gird?j?s tik pats tingiausias ?em?s gyventojas – Didysis hadron? greitintuvas. Mokslinink? pasitik?jimas ?i? tyrim? s?kme pad?jo pasiekti sensacing? rezultat?. Higso bozonas ?iuo metu yra ma?iausia dalel? i? t?, kuri? egzistavimas prakti?kai ?rodytas. Jo atradimas labai svarbus mokslui, jis leido visoms dalel?ms ?gyti mas?. Ir jei dalel?s netur?t? mas?s, visata negal?t? egzistuoti. Jame negal?jo susidaryti nei viena med?iaga.

Nepaisant prakti?kai ?rodyto ?ios dalel?s, Higso bozono, egzistavimo, praktiniai jos pritaikymai dar nebuvo i?rasti. Kol kas tai tik teorin?s ?inios. Bet viskas ?manoma ateityje. Ne visi fizikos srities atradimai i? karto buvo pritaikyti prakti?kai. Niekas ne?ino, kas bus po ?imto met?. Juk, kaip min?ta anks?iau, pasaulis ir mokslas niekada nestovi vietoje.