Mga pangunahing particle sa madaling sabi. Sa pag-unawa sa paggalaw ng bagay, ang kakayahan nito sa pag-unlad ng sarili, pati na rin ang koneksyon at pakikipag-ugnayan ng mga materyal na bagay sa modernong natural na agham

Z 0 0 1 91,2 Mahinang pakikipag-ugnayan Gluon 0 1 0 Malakas na pakikipag-ugnayan Higgs boson 0 0 ≈125.09±0.24 Inert mass

henerasyon		Quark na may bayad (+2/3)				Quark na may charge (−1/3)
			simbolo ng quark/antiquark	Misa (MeV)		Pangalan/lasa ng quark/antiquark	simbolo ng quark/antiquark	Misa (MeV)
1		u-quark (up-quark) / anti-u-quark	texvc hindi mahanap; Tingnan ang math/README para sa tulong sa pag-setup.): u / \, \overline(u)	mula 1.5 hanggang 3		d-quark (down-quark) / anti-d-quark	Hindi ma-parse ang expression (Executable file texvc hindi mahanap; Tingnan ang math/README para sa tulong sa pag-setup.): d / \, \overline(d)	4.79±0.07
2		c-quark (charm-quark) / anti-c-quark	Hindi ma-parse ang expression (Executable file texvc hindi mahanap; Tingnan ang math/README para sa tulong sa pag-setup.): c / \, \overline(c)	1250 ± 90		s-quark (kakaibang quark) / anti-s-quark	Hindi ma-parse ang expression (Executable file texvc hindi mahanap; Tingnan ang math/README para sa tulong sa pag-setup.): s / \, \overline(s)	95 ± 25
3		t-quark (top-quark) / anti-t-quark	Hindi ma-parse ang expression (Executable file texvc hindi mahanap; Tingnan ang math/README para sa tulong sa pag-setup.): t / \, \overline(t)	174 200 ± 3300		b-quark (bottom-quark) / anti-b-quark	Hindi ma-parse ang expression (Executable file texvc hindi mahanap; Tingnan ang math/README para sa tulong sa pag-setup.): b / \, \overline(b)	4200±70

Tingnan din

Sumulat ng isang pagsusuri tungkol sa artikulong "Pundamental na particle"

Mga Tala

Mga link

• S. A. Slavatinsky// Moscow Institute of Physics and Technology (Dolgoprudny, rehiyon ng Moscow)
• Slavatinsky S.A. // SOZH, 2001, No. 2, p. 62–68 archive http://web.archive.org/web/20060116134302/http://journal.issep.rssi.ru/annot.php?id=S1176
• // nuclphys.sinp.msu.ru
• // second-physics.ru
• //physics.ru
• // nature.web.ru
• // nature.web.ru
• // nature.web.ru

Ang pinakatanyag na pormula mula sa pangkalahatang kapamanggitan ay ang batas ng konserbasyon ng enerhiya-masa

Ito ay isang draft na artikulo sa pisika. Matutulungan mo ang proyekto sa pamamagitan ng pagdaragdag dito.

Tingnan ang template na ito Pangunahin mga particle Composite mga particle Mga koneksyon pangunahing at/o pinagsama-samang mga particle Regular Hindi karaniwan Hindi ko na kinaya... - At paano mo nalaman kung saan tayo pupunta?! – Ginulo ko ang aking mga balahibo tulad ng isang nagyelo na maya at nag-ungol ng masama. "Nakasulat lahat sa mukha mo," ngumiti ang lola. Siyempre, hindi ito nakasulat sa aking mukha, ngunit magbibigay ako ng maraming upang malaman kung paano niya palaging alam ang lahat nang may kumpiyansa pagdating sa akin? Pagkalipas ng ilang minuto, sabay na kaming nagtatakbo patungo sa kagubatan, masigasig na nag-uusap tungkol sa mga pinaka-magkakaibang at hindi kapani-paniwalang mga kwento, na natural na mas kilala niya kaysa sa akin, at ito ang isa sa mga dahilan kung bakit gustung-gusto kong maglakad kasama siya. Kaming dalawa lang iyon, at walang dapat ikatakot na baka may makarinig at baka may hindi magugustuhan ang pinag-uusapan namin. Napakadaling tinanggap ni Lola ang lahat ng aking mga kakaiba at hindi kailanman natakot sa anumang bagay; at kung minsan, kung nakita niya na ako ay ganap na "naliligaw" sa isang bagay, binigyan niya ako ng payo na tulungan akong makaalis dito o sa hindi kanais-nais na sitwasyon, ngunit kadalasan ay naobserbahan niya lamang kung paano ako tumugon sa mga paghihirap sa buhay, na naging permanente na. , nang hindi nakatagpo sa aking "spiked" na landas. SA Kamakailan lamang Nagsimulang tila sa akin na ang aking lola ay naghihintay lamang ng isang bagong bagay, upang makita kung ako ay nag-mature ng hindi bababa sa isang takong, o kung ako ay "nag-iinit" pa rin sa aking "masayang pagkabata", ayoko. lumabas ka sa aking maikling pambata na kamiseta. Ngunit kahit na para sa kanyang "malupit" na pag-uugali, mahal na mahal ko siya at sinubukan kong samantalahin ang bawat maginhawang sandali upang makasama siya nang madalas hangga't maaari. Sinalubong kami ng kagubatan ng malugod na kaluskos ng mga gintong dahon ng taglagas. Ang panahon ay napakaganda, at maaaring umasa na ang aking bagong kaibigan, sa pamamagitan ng "swerte," ay naroroon din. Pumitas ako ng isang maliit na palumpon ng ilang katamtamang mga bulaklak sa taglagas na natitira pa, at pagkaraan ng ilang minuto ay nasa tabi na kami ng sementeryo, sa tarangkahan kung saan... sa parehong lugar ay nakaupo ang parehong maliit na matandang matandang babae... - At naisip ko na hindi ako makapaghintay para sa iyo! – masayang bati niya. Literal na nalaglag ang panga ko dahil sa gulat, at sa sandaling iyon ay tila ako ay mukhang tanga, dahil ang matandang babae, tumatawa nang masayang, lumapit sa amin at magiliw na tinapik ako sa pisngi. - Well, you go, honey, kanina ka pa hinihintay ni Stella. At dito tayo uupo sandali... Hindi man lang ako nagkaroon ng oras para magtanong kung paano ako makakarating sa parehong Stella, nang ang lahat ay nawala muli sa isang lugar, at natagpuan ko ang aking sarili sa pamilyar na mundo ng ligaw na pantasya ni Stella, kumikinang at kumikinang sa lahat ng mga kulay ng bahaghari, at , nang walang oras upang tingnang mabuti ang paligid, agad kong narinig ang isang masigasig na boses: - Oh, gaano kabuti na dumating ka! At naghintay ako at naghintay!.. Ang batang babae ay lumipad palapit sa akin na parang ipoipo at bumulusok sa aking mga bisig ang isang maliit na pulang "dragon"... Napaatras ako sa gulat, ngunit agad na tumawa ng masaya, dahil ito ang pinakanakakatawa at pinakanakakatawang nilalang sa mundo!.. Ang "maliit na dragon," kung matatawag mo sa kanya, ay umbok ang kanyang pinong kulay rosas na tiyan at sinitsit ako nang may pananakot, na tila umaasa na matakot ako sa ganitong paraan. Ngunit nang makita niyang walang matatakot dito, kalmado siyang umupo sa kandungan ko at nagsimulang humilik ng mapayapa, ipinapakita kung gaano siya kagaling at kung gaano siya dapat mahalin... Tinanong ko si Stella kung ano ang pangalan nito at kung gaano katagal niya itong nilikha. - Oh, hindi ko pa naiisip kung ano ang itatawag ko sa iyo! At nagpakita siya ngayon din! Gusto mo ba talaga siya? – tuwang-tuwa ang batang babae, at naramdaman kong natutuwa siyang makita akong muli. - Ito ay para sa iyo! -bigla niyang sabi. - Siya ay mabubuhay sa iyo. Ang maliit na dragon ay nakakatawang iniunat ang matinik na nguso nito, tila nagpasiya na tingnan kung mayroon akong kawili-wili... At bigla akong dinilaan sa ilong! Napahiyaw si Stella sa tuwa at halatang tuwang-tuwa sa kanyang nilikha. "Well, okay," pagsang-ayon ko, "habang nandito ako, makakasama ko siya." "Hindi mo ba siya isasama?" – Nagulat si Stella. At pagkatapos ay natanto ko na tila hindi niya alam na kami ay "magkaiba" at na hindi na kami nakatira sa parehong mundo. Malamang, ang lola, upang maawa sa kanya, ay hindi sinabi sa batang babae ang buong katotohanan, at taos-puso niyang inisip na ito ang eksaktong kaparehong mundo kung saan siya nabuhay noon, na ang pagkakaiba lamang ay ngayon na kaya na niya. gumagawa pa rin ng sariling mundo.. . Alam kong sigurado na ayaw kong ako ang magsasabi sa maliit na nagtitiwala na batang babae kung ano talaga ang buhay niya ngayon. Siya ay kontento at masaya sa "kanyang" kamangha-manghang katotohanang ito, at sa isip ko ay nanumpa ako sa aking sarili na sa anumang pagkakataon ay hindi ako ang wawasak nito. mundo ng diwata. Hindi ko lang maintindihan kung paano ipinaliwanag ng aking lola ang biglaang pagkawala ng kanyang buong pamilya at, sa pangkalahatan, lahat ng bagay na kanyang tinitirhan ngayon?.. "Kita mo," sabi ko na may bahagyang pag-aalinlangan, nakangiti, "kung saan ako nakatira, ang mga dragon ay hindi masyadong sikat... - Kaya walang makakakita sa kanya! – tuwang-tuwa ang maliit na batang babae. Kakaalis lang ng bigat sa balikat ko!.. Ayaw kong magsinungaling o subukang lumabas, at lalo na sa harap ng isang purong maliit na tao gaya ni Stella. Ito ay naging ganap na naunawaan niya ang lahat at kahit papaano ay nagawa niyang pagsamahin ang kagalakan ng paglikha at ang kalungkutan ng pagkawala ng kanyang pamilya. – At sa wakas nakahanap ako ng kaibigan dito! – matagumpay na deklara ng batang babae.

Mga yunit pisikal na dami kapag naglalarawan ng mga phenomena na nagaganap sa microworld, nahahati sila sa basic at derivative, na tinutukoy sa pamamagitan ng mathematical notation ng mga batas ng physics.
Dahil sa ang katunayan na ang lahat ng pisikal na phenomena ay nangyayari sa espasyo at oras, ang mga pangunahing yunit ay pangunahing itinuturing na mga yunit ng haba at oras, na sinusundan ng yunit ng masa. Mga pangunahing yunit: haba l, oras t, masa m - makatanggap ng isang tiyak na dimensyon. Ang mga sukat ng mga hinangong yunit ay tinutukoy ng mga formula na nagpapahayag ng ilang partikular na pisikal na batas.
Ang mga sukat ng mga pangunahing pisikal na yunit ay pinili upang sa pagsasanay ay maginhawang gamitin ang mga ito.
Ang mga sumusunod na dimensyon ay tinatanggap sa SI system: haba [ l] = m (meter), oras [t] = s (segundo), masa [t] = kg (kilo).
Sa sistema ng CGS, tinatanggap ang mga sumusunod na dimensyon para sa mga pangunahing yunit: haba [/] = cm (sentimetro), oras [t] = s (segundo) at masa [t] = g (gramo). Upang ilarawan ang mga phenomena na nagaganap sa microcosm, parehong SI at CGS unit ay maaaring gamitin.
Tantyahin natin ang mga order ng magnitude ng haba, oras at masa sa mga phenomena ng microworld.
Bilang karagdagan sa pangkalahatang tinatanggap na mga internasyonal na sistema ng mga yunit ng SI at GHS, ang "mga natural na sistema ng mga yunit" ay ginagamit din, batay sa mga pangkalahatang pisikal na pare-pareho. Ang mga sistemang ito ng mga yunit ay partikular na may kaugnayan at ginagamit sa iba't ibang pisikal na teorya. Sa natural na sistema ng mga yunit, ang mga pangunahing constant ay kinukuha bilang mga pangunahing yunit: ang bilis ng liwanag sa vacuum − с, ang pare-pareho ng Planck − ћ, ang pare-pareho ng gravitational G N, ang pare-pareho ng Boltzmann − k: Ang numero ni Avogadro − N A, atbp. Sa natural na sistema ng mga yunit ng Planck ito ay tinatanggap c = ћ = G N = k = 1. Ang sistemang ito ng mga yunit ay ginagamit sa kosmolohiya upang ilarawan ang mga proseso kung saan ang mga quantum at gravitational effect ay magkasabay na makabuluhan (mga teorya ng Black hole, mga teorya ng unang bahagi ng Uniberso).
Sa natural na sistema ng mga yunit, nalulutas ang problema ng natural na yunit ng haba. Ito ay maaaring ituring na Compton wavelength λ 0, na tinutukoy ng mass ng particle M: ​​​​λ 0 = ћ/Мс.
Ang haba nailalarawan ang laki ng bagay. Kaya, para sa isang electron, ang classical radius ay r 0 = e 2 /m e c 2 = 2.81794·10 -13 cm (e, m e - charge at mass ng electron). Ang klasikal na radius ng isang electron ay may kahulugan ng radius ng isang sisingilin na bola na may charge e (ang pamamahagi ay spherically symmetric), kung saan ang enerhiya ng electrostatic field ng bola ε = γе 2 /r 0 ay katumbas ng natitira enerhiya ng electron m e c 2 (ginagamit kapag isinasaalang-alang ang pagkakalat ni Thompson ng liwanag).
Ginagamit din ang radius ng orbit ng Bohr. Ito ay tinukoy bilang ang distansya mula sa nucleus kung saan ang isang electron ay malamang na matatagpuan sa isang unexcited hydrogen atom.
a 0 = ћ 2 /m e e 2 (sa sistema ng SGS) at isang 0 = (α/4π)R = 0.529·10 -10 m (sa sistema ng SI), α = 1/137.
Laki ng nucleon r ≈ 10 -13 cm (1 femtometer). Ang mga dimensyon ng katangian ng mga atomic system ay 10 -8, ang mga nuclear system ay 10 -12 ÷ 10 -13 cm.
Oras nag-iiba-iba sa isang malawak na hanay at tinukoy bilang ratio ng distansya R sa bilis ng bagay v. Para sa mga microobject τ poison = R/v = 5·10 -12 cm/10 9 cm/s ~ 5·10 -22 s;
τ elemento h = 10 -13 cm/3·10 10 cm/s = 3·10 -24 s.
Mga misa nagbabago ang mga bagay mula 0 hanggang M. Kaya, ang masa ng isang electron m e ≈ 10 -27 g, ang masa ng isang proton
m р ≈ 10 -24 g (SGS system). Isang atomic mass unit na ginagamit sa atomic at nuclear physics, 1 amu. = M(C)/12 sa mga yunit ng carbon atom mass.
SA pangunahing katangian Ang mga microobject ay dapat isama ang electric charge, pati na rin ang mga katangian na kinakailangan upang makilala ang elementarya na particle.
Pagsingil ng kuryente Ang mga particle Q ay karaniwang sinusukat sa mga yunit ng electron charge. Electron charge e = 1.6·10 -19 coulombs. Para sa mga particle sa isang libreng estado, Q/e = ±1.0, at para sa mga quark na bahagi ng hadrons, Q/e = ±2/3 at ±1/3.
Sa nuclei, ang singil ay tinutukoy ng bilang ng mga proton Z na nasa nucleus. Ang singil ng isang proton ay katumbas ng ganap na halaga sa singil ng isang elektron.
Upang makilala ang isang elementarya na butil kailangan mong malaman:
I – isotopic spin;
J – intrinsic angular momentum – iikot;
P – spatial parity;
C – pagkakapantay-pantay ng singil;
G − G-pagkakatulad.
Ang impormasyong ito ay nakasulat sa anyo ng formula I G (J PC).
Iikot− isa sa pinakamahalagang katangian ng isang particle, kung saan ginagamit ang pangunahing Planck constant h o ћ = h/2π = 1.0544·10 -27 [erg-s]. Ang mga boson ay may integer spin sa mga unit ћ: (0,1, 2,...)ћ, ang fermion ay may half-integer spin (1/2, 3/2,.. .)ћ. Sa klase ng mga supersymmetric na particle, ang mga halaga ng spin ng fermion at boson ay binaligtad.

kanin. Ang Figure 4 ay naglalarawan ng pisikal na kahulugan ng spin J sa pamamagitan ng pagkakatulad sa klasikal na konsepto ng angular momentum ng isang particle na may mass m = 1 g na gumagalaw sa bilis v = 1 cm/s sa isang bilog na may radius r = 1 cm. Sa classical physics , angular momentum J = mvr = L (L ay ​​orbital momentum). Sa quantum mechanics, J = = 10 27 ћ = 1 erg·s para sa parehong mga parameter ng isang bagay na gumagalaw sa isang bilog, kung saan ћ = 1.05·10 -27 erg·s.
Ang projection ng spin ng elementary particle papunta sa direksyon ng momentum nito ay tinatawag na helicity. Ang helicity ng isang massless particle na may arbitrary spin ay tumatagal lamang ng dalawang value: kasama o laban sa direksyon ng momentum ng particle. Para sa isang photon, ang mga posibleng halaga ng helicity ay katumbas ng ±1, para sa isang massless neutrino, ang helicity ay katumbas ng ±1/2.
Ang spin angular momentum ng isang atomic nucleus ay tinukoy bilang ang vector sum ng spins ng elementary particles na bumubuo ng isang quantum system at ang orbital angular moments ng mga particle na ito dahil sa kanilang paggalaw sa loob ng system. Orbital momentum ||, at spin momentum || makakuha ng discrete na kahulugan. Orbital momentum || = ћ[ l(l+1)] 1/2 , kung saan l− orbital quantum number (maaaring kumuha ng mga halaga 0, 1,2,...), intrinsic angular momentum || = ћ 1/2 kung saan ang s ay ang spin quantum number (maaaring tumagal ng zero, integer o half-integer na mga halaga J, ang kabuuang angular momentum ay katumbas ng sum + = .
Kabilang sa mga derived unit ang: enerhiya ng particle, bilis, pagpapalit ng bilis para sa mga relativistic na particle, magnetic moment, atbp.
Enerhiya butil sa pamamahinga: E = mc 2 ; gumagalaw na butil: E = m 2 c 4 + p 2 c 2.
Para sa mga non-relativistic na particle: E = mc 2 + p 2 /2m; para sa relativistic particle, na may mass m = 0: E = avg.
Mga unit ng enerhiya - eV, keV, MeV, GeV, TeV, ... 1 GeV = 10 9 eV, 1 TeV = 10 12 eV,
1 eV = 1.6·10 -12 erg.
Bilis ng particle β = v/c, kung saan ang c = 3·10 10 cm/s ay ang bilis ng liwanag. Tinutukoy ng bilis ng particle ang isang mahalagang katangian gaya ng Lorentz factor ng particle γ = 1/(1-β 2) 1/2 = E/mc 2. Laging γ > 1- Para sa mga non-relativistic na particle 1< γ < 2, а для релятивистских частиц γ > 2.
Sa high-energy physics, ang velocity ng isang particle β ay malapit sa 1 at mahirap matukoy para sa relativistic particle. Samakatuwid, sa halip na bilis, bilis y ang ginagamit, na nauugnay sa bilis ng kaugnayan y = (1/2)ln[(1+β)/(1-β)] = (1/2)ln[(E +p)/(E-p) ]. Ang bilis ay nag-iiba mula 0 hanggang ∞.

Ang functional na relasyon sa pagitan ng bilis ng butil at bilis ay ipinapakita sa Fig. 5. Para sa mga relativistic na particle sa β → 1, E → p, pagkatapos ay sa halip na bilis maaari nating gamitin ang pseudo-rapidity η, na tinutukoy ng anggulo ng pag-alis ng particle θ, η = (1/2)ln tan(θ/2) . Hindi tulad ng bilis, ang bilis ay isang additive na dami, i.e. y 2 = y 0 + y 1 para sa anumang frame of reference at para sa anumang relativistic at non-relativistic particle.
Magnetic na sandali μ = Iπr 2 /c, kung saan ang kasalukuyang I = ev/2πr ay lumabas dahil sa pag-ikot ng electric charge. Kaya, ang anumang sisingilin na particle ay may magnetic moment. Kapag isinasaalang-alang ang magnetic moment ng isang electron, ginagamit ang Bohr magneton
μ B = eћ/2m e c = 0.5788·10 -14 MeV/G, electron magnetic moment = g·μ B ·. Ang coefficient g ay tinatawag na gyromagnetic ratio. Para sa isang electron g = /μ B · = 2, dahil J = ћ/2, = μ B sa kondisyon na ang electron ay parang point na walang structure na particle. Ang gyromagnetic ratio g ay naglalaman ng impormasyon tungkol sa istruktura ng particle. Ang dami (g − 2) ay sinusukat sa mga eksperimento na naglalayong pag-aralan ang istruktura ng mga particle maliban sa mga lepton. Para sa mga lepton, ang halagang ito ay nagpapahiwatig ng papel ng mas mataas na electromagnetic correction (tingnan ang karagdagang seksyon 7.1).
Sa nuclear physics, ang nuclear magneton ay ginagamit μ i = eћ/2m p c, kung saan ang m p ay ang proton mass.

2.1.1. Ang Heaviside system at ang koneksyon nito sa GHS system

Sa sistema ng Heaviside, ang bilis ng liwanag c at ang pare-parehong ћ ng Planck ay ipinapalagay na katumbas ng pagkakaisa, i.e. с = ћ = 1. Ang mga pangunahing yunit ng pagsukat ay mga yunit ng enerhiya − MeV o MeV -1, habang sa sistema ng GHS ang mga pangunahing yunit ng pagsukat ay [g, cm, s]. Pagkatapos, gamit ang mga relasyon: E = mc 2 = m = MeV, l= ћ/mc = MeV -1, t = ћ/mc 2 = MeV -1, nakukuha namin ang koneksyon sa pagitan ng Heaviside system at ng SGS system sa anyo:

• m(g) = m(MeV) 2 10 -27,
• l(cm) = l(MeV -1) 2 10 -11 ,
• t (s) = t (MeV -1) b.b 10 -22.

Ang Heaviside system ay ginagamit sa high-energy physics upang ilarawan ang mga phenomena na nagaganap sa microcosm, at batay sa paggamit ng mga natural na constants c at ћ, na mapagpasyahan sa relativistic at quantum mechanics.
Ang mga numerical na halaga ng kaukulang dami sa sistema ng CGS para sa electron at proton ay ibinibigay sa Talahanayan. 3 at maaaring magamit upang lumipat mula sa isang sistema patungo sa isa pa.

Talahanayan 3. Mga numerong halaga ng mga dami sa sistema ng CGS para sa elektron at proton

2.1.2. Planck (natural) na mga yunit

Kapag isinasaalang-alang ang gravitational effect, ang Planck scale ay ipinakilala upang sukatin ang enerhiya, masa, haba at oras. Kung ang gravitational energy ng isang bagay ay katumbas ng kabuuang enerhiya nito, i.e.

yun
haba = 1.6·10 -33 cm,
masa = 2.2·10 -5 g = 1.2·10 19 GeV,
oras = 5.4·10 -44 s,
saan = 6.67·10 -8 cm 2 ·g -1 ·s -2 .

Ang mga epekto ng gravitational ay makabuluhan kapag ang gravitational energy ng isang bagay ay maihahambing sa kabuuang enerhiya nito.

2.2. Pag-uuri ng mga elementarya na particle

Ang konsepto ng "elementarya na butil" ay nabuo sa pagtatatag ng discrete na katangian ng istraktura ng bagay sa antas ng mikroskopiko.

Atoms → nuclei → nucleon → partons (quarks at gluons)

Sa modernong pisika, ang terminong "elementarya na mga particle" ay ginagamit upang pangalanan ang isang malaking grupo ng maliliit sinusunod mga particle ng bagay. Ang pangkat ng mga particle na ito ay napakalawak: p protons, n neutrons, π- at K-mesons, hyperon, charmed particles (J/ψ...) at maraming resonances (sa kabuuan
~ 350 mga particle). Ang mga particle na ito ay tinatawag na "hadrons".
Ito ay lumabas na ang mga particle na ito ay hindi elementarya, ngunit kumakatawan sa mga pinagsama-samang sistema, ang mga nasasakupan nito ay tunay na elementarya o, kung paano sila tinawag, " pundamental "mga particle − mga kasama, natuklasan habang pinag-aaralan ang istruktura ng proton. Ang pag-aaral ng mga katangian ng mga parton ay naging posible upang makilala ang mga ito mga quark At mga gluon, ipinakilala sa pagsasaalang-alang nina Gell-Mann at Zweig kapag nag-uuri ng mga nakikitang elementarya na particle. Ang mga quark ay naging mga fermion na may spin J = 1/2. Sila ay itinalaga ng fractional electric charges at isang baryon number B = 1/3, dahil ang baryon na may B = 1 ay binubuo ng tatlong quark. Bilang karagdagan, upang ipaliwanag ang mga katangian ng ilang baryon, kinailangan na magpakilala ng bagong quantum number—kulay. Ang bawat quark ay may tatlong estado ng kulay, na tinutukoy ng mga indeks na 1, 2, 3 o ang mga salitang pula (R), berde (G) at asul (B). Ang kulay ay hindi nagpapakita ng sarili sa anumang paraan sa mga naobserbahang hadron at gumagana lamang sa loob ng mga ito.
Sa ngayon, 6 na lasa (uri) ng mga quark ang natuklasan.
Sa mesa Ipinapakita ng 4 ang mga katangian ng mga quark para sa isang estado ng kulay.

Talahanayan 4. Mga katangian ng quark

bango	Misa, MeV/s 2	ako	ako 3	Q q /e	s	Sa	b	t
bangon ka	330; (5)	1/2	1/2	2/3	0	0	0	0
d pababa	340; (7)	1/2	-1/2	-1/3	0	0	0	0
kakaiba	450; (150)	0	0	-1/3	-1	0	0	0
may alindog	1500	0	0	2/3	0	1	0	0
b kagandahan	5000	0	0	-1/3	0	0	-1	0
t katotohanan	174000	0	0	2/3	0	0	0	1

Para sa bawat lasa ng isang quark, ang masa nito ay ipinahiwatig (ang masa ng mga constituent quark at ang masa ng kasalukuyang quark ay ibinibigay sa panaklong), ang isotopic spin I at ang 3rd projection ng isotopic spin I 3 , ang quark charge Q q / e at ang mga quantum number na s, c, b, t. Kasama ng mga quantum number na ito, madalas na ginagamit ang quantum number hypercharge Y = B + s + c + b+ t. May koneksyon sa pagitan ng projection ng isotopic spin I 3 , electric charge Q at hypercharge Y: Q = I 3 + (1/2)Y.
Dahil ang bawat quark ay may 3 kulay, 18 quark ang dapat isaalang-alang. Ang mga quark ay walang istraktura.
Kasabay nito, sa mga elementarya na particle mayroong isang buong klase ng mga particle na tinatawag na " lepton"Ang mga ito ay mga pundamental na particle din, ibig sabihin, wala silang istraktura. Anim sa kanila: tatlong may charge na e, μ, τ at tatlong neutral na ν e, ν μ, ν τ. Ang mga lepton ay nakikilahok lamang sa electromagnetic at mahina na pakikipag-ugnayan. Lepton at ang mga quark na may half-integer spin J = (n+1/2)ћ, n = 0, 1,... ay nabibilang sa mga pundamental na fermion. Ang isang nakakagulat na simetrya ay naobserbahan sa pagitan ng mga lepton at quark: anim na lepton at anim na quark.
Sa mesa Ipinapakita ng Figure 5 ang mga katangian ng mga pangunahing fermion: electric charge Q i sa mga yunit ng electron charge at particle mass m. Ang mga lepton at quark ay pinagsama sa tatlong henerasyon (I, II at III). Para sa bawat henerasyon, ang kabuuan ng mga singil sa kuryente ∑Q i = 0, na isinasaalang-alang ang 3 kulay na singil para sa bawat quark. Ang bawat fermion ay may kaukulang antifermion.
Bilang karagdagan sa mga katangian ng mga particle na ipinahiwatig sa talahanayan, ang isang mahalagang papel para sa mga lepton ay nilalaro ng mga numero ng lepton: electron L e, katumbas ng +1 para sa e - at ν e, muonic L μ, katumbas ng +1 para sa μ - at ν μ at taonic L τ, katumbas ng + 1 para sa τ - at ν τ, na tumutugma sa mga lasa ng mga lepton na kasangkot sa mga partikular na reaksyon at mga conserved na dami. Para sa mga lepton, ang baryon number B = 0.

Talahanayan 5. Mga katangian ng mga pangunahing fermion

Ang bagay sa paligid natin ay binubuo ng mga unang henerasyong fermion ng di-zero na masa. Ang impluwensya ng mga particle ng ikalawa at ikatlong henerasyon ay nagpakita mismo sa unang bahagi ng Uniberso. Sa mga pangunahing particle, isang espesyal na papel ang ginagampanan ng mga pangunahing gauge boson, na mayroong integer internal quantum number ng spin J = nћ, n = 0, 1, .... Ang gauge boson ay may pananagutan para sa apat na uri ng pangunahing pakikipag-ugnayan: malakas ( gluon g), electromagnetic (photon γ), mahina (bosons W ±, Z 0), gravitational (graviton G). Sila rin ay walang istruktura, pangunahing mga particle.
Sa mesa Ipinapakita ng 6 ang mga katangian ng mga pangunahing boson, na mga field quanta sa mga teorya ng gauge.

Talahanayan 6. Mga katangian ng mga pangunahing boson

Pangalan	singilin	Timbang	Iikot	Mga pakikipag-ugnayan
Graviton, G	0	0	2	Gravitational
Photon, γ	0	< 3·10 -27 эВ	1	Electromagnetic
Siningil na vector boson, W ±	±1	80.419 GeV/s 2	1	Mahina
Neutral na vector boson, Z 0	0	91.188 GeV/s 2	1	Mahina
Mga gluon, g 1 , ... , g 8	0	0	0	Malakas
Higgs, H 0 , H ±	0	> 100 GeV/s 2	0

Bilang karagdagan sa mga katangian ng open gauge boson γ, W ±, Z 0, g 1,..., g 8, ipinapakita ng talahanayan ang mga katangian ng hanggang ngayon ay hindi pa natuklasang mga boson: ang graviton G at ang Higgs boson H 0, H ±.
Isaalang-alang natin ngayon ang pinakamaraming pangkat ng elementarya na malakas na nakikipag-ugnayan sa mga particle - mga hadron, upang ipaliwanag ang istraktura kung saan ipinakilala ang konsepto ng mga quark.
Ang mga hadron ay nahahati sa mga meson at baryon. Ang mga meson ay ginawa mula sa isang quark at isang antiquark (q). Ang mga baryon ay binubuo ng tatlong quark (q 1 q 2 q 3).
Sa mesa 7 ay nagbibigay ng isang listahan ng mga katangian ng mga pangunahing hadron. (Para sa mga detalyadong talahanayan, tingnan ang The European Physical Journal C, Rev. of Particle Phys., v.15, No. 1 - 4, 2000.)

Talahanayan 7. Mga katangian ng hadrons

	Pangalan	Misa, MeV/s 2	Oras ng buhay, s	Mga mode ng pagkabulok	Komposisyon ng quark
	Peoni π ± 1 - (0 -+) π 0	139.567 134.965	2.6·10 -8 0.83·10 -16	π ± → μ ± + ν π 0 → γ + γ	(u), (d) (u − d)/√2
	η-meson η 0 0 + (0 -+)	548.8	Г=1.18±0.11 keV	η 0 → γ + γ; 3π 0 →π + + π -0 + π --	c 1 (u + d) + c 2 (s)
				(u), (mga) (d) (d)
	D ± D0	1869.3 1864.5	10.69·10 -13 4.28·10 -13	D ± → e ± + X D 0 → e ++ X -	(c), (d) (c)
	F ± =	1969.3	4.36·10 -13	→ ρ 0 + π ±	(c, s)
	B ± B 0	5277.6 5279.4	13.1·10 -13 13.1·10 -13	B ± → + π ± B 0 →+ π -0 +	(u), (b) (d), (b)
b	Proton p Neutron n	938.3 939.5	> 10 33 taon 898 ±16	n → р + e - +	uud udd
	Λ		2.63·10 -10	Λ→p + π -	uds
	Σ + Σ 0 Σ -	1189.4 1192 1197	0.8·10 -10 5.8·10 -20 1.48·10 -10	Σ + →p + π 0 Σ 0 → Λ+ γ Σ - →n + π -	uus uds dds
	Ξ 0 Ξ -	1314.9 1321	2.9·10 -10 1.64·10 -10	Ξ 0 → Λ+ π 0 Ξ - → Λ + π -	uss dss
	Ω -	1672	0.8·10 -10	Ω - → Λ+ K -	sss
	Σ s		Σ с →+ π →Ξ - π + π + →l - l	ucs usc dsc udb

Ang istraktura ng quark ng mga hadron ay ginagawang posible na makilala sa malaking grupong ito ng mga particle na hindi kakaibang mga hadron, na binubuo ng mga hindi kakaibang quark (u, d), mga kakaibang hadron, na kinabibilangan ng mga kakaibang quark, mga charmed hadron na naglalaman ng c- quark, pretty hadrons (bottom hadrons) na may b-quark.
Ang talahanayan ay nagpapakita ng mga katangian ng isang maliit na bahagi lamang ng mga hadron: meson at baryon. Ang kanilang masa, panghabambuhay, pangunahing mga mode ng pagkabulok at komposisyon ng quark ay ipinapakita. Para sa mga meson, ang numero ng baryon B = O at ang numero ng lepton L = 0. Para sa mga baryon, ang numero ng baryon B = 1, ang numero ng lepton L = 0. Ang mga meson ay boson (integer spin), ang mga baryon ay fermion (half-integer spin ).
Ang karagdagang pagsasaalang-alang sa mga katangian ng mga hadron ay nagpapahintulot sa amin na pagsamahin ang mga ito sa isotopic multiplets, na binubuo ng mga particle na may parehong quantum number (baryon number, spin, internal parity, strangeness) at magkatulad na masa, ngunit may magkakaibang mga singil sa kuryente. Ang bawat isotopic multiplet ay nailalarawan sa pamamagitan ng isotopic spin I, na tumutukoy sa kabuuang bilang ng mga particle na kasama sa multiplet, katumbas ng 2I + 1. Ang Isospin ay maaaring tumagal ng mga halaga 0, 1/2, 1, 3/2, 2, . .., ibig sabihin. ang pagkakaroon ng isotopic singlet, doublets, triplets, quartets, atbp ay posible. Kaya, ang isang proton at isang neutron ay bumubuo ng isang isotopic doublet, π + -, π - -, π 0 -mesons ay itinuturing bilang isang isotopic triplet.
Ang mas kumplikadong mga bagay sa microcosm ay atomic nuclei. Ang atomic nucleus ay binubuo ng Z protons at N neutrons. Ang kabuuan ng Z + N = A ay ang bilang ng mga nucleon sa isang ibinigay na isotope. Kadalasan ang mga talahanayan ay nagbibigay ng halaga na na-average sa lahat ng isotopes, pagkatapos ito ay nagiging fractional. Ang nuclei ay kilala kung saan ang mga ipinahiwatig na halaga ay nasa loob ng mga limitasyon: 1< А < 289, 1 < Z < 116.
Ang mga particle na nakalista sa itaas ay isinasaalang-alang sa loob ng balangkas ng Standard Model. Ipinapalagay na lampas sa Standard Model ay maaaring mayroong isa pang grupo ng mga pangunahing particle - mga supersymmetric na particle (SUSY). Dapat nilang tiyakin ang simetrya sa pagitan ng mga fermion at boson. Sa mesa Ipinapakita ng 8 ang inaasahang katangian ng simetrya na ito.

2.3. Field approach sa problema ng mga interaksyon

2.3.1 Mga katangian ng mga pangunahing pakikipag-ugnayan

Ang malaking pagkakaiba-iba ng mga pisikal na phenomena na nagaganap sa panahon ng banggaan ng mga elementarya na particle ay tinutukoy lamang ng apat na uri ng pakikipag-ugnayan: electromagnetic, mahina, malakas at gravitational. Sa quantum theory, ang interaksyon ay inilalarawan sa mga tuntunin ng pagpapalitan ng tiyak na quanta (bosons) na nauugnay sa isang partikular na uri ng interaksyon.
Upang biswal na kumakatawan sa pakikipag-ugnayan ng mga particle, iminungkahi ng Amerikanong pisiko na si R. Feynman ang paggamit ng mga diagram, na tumanggap ng kanyang pangalan. Inilalarawan ng mga diagram ng Feynman ang anumang proseso ng pakikipag-ugnayan kapag nagbanggaan ang dalawang particle. Ang bawat particle na kasangkot sa proseso ay kinakatawan ng isang linya sa diagram ng Feynman. Ang libreng kaliwa o kanang dulo ng linya ay nagpapahiwatig na ang particle ay nasa inisyal o huling estado, ayon sa pagkakabanggit. Ang mga panloob na linya sa mga diagram (i.e. mga linya na walang libreng dulo) ay tumutugma sa tinatawag na mga virtual na particle. Ito ay mga particle na nilikha at hinihigop sa panahon ng proseso ng pakikipag-ugnayan. Hindi sila maaaring mairehistro, hindi katulad ng mga tunay na particle. Ang pakikipag-ugnayan ng mga particle sa diagram ay kinakatawan ng mga node (o vertices). Ang uri ng pakikipag-ugnayan ay nailalarawan sa pamamagitan ng coupling constant na α, na maaaring isulat bilang: α = g 2 /ћc, kung saan ang g ay ang singil ng pinagmumulan ng pakikipag-ugnayan, at ang pangunahing quantitative na katangian ng puwersa na kumikilos sa pagitan ng mga particle. Sa electromagnetic interaction α e = e 2 /ћc = 1/137.

Fig.6. diagram ng Feynman.

Ang proseso a + b →с + d sa anyo ng isang diagram ng Feynman (Larawan 6) ay ganito ang hitsura: Ang R ay isang virtual na particle na ipinagpapalit sa pagitan ng mga particle a at b sa panahon ng interaksyon na tinutukoy ng constant interaction α = g 2 /ћc, nagpapakilala sa lakas ng pakikipag-ugnayan sa layo , katumbas ng radius ng pakikipag-ugnayan.
Ang isang virtual na particle ay maaaring magkaroon ng mass M x at kapag ang particle na ito ay ipinagpalit, isang 4-momentum t = −q 2 = Q 2 ay inililipat.
Sa mesa 9 ay nagpapakita ng mga katangian iba't ibang uri pakikipag-ugnayan.

Mga pakikipag-ugnayan ng electromagnetic . Ang mga pakikipag-ugnayang electromagnetic, kung saan napapailalim ang lahat ng sisingilin na particle at photon, ay pinag-aralan nang lubos at tuluy-tuloy. Ang carrier ng interaksyon ay ang photon. Para sa mga puwersang electromagnetic, ang pare-parehong pakikipag-ugnayan ay ayon sa bilang na katumbas ng pinong istraktura na pare-pareho α e = e 2 /ћc = 1/137.
Ang mga halimbawa ng pinakasimpleng proseso ng electromagnetic ay ang photoelectric effect, ang Compton effect, ang pagbuo ng mga pares ng electron-positron, at para sa mga sisingilin na particle - ionization scattering at bremsstrahlung. Ang teorya ng mga pakikipag-ugnayang ito - quantum electrodynamics - ay ang pinakatumpak na pisikal na teorya.

Mahinang pakikipag-ugnayan. Sa unang pagkakataon, ang mahinang pakikipag-ugnayan ay naobserbahan sa panahon ng beta decay ng atomic nuclei. At, tulad ng nangyari, ang mga pagkabulok na ito ay nauugnay sa pagbabago ng isang proton sa isang neutron sa nucleus at vice versa:
p → n + e + + ν e, n → p + e - + e. Posible rin ang mga baligtad na reaksyon: pagkuha ng isang electron e - + p → n + ν e o isang antineutrino e + p → e + + n. Ang mahinang pakikipag-ugnayan ay inilarawan ni Enrico Fermi noong 1934 sa mga tuntunin ng pakikipag-ugnayan sa pakikipag-ugnayan sa apat na fermion na tinukoy ng pare-parehong Fermi.
G F = 1.4·10 -49 erg·cm 3 .
Sa napakataas na enerhiya, sa halip na ang pakikipag-ugnayan ng Fermi, ang mahinang pakikipag-ugnayan ay inilalarawan bilang isang pakikipag-ugnayan ng palitan, kung saan ang isang quantum na pinagkalooban ng mahinang singil g w (sa pamamagitan ng pagkakatulad sa isang singil ng kuryente) ay ipinagpapalit at kumikilos sa pagitan ng mga fermion. Ang naturang quanta ay unang natuklasan noong 1983 sa SppS collider (CERN) ng isang team na pinamumunuan ni Carl Rubbia. Ang mga ito ay sinisingil na boson - W ± at isang neutral na boson - Z 0, ang kanilang mga masa ay pantay-pantay ayon sa pagkakabanggit: m W± = 80 GeV/s 2 at m Z = 90 GeV/s 2. Ang interaksyon na pare-pareho α W sa kasong ito ay ipinahayag sa pamamagitan ng Fermi constant:

Talahanayan 9. Mga pangunahing uri ng pakikipag-ugnayan at ang kanilang mga katangian

Ang tatlong mga particle na ito (pati na rin ang iba pang inilarawan sa ibaba) ay kapwa naaakit at tinataboy ayon sa kanilang singil, kung saan mayroon lamang apat na uri ayon sa bilang ng mga pangunahing puwersa ng kalikasan. Ang mga singil ay maaaring isaayos sa pagpapababa ng pagkakasunud-sunod ng mga kaukulang pwersa tulad ng sumusunod: color charge (mga puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga quark); electric charge (electric at magnetic forces); mahinang singil (mga puwersa sa ilang mga radioactive na proseso); panghuli, masa (gravitational force, o gravitational interaction). Ang salitang "kulay" dito ay walang kinalaman sa kulay ng nakikitang liwanag; ito ay isang katangian lamang ng isang malakas na singil at ang pinakamalaking pwersa.

Singil ay naligtas, ibig sabihin. ang singil na pumapasok sa system ay katumbas ng singil na umalis dito. Kung ang kabuuang singil ng kuryente ng isang tiyak na bilang ng mga particle bago ang kanilang pakikipag-ugnayan ay katumbas ng, sabihin nating, 342 na mga yunit, pagkatapos pagkatapos ng pakikipag-ugnayan, anuman ang resulta nito, ito ay magiging katumbas ng 342 na mga yunit. Nalalapat din ito sa iba pang mga singil: kulay (malakas na singil sa pakikipag-ugnayan), mahina at masa (mass). Ang mga particle ay naiiba sa kanilang mga singil: sa esensya, sila ay "ay" mga singil na ito. Ang mga singil ay parang "sertipiko" ng karapatang tumugon sa naaangkop na puwersa. Kaya, ang mga kulay na particle lamang ang apektado ng mga puwersa ng kulay, ang mga particle na may kuryente lamang ang apektado mga puwersang elektrikal atbp. Ang mga katangian ng isang particle ay tinutukoy ng pinakamalaking puwersa na kumikilos dito. Ang mga quark lamang ang mga tagadala ng lahat ng mga singil at, samakatuwid, ay napapailalim sa pagkilos ng lahat ng pwersa, kung saan ang nangingibabaw ay kulay. Ang mga electron ay may lahat ng singil maliban sa kulay, at ang nangingibabaw na puwersa para sa kanila ay ang electromagnetic force.

Ang pinaka-matatag sa kalikasan ay, bilang panuntunan, mga neutral na kumbinasyon ng mga particle kung saan ang singil ng mga particle ng isang sign ay binabayaran ng kabuuang singil ng mga particle ng iba pang sign. Ito ay tumutugma sa pinakamababang enerhiya ng buong sistema. (Sa parehong paraan, dalawang bar magnet ang inilalagay sa isang linya, na ang hilagang poste ng isa ay nakaharap sa timog na poste ng isa, na tumutugma sa pinakamababang enerhiya magnetic field.) Ang gravity ay isang pagbubukod sa panuntunang ito: walang negatibong masa. Walang mga katawan na nahuhulog pataas.

MGA URI NG BAGAY

Ang ordinaryong bagay ay nabuo mula sa mga electron at quark, na pinagsama-sama sa mga bagay na neutral sa kulay at pagkatapos ay sa electrical charge. Ang kapangyarihan ng kulay ay neutralisado, tulad ng tatalakayin nang mas detalyado sa ibaba, kapag ang mga particle ay pinagsama sa triplets. (Kaya ang terminong "kulay" mismo, kinuha mula sa optika: tatlong pangunahing kulay kapag pinaghalo ay nagiging puti.) Kaya, ang mga quark kung saan ang lakas ng kulay ang pangunahing bumubuo ng mga triplet. Ngunit quark, at sila ay nahahati sa u-quarks (mula sa English up - top) at d-quarks (mula sa Ingles pababa - ibaba), mayroon ding electric charge na katumbas ng u-quark at para sa d-quark. Dalawa u-quark at isa d-Ang mga quark ay nagbibigay ng electric charge na +1 at bumubuo ng isang proton, at isa u-quark at dalawa d-Ang mga quark ay nagbibigay ng zero electric charge at bumubuo ng isang neutron.

Ang mga matatag na proton at neutron, na naaakit sa isa't isa ng natitirang mga puwersa ng kulay ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng kanilang mga constituent quark, ay bumubuo ng isang kulay-neutral na atomic nucleus. Ngunit ang nuclei ay nagdadala ng isang positibong singil sa kuryente at, umaakit sa mga negatibong electron na umiikot sa paligid ng nucleus tulad ng mga planeta na umiikot sa Araw, ay may posibilidad na bumuo ng isang neutral na atom. Ang mga electron sa kanilang mga orbit ay inalis mula sa nucleus sa mga distansyang libu-libong beses na mas malaki kaysa sa radius ng nucleus - ebidensya na ang mga puwersang elektrikal na humahawak sa kanila ay mas mahina kaysa sa mga nuklear. Salamat sa kapangyarihan ng pakikipag-ugnayan ng kulay, 99.945% ng masa ng isang atom ay nakapaloob sa nucleus nito. Timbang u- At d-Ang mga quark ay humigit-kumulang 600 beses ang masa ng isang elektron. Samakatuwid, ang mga electron ay mas magaan at mas mobile kaysa sa nuclei. Ang kanilang paggalaw sa bagay ay sanhi ng mga electrical phenomena.

Mayroong ilang daang likas na uri ng mga atom (kabilang ang mga isotopes), na naiiba sa bilang ng mga neutron at proton sa nucleus at, nang naaayon, sa bilang ng mga electron sa kanilang mga orbit. Ang pinakasimpleng ay ang hydrogen atom, na binubuo ng isang nucleus sa anyo ng isang proton at isang solong electron na umiikot sa paligid nito. Ang lahat ng "nakikita" na bagay sa kalikasan ay binubuo ng mga atomo at bahagyang "na-disassemble" na mga atomo, na tinatawag na mga ion. Ang mga ion ay mga atomo na, na nawala (o nakakuha) ng ilang electron, ay naging mga particle na may charge. Ang bagay na binubuo ng halos kabuuan ng mga ion ay tinatawag na plasma. Ang mga bituin na nasusunog dahil sa mga thermonuclear na reaksyon na nagaganap sa mga sentro ay pangunahing binubuo ng plasma, at dahil ang mga bituin ang pinakakaraniwang anyo ng bagay sa Uniberso, masasabi nating ang buong Uniberso ay pangunahing binubuo ng plasma. Mas tiyak, ang mga bituin ay nakararami nang ganap na ionized hydrogen gas, i.e. isang halo ng mga indibidwal na proton at mga electron, at samakatuwid, halos ang buong nakikitang Uniberso ay binubuo nito.

Ito ay nakikitang bagay. Ngunit mayroon ding hindi nakikitang bagay sa Uniberso. At may mga particle na nagsisilbing force carrier. May mga antiparticle at nasasabik na estado ng ilang mga particle. Ang lahat ng ito ay humahantong sa isang malinaw na labis na kasaganaan ng mga "elementarya" na mga particle. Sa kasaganaan na ito ay mahahanap ng isang tao ang isang indikasyon ng aktwal, totoong kalikasan ng elementarya na mga particle at ang mga puwersang kumikilos sa pagitan nila. Ayon sa pinakahuling mga teorya, ang mga particle ay maaaring mahalagang pinalawak na mga geometric na bagay - "mga string" sa sampung-dimensional na espasyo.

Ang hindi nakikitang mundo.

Mayroong hindi lamang nakikitang bagay sa Uniberso (kundi mayroon ding mga black hole at "dark matter," tulad ng malamig na mga planeta na nakikita kapag naiilaw). Mayroon ding tunay na hindi nakikitang bagay na tumatagos sa ating lahat at sa buong Uniberso bawat segundo. Ito ay isang mabilis na gumagalaw na gas ng mga particle ng isang uri - mga electron neutrino.

Ang electron neutrino ay kasosyo ng isang electron, ngunit walang singil sa kuryente. Ang mga neutrino ay nagdadala lamang ng tinatawag na mahinang singil. Ang kanilang rest mass ay, sa lahat ng posibilidad, zero. Ngunit nakikipag-ugnayan sila sa gravitational field dahil mayroon silang kinetic energy E, na tumutugma sa mabisang masa m, ayon sa formula ni Einstein E = mc 2 kung saan c– bilis ng liwanag.

Ang pangunahing papel ng neutrino ay ang pag-aambag nito sa pagbabago At-quarks in d-quarks, bilang isang resulta kung saan ang isang proton ay nagiging isang neutron. Ang mga neutrino ay kumikilos bilang "karburetor na karayom" para sa mga reaksyon ng pagsasanib ng bituin, kung saan ang apat na proton (hydrogen nuclei) ay nagsasama-sama upang bumuo ng isang helium nucleus. Ngunit dahil ang helium nucleus ay hindi binubuo ng apat na proton, ngunit ng dalawang proton at dalawang neutron, para sa naturang nuclear fusion kinakailangan na dalawa At-naging dalawa ang quark d-quark. Tinutukoy ng intensity ng transformation kung gaano kabilis masusunog ang mga bituin. At ang proseso ng pagbabagong-anyo ay tinutukoy ng mahinang mga singil at mahinang puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga particle. Kung saan At-quark (electric charge +2/3, mahinang charge +1/2), nakikipag-ugnayan sa isang electron (electric charge - 1, mahinang charge -1/2), mga form d-quark (electric charge –1/3, mahinang charge –1/2) at electron neutrino (electric charge 0, mahinang charge +1/2). Ang mga singil sa kulay (o mga kulay lamang) ng dalawang quark ay nakansela sa prosesong ito nang walang neutrino. Ang papel na ginagampanan ng neutrino ay upang dalhin ang hindi nabayarang mahinang singil. Samakatuwid, ang rate ng pagbabago ay nakasalalay sa kung gaano kahina ang mga mahihinang pwersa. Kung sila ay mas mahina kaysa sa kanila, ang mga bituin ay hindi masusunog. Kung sila ay mas malakas, ang mga bituin ay matagal nang nasusunog.

Paano ang tungkol sa mga neutrino? Dahil ang mga particle na ito ay lubhang mahinang nakikipag-ugnayan sa ibang bagay, sila ay halos kaagad na umalis sa mga bituin kung saan sila ipinanganak. Ang lahat ng mga bituin ay nagniningning, naglalabas ng mga neutrino, at ang mga neutrino ay kumikinang sa ating mga katawan at sa buong Daigdig araw at gabi. Kaya't gumagala sila sa Uniberso hanggang sa makapasok sila, marahil, sa isang bagong pakikipag-ugnayan na STAR).

Mga tagapagdala ng mga pakikipag-ugnayan.

Ano ang nagiging sanhi ng mga puwersa na kumikilos sa pagitan ng mga particle sa layo? Mga sagot sa modernong pisika: dahil sa pagpapalitan ng iba pang mga particle. Isipin ang dalawang speed skater na naghahagis ng bola sa paligid. Sa pamamagitan ng pagbibigay ng momentum sa bola kapag itinapon at pagtanggap ng momentum kasama ang natanggap na bola, parehong nakatanggap ng pagtulak sa direksyon na malayo sa isa't isa. Ito ay maaaring ipaliwanag ang paglitaw ng mga salungat na pwersa. Ngunit sa quantum mechanics, na isinasaalang-alang ang mga phenomena sa microworld, pinapayagan ang hindi pangkaraniwang pag-uunat at delokalisasi ng mga kaganapan, na humahantong sa tila imposible: ang isa sa mga skater ay itinapon ang bola sa direksyon. mula sa iba, ngunit ang isa gayunpaman Siguro saluhin ang bolang ito. Hindi mahirap isipin na kung ito ay posible (at sa mundo ng elementarya na mga particle posible), ang atraksyon ay lilitaw sa pagitan ng mga skater.

Ang mga particle, dahil sa pagpapalitan kung saan ang mga puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng apat na "mga partikulo ng bagay" na tinalakay sa itaas, ay tinatawag na mga partikulo ng gauge. Ang bawat isa sa apat na pakikipag-ugnayan - malakas, electromagnetic, mahina at gravitational - ay may sariling hanay ng mga particle ng gauge. Ang mga particle ng carrier ng malakas na pakikipag-ugnayan ay mga gluon (mayroon lamang walo sa kanila). Ang isang photon ay isang carrier ng electromagnetic interaction (mayroong isa lamang, at nakikita namin ang mga photon bilang liwanag). Ang mga partikulo ng carrier ng mahinang pakikipag-ugnayan ay mga intermediate vector boson (natuklasan sila noong 1983 at 1984 W + -, W- - mga boson at neutral Z-boson). Ang carrier particle ng gravitational interaction ay ang hypothetical graviton pa rin (dapat isa lang). Ang lahat ng mga particle na ito, maliban sa photon at graviton, na maaaring maglakbay nang walang katapusan na malalayong distansya, ay umiiral lamang sa proseso ng pagpapalitan sa pagitan ng mga materyal na particle. Pinupuno ng mga photon ang Uniberso ng liwanag, at pinupuno ng mga graviton ang Uniberso ng mga gravitational wave (hindi pa mapagkakatiwalaang natukoy).

Ang isang particle na may kakayahang maglabas ng mga particle ng gauge ay sinasabing napapalibutan ng kaukulang larangan ng pwersa. Kaya, ang mga electron na may kakayahang maglabas ng mga photon ay napapalibutan ng mga electric at magnetic field, pati na rin ang mahina at gravitational field. Ang mga quark ay napapalibutan din ng lahat ng mga patlang na ito, ngunit din ng malakas na larangan ng pakikipag-ugnayan. Ang mga particle na may kulay na singil sa larangan ng mga puwersa ng kulay ay apektado ng puwersa ng kulay. Ang parehong naaangkop sa iba pang mga puwersa ng kalikasan. Samakatuwid, masasabi natin na ang mundo ay binubuo ng matter (materyal particles) at field (gauge particles). Higit pa tungkol dito sa ibaba.

Antimatter.

Ang bawat butil ay may isang antiparticle, kung saan ang butil ay maaaring magkahiwalay, i.e. "lipol", na nagreresulta sa pagpapalabas ng enerhiya. Gayunpaman, ang "dalisay" na enerhiya ay hindi umiiral; Bilang resulta ng paglipol, lumilitaw ang mga bagong particle (halimbawa, mga photon) na nagdadala ng enerhiya na ito.

Sa karamihan ng mga kaso, ang isang antiparticle ay may mga katangian na kabaligtaran sa kaukulang particle: kung ang isang particle ay gumagalaw sa kaliwa sa ilalim ng impluwensya ng malakas, mahina o electromagnetic na mga patlang, kung gayon ang antiparticle nito ay lilipat sa kanan. Sa madaling salita, ang antiparticle ay may kabaligtaran na mga palatandaan ng lahat ng singil (maliban sa mass charge). Kung ang isang particle ay composite, tulad ng isang neutron, kung gayon ang antiparticle nito ay binubuo ng mga sangkap na may kabaligtaran na mga palatandaan ng mga singil. Kaya, ang isang antielectron ay may electric charge na +1, isang mahinang charge ng +1/2 at tinatawag na positron. Ang antineutron ay binubuo ng At-mga antiquark na may electric charge –2/3 at d-mga antiquark na may electric charge +1/3. Ang mga tunay na neutral na particle ay ang kanilang sariling mga antiparticle: ang antiparticle ng isang photon ay isang photon.

Ayon sa mga modernong teoretikal na konsepto, ang bawat particle na umiiral sa kalikasan ay dapat magkaroon ng sarili nitong antiparticle. At maraming antiparticle, kabilang ang mga positron at antineutron, ay talagang nakuha sa laboratoryo. Ang mga kahihinatnan nito ay lubhang mahalaga at pinagbabatayan ang lahat ng pang-eksperimentong pisika ng particle. Ayon sa teorya ng relativity, ang masa at enerhiya ay katumbas, at sa ilalim ng ilang mga kondisyon ang enerhiya ay maaaring ma-convert sa masa. Dahil ang singil ay natipid, at ang singil ng vacuum (bakanteng espasyo) ay zero, anumang pares ng mga particle at antiparticle (na may zero netong singil) ay maaaring lumabas mula sa vacuum, tulad ng mga kuneho mula sa sumbrero ng salamangkero, hangga't may sapat na enerhiya upang lumikha ng kanilang masa.

Mga henerasyon ng mga particle.

Ipinakita ng mga eksperimento sa accelerator na ang quartet ng mga particle ng materyal ay nauulit nang hindi bababa sa dalawang beses sa mas mataas na mga halaga ng masa. Sa ikalawang henerasyon, ang lugar ng electron ay kinuha ng muon (na may mass na humigit-kumulang 200 beses na mas malaki kaysa sa masa ng electron, ngunit may parehong mga halaga ng lahat ng iba pang mga singil), ang lugar ng electron neutrino ay kinuha ng muon (na kasama ng muon sa mahinang pakikipag-ugnayan sa parehong paraan tulad ng electron ay sinamahan ng electron neutrino), lugar At-sinasakop ng quark Sa-quark ( ginayuma), A d-quark - s-quark ( kakaiba). Sa ikatlong henerasyon, ang quartet ay binubuo ng tau lepton, tau neutrino, t-quark at b-quark.

Timbang t-Ang isang quark ay humigit-kumulang 500 beses ang mass ng pinakamagaan - d-quark. Ito ay eksperimento na itinatag na mayroon lamang tatlong uri ng mga light neutrino. Kaya, ang ika-apat na henerasyon ng mga particle ay alinman sa hindi umiiral, o ang kaukulang neutrino ay napakabigat. Ito ay pare-pareho sa cosmological data, ayon sa kung saan hindi hihigit sa apat na uri ng light neutrino ang maaaring umiral.

Sa mga eksperimento na may mga particle na may mataas na enerhiya, ang electron, muon, tau lepton at mga kaukulang neutrino ay kumikilos bilang mga nakahiwalay na particle. Hindi sila nagdadala ng kulay na singil at pumapasok lamang sa mahina at electromagnetic na pakikipag-ugnayan. Sama-sama silang tinatawag lepton.

Talahanayan 2. MGA HENERASYON NG MGA PANGUNAHING PARTIKULO
Particle	Rest mass, MeV/ Sa 2	Pagsingil ng kuryente	Pagsingil ng kulay	Mahina ang singil
PANGALAWANG HENERASYON
Sa-quark	1500	+2/3	Pula, berde o asul	+1/2
s-quark	500	–1/3	Pareho	–1/2
Muon neutrino		0	0	+1/2
Muon	106	0	0	–1/2
IKATLONG HENERASYON
t-quark	30000–174000	+2/3	Pula, berde o asul	+1/2
b-quark	4700	–1/3	Pareho	–1/2
Tau neutrino		0	0	+1/2
Tau	1777	–1	0	–1/2

Ang mga quark, sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersa ng kulay, ay nagsasama-sama sa malakas na pakikipag-ugnayan ng mga particle na nangingibabaw sa karamihan sa mga eksperimento sa pisika na may mataas na enerhiya. Ang ganitong mga particle ay tinatawag hadrons. Kasama nila ang dalawang subclass: mga baryon(tulad ng isang proton at isang neutron), na binubuo ng tatlong quark, at mesons, na binubuo ng isang quark at isang antiquark. Noong 1947, ang unang meson, na tinatawag na pion (o pi-meson), ay natuklasan sa mga cosmic ray, at sa loob ng ilang panahon ay pinaniniwalaan na ang pagpapalitan ng mga particle na ito - pangunahing dahilan pwersang nukleyar. Omega-minus hadrons, natuklasan noong 1964 sa Brookhaven National Laboratory (USA), at ang particle ng JPS ( J/y-meson), na natuklasan nang sabay-sabay sa Brookhaven at sa Stanford Linear Accelerator Center (sa USA rin) noong 1974. Ang pagkakaroon ng omega minus particle ay hinulaan ni M. Gell-Mann sa kanyang tinatawag na “ S.U. 3 theory" (isa pang pangalan ay ang "walong-tiklop na landas"), kung saan ang posibilidad ng pagkakaroon ng mga quark ay unang iminungkahi (at ang pangalang ito ay ibinigay sa kanila). Pagkaraan ng isang dekada, ang pagtuklas ng butil J/y nakumpirma ang pagkakaroon Sa-quark at sa wakas ay pinaniwalaan ang lahat sa parehong modelo ng quark at ang teorya na pinag-isa ang electromagnetic at mahinang pwersa ( tingnan sa ibaba).

Ang mga particle ng ikalawa at ikatlong henerasyon ay hindi gaanong tunay kaysa sa una. Totoo, na bumangon, sa mga milyon o bilyon ng isang segundo ay nabubulok sila sa mga ordinaryong particle ng unang henerasyon: electron, electron neutrino, at gayundin At- At d-quark. Ang tanong kung bakit may ilang henerasyon ng mga particle sa kalikasan ay nananatiling isang misteryo.

Ang iba't ibang henerasyon ng mga quark at lepton ay madalas na binabanggit (na, siyempre, ay medyo sira-sira) bilang iba't ibang "lasa" ng mga particle. Ang pangangailangang ipaliwanag ang mga ito ay tinatawag na "lasa" na problema.

MGA BOSON AT FERMION, LARANGAN AT BAGAY

Ang isa sa mga pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga particle ay ang pagkakaiba sa pagitan ng boson at fermion. Ang lahat ng mga particle ay nahahati sa dalawang pangunahing klase. Ang magkaparehong boson ay maaaring mag-overlap o mag-overlap, ngunit ang magkatulad na mga fermion ay hindi. Nagaganap ang superposisyon (o hindi nagaganap) sa mga discrete energy states kung saan hinahati ng quantum mechanics ang kalikasan. Ang mga estadong ito ay parang magkahiwalay na mga selula kung saan maaaring ilagay ang mga particle. Kaya, maaari kang maglagay ng maraming magkaparehong boson hangga't gusto mo sa isang cell, ngunit isang fermion lamang.

Bilang halimbawa, isaalang-alang ang gayong mga selula, o “mga estado,” para sa isang elektron na umiikot sa nucleus ng isang atom. Hindi tulad ng mga planeta ng Solar System, ayon sa mga batas ng quantum mechanics, ang isang electron ay hindi makakaikot sa anumang elliptical orbit; para dito mayroon lamang isang discrete series ng pinapayagang "states of motion." Ang mga hanay ng naturang mga estado, na pinagsama-sama ayon sa distansya mula sa elektron hanggang sa nucleus, ay tinatawag mga orbital. Sa unang orbital mayroong dalawang estado na may magkakaibang angular na momentum at, samakatuwid, dalawang pinapayagang mga cell, at sa mas mataas na mga orbital ay may walo o higit pang mga cell.

Dahil ang electron ay isang fermion, ang bawat cell ay maaari lamang maglaman ng isang electron. Napakahalaga ng mga kahihinatnan na sumusunod mula dito - lahat ng kimika, dahil ang mga kemikal na katangian ng mga sangkap ay tinutukoy ng mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng kaukulang mga atomo. Kung dumaan ka sa pana-panahong sistema ng mga elemento mula sa isang atom patungo sa isa pa sa pagkakasunud-sunod ng pagtaas ng isa sa bilang ng mga proton sa nucleus (ang bilang ng mga electron ay tataas din nang naaayon), kung gayon ang unang dalawang electron ay sasakupin ang unang orbital, ang susunod na walo ay matatagpuan sa pangalawa, atbp. Ang pare-parehong pagbabagong ito sa elektronikong istruktura ng mga atomo mula sa elemento hanggang sa elemento ay tumutukoy sa mga pattern sa kanilang mga katangian ng kemikal ah.

Kung ang mga electron ay boson, kung gayon ang lahat ng mga electron sa isang atom ay maaaring sakupin ang parehong orbital, na tumutugma sa pinakamababang enerhiya. Sa kasong ito, ang mga katangian ng lahat ng bagay sa Uniberso ay magiging ganap na naiiba, at ang Uniberso sa anyo kung saan alam natin na ito ay imposible.

Ang lahat ng lepton - electron, muon, tau lepton at ang kanilang mga katumbas na neutrino - ay mga fermion. Ganoon din ang masasabi tungkol sa mga quark. Kaya, ang lahat ng mga particle na bumubuo ng "matter", ang pangunahing tagapuno ng Uniberso, pati na rin ang mga hindi nakikitang neutrino, ay mga fermion. Ito ay medyo makabuluhan: hindi maaaring pagsamahin ang mga fermion, kaya ang parehong naaangkop sa mga bagay sa materyal na mundo.

Kasabay nito, ang lahat ng "mga particle ng gauge" na ipinagpapalit sa pagitan ng mga nakikipag-ugnayan na mga particle ng materyal at na lumikha ng isang larangan ng pwersa ( tingnan sa itaas), ay mga boson, na napakahalaga rin. Kaya, halimbawa, maraming mga photon ang maaaring nasa parehong estado, na bumubuo ng isang magnetic field sa paligid ng isang magnet o isang electric field sa paligid ng isang electric charge. Dahil dito, posible rin ang laser.

Iikot.

Ang pagkakaiba sa pagitan ng boson at fermion ay nauugnay sa isa pang katangian ng elementarya na mga particle - paikutin. Nakapagtataka, ang lahat ng mga pangunahing particle ay may sariling angular momentum o, sa madaling salita, umiikot sa kanilang sariling axis. Momentum - katangian paikot na paggalaw, pati na rin ang kabuuang impulse – translational. Sa anumang pakikipag-ugnayan, ang angular na momentum at momentum ay pinananatili.

Sa microcosm, ang angular momentum ay quantize, i.e. tumatagal ng mga discrete value. Sa angkop na mga yunit ng pagsukat, ang mga lepton at quark ay may spin na 1/2, at ang gauge particle ay may spin na 1 (maliban sa graviton, na hindi pa naoobserbahan sa eksperimentong paraan, ngunit sa teorya ay dapat may spin na 2). Dahil ang mga lepton at quark ay mga fermion, at ang mga partikulo ng gauge ay mga boson, maaari nating ipagpalagay na ang "fermionicity" ay nauugnay sa spin 1/2, at ang "bosonicity" ay nauugnay sa spin 1 (o 2). Sa katunayan, ang parehong eksperimento at teorya ay nagpapatunay na kung ang isang particle ay may half-integer spin, kung gayon ito ay isang fermion, at kung mayroon itong integer spin, kung gayon ito ay isang boson.

MGA TEORYA AT GEOMETRY NG GAUGE

Sa lahat ng mga kaso, ang mga puwersa ay lumitaw dahil sa pagpapalitan ng mga boson sa pagitan ng mga fermion. Kaya, ang puwersa ng kulay ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng dalawang quark (quark - fermion) ay lumitaw dahil sa pagpapalitan ng mga gluon. Ang isang katulad na palitan ay patuloy na nangyayari sa mga proton, neutron at atomic nuclei. Katulad nito, ang mga photon na ipinagpapalit sa pagitan ng mga electron at quark ay lumilikha ng mga elektrikal na kaakit-akit na pwersa na humahawak ng mga electron sa atom, at ang mga intermediate vector boson na ipinagpapalit sa pagitan ng mga lepton at quark ay lumilikha ng mga mahihinang pwersa na responsable sa pag-convert ng mga proton sa mga neutron sa mga thermonuclear na reaksyon sa mga bituin.

Ang teorya sa likod ng palitan na ito ay elegante, simple, at malamang na tama. Ito ay tinatawag na gauge theory. Ngunit sa kasalukuyan ay mayroon lamang independiyenteng mga teorya ng gauge ng malakas, mahina at electromagnetic na pakikipag-ugnayan at isang katulad, bagama't medyo naiiba, gauge theory of gravity. Ang isa sa pinakamahalagang pisikal na problema ay ang pagbabawas ng mga indibidwal na teoryang ito sa isang solong at kasabay na simpleng teorya, kung saan lahat sila ay magiging iba't ibang aspeto ng isang realidad - tulad ng mga mukha ng isang kristal.

Talahanayan 3. ILANG HADRONS

Talahanayan 3. ILANG HADRONS
Particle	Simbolo	Komposisyon ng quark *	Rest mass, MeV/ Sa 2	Pagsingil ng kuryente
MGA BARION
Proton	p	uud	938	+1
Neutron	n	udd	940	0
Omega minus	W –	sss	1672	–1
MGA MESON
Pi-plus	p +	u	140	+1
Pi minus	p –	du	140	–1
Fi	f	sє	1020	0
JP	J/y	cў	3100	0
Upsilon	Ў	b	9460	0
* Komposisyon ng quark: u– itaas; d– mas mababa; s- kakaiba; c– enchanted; b- Maganda. Ang mga antigo ay ipinahiwatig ng isang linya sa itaas ng titik.

Ang pinakasimple at pinakaluma sa mga teorya ng gauge ay ang gauge theory ng electromagnetic interaction. Sa loob nito, ang singil ng isang elektron ay inihambing (naka-calibrate) sa singil ng isa pang elektron na malayo dito. Paano mo maihahambing ang mga singil? Maaari mong, halimbawa, dalhin ang pangalawang elektron na mas malapit sa una at ihambing ang kanilang mga puwersa ng pakikipag-ugnayan. Ngunit hindi ba nagbabago ang singil ng isang elektron kapag lumipat ito sa ibang punto sa kalawakan? Ang tanging paraan upang suriin ay magpadala ng isang senyas mula sa isang malapit na elektron patungo sa isang malayo at tingnan kung paano ito tumutugon. Ang signal ay isang gauge particle - isang photon. Upang masubukan ang singil sa malalayong mga particle, kinakailangan ang isang photon.

Sa matematika, ang teoryang ito ay lubos na tumpak at maganda. Mula sa "prinsipyo ng gauge" na inilarawan sa itaas ay dumadaloy ang lahat ng quantum electrodynamics (quantum theory of electromagnetism), pati na rin ang teorya ni Maxwell ng electromagnetic field - isa sa mga pinakadakilang nakamit na pang-agham noong ika-19 na siglo.

Bakit mabunga ang gayong simpleng prinsipyo? Tila, ito ay nagpapahayag ng isang tiyak na ugnayan sa pagitan ng iba't ibang bahagi ng Uniberso, na nagpapahintulot sa mga sukat na gawin sa Uniberso. Sa mga termino sa matematika, ang patlang ay binibigyang kahulugan sa geometriko bilang ang kurbada ng ilang naiisip na "panloob" na espasyo. Ang pagsukat ng singil ay pagsukat sa kabuuang "internal curvature" sa paligid ng particle. Ang mga teorya ng gauge ng malakas at mahina na pakikipag-ugnayan ay naiiba sa electromagnetic gauge theory lamang sa panloob na geometric na "istraktura" ng kaukulang singil. Ang tanong kung saan eksakto ang panloob na espasyong ito ay hinahangad na masagot ng multidimensional na pinag-isang mga teorya sa larangan, na hindi tinalakay dito.

Talahanayan 4. MGA PUNDAMENTAL NA INTERAKSYON
Pakikipag-ugnayan	Relatibong intensity sa layo na 10-13 cm	Radius ng pagkilos	carrier ng pakikipag-ugnayan	Mass ng pahinga ng carrier, MeV/ Sa 2	Paikutin ang carrier
Malakas	1		Gluon	0	1
Electro- magnetic	0,01	Ґ	Photon	0	1
Mahina	10 –13		W +	80400	1
			W –	80400	1
			Z 0	91190	1
Gravita- nasyonal	10 –38	Ґ	Graviton	0	2

Hindi pa kumpleto ang particle physics. Malayo pa rin sa malinaw kung sapat ang magagamit na data upang lubos na maunawaan ang likas na katangian ng mga particle at pwersa, gayundin ang tunay na kalikasan at sukat ng espasyo at oras. Kailangan ba natin ng mga eksperimento na may mga enerhiya na 10 15 GeV para dito, o magiging sapat ba ang pagsisikap ng pag-iisip? Wala pang sagot. Ngunit maaari nating sabihin nang may kumpiyansa na ang huling larawan ay magiging simple, elegante at maganda. Posible na hindi magkakaroon ng napakaraming pangunahing ideya: ang prinsipyo ng gauge, mga espasyo ng mas matataas na sukat, pagbagsak at pagpapalawak, at, higit sa lahat, geometry.

SA PAG-UNAWA SA KILOS NG MATTER, KAKAYAHAN NITO SA PAG-UNLAD NG SARILI, AT DIN ANG KONEKSIYON AT INTERAKSIYON NG MGA MATERYAL NA BAGAY SA MODERN NATURAL SCIENCE.

Tsyupka V.P.

Autonomous ng Federal State institusyong pang-edukasyon mas mataas bokasyonal na edukasyon"Belgorod State National Research University" (NRU "BelSU")

1. Paggalaw ng bagay

"Ang isang mahalagang pag-aari ng bagay ay paggalaw" 1, na isang anyo ng pag-iral ng bagay at nagpapakita ng sarili sa alinman sa mga pagbabago nito. Mula sa hindi malikhain at hindi masisira ng bagay at ang mga katangian nito, kabilang ang paggalaw, sumusunod na ang paggalaw ng bagay ay umiiral magpakailanman at walang katapusan na magkakaibang sa anyo ng mga pagpapakita nito.

Ang pagkakaroon ng anumang materyal na bagay ay ipinahayag sa paggalaw nito, iyon ay, sa anumang pagbabago na nangyayari kasama nito. Sa panahon ng pagbabago, ang ilang mga katangian ng materyal na bagay ay palaging nagbabago. Dahil ang kabuuan ng lahat ng mga katangian ng isang materyal na bagay, na nagpapakilala sa katiyakan, sariling katangian, at kakaiba sa isang partikular na sandali sa oras, ay tumutugma sa estado nito, lumalabas na ang paggalaw ng isang materyal na bagay ay sinamahan ng pagbabago sa mga estado nito. . Ang pagbabago sa mga ari-arian ay maaaring umabot nang hanggang sa ang isang materyal na bagay ay maaaring maging isa pang materyal na bagay. "Ngunit ang isang materyal na bagay ay hindi kailanman maaaring maging isang ari-arian" (halimbawa, masa, enerhiya), at "isang ari-arian sa isang materyal na bagay" 2, dahil ang gumagalaw na bagay lamang ang maaaring maging isang nagbabagong sangkap. Sa natural na agham, ang paggalaw ng bagay ay tinatawag ding natural phenomenon ( likas na kababalaghan).

Nabatid na “kung walang kilusan ay walang bagay,” 3 kung paanong walang bagay ay walang kilusan.

Ang paggalaw ng bagay ay maaaring ipahayag sa dami. Ang unibersal na quantitative measure ng paggalaw ng bagay, pati na rin ang anumang materyal na bagay, ay enerhiya, na nagpapahayag ng intrinsic na aktibidad ng bagay at anumang materyal na bagay. Samakatuwid, ang enerhiya ay isa sa mga katangian ng gumagalaw na bagay, at ang enerhiya ay hindi maaaring nasa labas ng bagay, na hiwalay dito. Ang enerhiya ay may katumbas na kaugnayan sa masa. Dahil dito, ang masa ay maaaring makilala hindi lamang ang dami ng isang sangkap, kundi pati na rin ang antas ng aktibidad nito. Mula sa katotohanan na ang paggalaw ng bagay ay umiiral nang walang hanggan at walang katapusan na magkakaibang sa anyo ng mga pagpapakita nito, ito ay hindi maiiwasang sumusunod sa enerhiya, na nagpapakilala sa paggalaw ng bagay sa dami, ay umiiral din nang walang hanggan (hindi nilikha at hindi nasisira) at walang katapusan na magkakaibang sa anyo. ng mga pagpapakita nito. "Kaya, ang enerhiya ay hindi kailanman nawawala o lilitaw muli, ito ay nagbabago lamang mula sa isang uri patungo sa isa pa" 1 alinsunod sa pagbabago sa mga uri ng paggalaw.

Naobserbahan iba't ibang uri(mga anyo) ng paggalaw ng bagay. Maaari silang uriin na isinasaalang-alang ang mga pagbabago sa mga katangian ng mga materyal na bagay at ang mga katangian ng kanilang mga epekto sa bawat isa.

Ang paggalaw ng pisikal na vacuum (libreng pangunahing mga patlang sa normal na estado) ay bumabagsak sa katotohanan na ito ay patuloy na lumilihis nang bahagya sa iba't ibang direksyon mula sa ekwilibriyo nito, na parang "nanginginig". Bilang resulta ng naturang kusang paggulo ng mababang enerhiya (mga deviations, disturbances, fluctuations) nabuo ang mga virtual na particle, na agad na natutunaw sa pisikal na vacuum. Ito ang pinakamababang (basic) na estado ng enerhiya ng isang gumagalaw na pisikal na vacuum, ang enerhiya nito ay malapit sa zero. Ngunit ang isang pisikal na vacuum ay maaaring, sa ilang panahon sa ilang lugar, magbago sa isang nasasabik na estado, na nailalarawan sa pamamagitan ng isang tiyak na labis na enerhiya. Sa ganoong kapansin-pansing, mataas na enerhiya na pagganyak (mga paglihis, kaguluhan, pagbabagu-bago) ng pisikal na vacuum, ang mga virtual na particle ay maaaring kumpletuhin ang kanilang hitsura at pagkatapos ay ang mga tunay na pangunahing mga particle ng iba't ibang uri ay lumalabas sa pisikal na vacuum, at, bilang panuntunan, sa mga pares ( pagkakaroon ng electric charge sa anyo ng isang particle at isang antiparticle na may electric charge ng magkasalungat na mga palatandaan, halimbawa, sa anyo ng isang electron-positron pares).

Ang mga solong quantum excitations ng iba't ibang libreng pangunahing mga patlang ay mga pangunahing particle.

Ang mga pangunahing field ng Fermion (spinor) ay maaaring makabuo ng 24 na fermion (6 na quark at 6 na antiquark, gayundin ng 6 na lepton at 6 na antilepton), na nahahati sa tatlong henerasyon (mga pamilya). Sa unang henerasyon, ang mga pataas at pababang quark (at mga antiquark), gayundin ang mga lepton, isang electron at isang electron neutrino (at isang positron na may electron antineutrino), ay bumubuo ng ordinaryong bagay (at ang bihirang natuklasang antimatter). Sa ikalawang henerasyon, ang alindog at kakaibang quark (at antiquark), gayundin ang mga lepton, muon at muon neutrino (at antimuon na may muon antineutrino), na may mas malaking masa (mas malaking gravitational charge) ay naroroon. Sa ikatlong henerasyon ay may mga totoo at kaakit-akit na quark (at antiquark), pati na rin ang mga lepton taon at taon neutrino (at antitaon na may taon antineutrino). Ang mga fermion ng ikalawa at ikatlong henerasyon ay hindi nakikilahok sa pagbuo ng ordinaryong bagay, ay hindi matatag at nabubulok sa pagbuo ng mga fermion ng unang henerasyon.

Ang mga pangunahing field ng Bosonic (gauge) ay maaaring makabuo ng 18 uri ng boson: gravitational field - gravitons, electromagnetic field - photon, mahina na interaksyon field - 3 uri ng "vion" 1, gluon field - 8 uri ng gluon, Higgs field - 5 uri ng Higgs boson.

Ang pisikal na vacuum sa isang sapat na mataas na enerhiya (nasasabik) na estado ay may kakayahang makabuo ng maraming pangunahing mga particle na may makabuluhang enerhiya, sa anyo ng isang mini-universe.

Para sa sangkap ng microworld, ang paggalaw ay binabawasan sa:

sa pagkalat, banggaan at pagbabago ng elementarya na mga particle sa isa't isa;

ang pagbuo ng atomic nuclei mula sa mga proton at neutron, ang kanilang paggalaw, pagbangga at pagbabago;

ang pagbuo ng mga atomo mula sa atomic nuclei at mga electron, ang kanilang paggalaw, banggaan at pagbabago, kabilang ang paglukso ng mga electron mula sa isang atomic orbital patungo sa isa pa at ang kanilang paghihiwalay mula sa mga atomo, ang pagdaragdag ng mga karagdagang electron;

ang pagbuo ng mga molekula mula sa mga atomo, ang kanilang paggalaw, pagbangga at pagbabago, kabilang ang pagdaragdag ng mga bagong atomo, ang paglabas ng mga atomo, ang pagpapalit ng ilang mga atomo sa iba, at ang pagbabago sa pagkakasunud-sunod ng mga atomo na may kaugnayan sa bawat isa sa isang molekula.

Para sa sangkap ng macroworld at megaworld, ang paggalaw ay bumababa sa displacement, collision, deformation, destruction, unification ng iba't ibang katawan, pati na rin sa kanilang pinaka-iba't ibang pagbabago.

Kung ang paggalaw ng isang materyal na bagay (quantized field o materyal na bagay) ay sinamahan ng isang pagbabago lamang sa mga pisikal na katangian nito, halimbawa, frequency o wavelength para sa quantized field, madalian na bilis, temperatura, electric charge para sa isang materyal na bagay, kung gayon ang ang paggalaw ay inuri bilang isang pisikal na anyo. Kung ang paggalaw ng isang materyal na bagay ay sinamahan ng pagbabago sa mga katangian ng kemikal nito, halimbawa, solubility, flammability, acidity, kung gayon ang naturang paggalaw ay inuri bilang isang kemikal na anyo. Kung ang kilusan ay may kinalaman sa mga pagbabago sa mga bagay ng megaworld (kosmikong bagay), kung gayon ang naturang paggalaw ay inuri bilang isang astronomikal na anyo. Kung ang kilusan ay may kinalaman sa mga pagbabago sa mga bagay ng malalim na mga shell ng lupa (sa loob ng lupa), kung gayon ang naturang paggalaw ay inuri bilang isang geological na anyo. Kung ang kilusan ay may kinalaman sa mga pagbabago sa mga bagay ng heograpikal na kabibi, na pinag-iisa ang lahat ng mga balat sa ibabaw ng daigdig, kung gayon ang naturang paggalaw ay inuri bilang isang heograpikal na anyo. Ang paggalaw ng mga buhay na katawan at ang kanilang mga sistema sa anyo ng kanilang iba't ibang mga pagpapakita ng buhay ay inuri bilang biological form. Ang paggalaw ng mga materyal na bagay, na sinamahan ng isang pagbabago sa mga makabuluhang katangian sa lipunan na may sapilitan na pakikilahok ng mga tao, halimbawa, ang pagmimina ng iron ore at ang paggawa ng bakal at bakal, ang paglilinang ng mga sugar beet at ang paggawa ng asukal, ay inuri. bilang isang paraan ng paggalaw na tinutukoy ng lipunan.

Ang paggalaw ng anumang materyal na bagay ay hindi palaging maiuugnay sa anumang anyo. Ito ay kumplikado at magkakaibang. Kahit na ang pisikal na paggalaw na likas sa mga materyal na bagay mula sa quantized field hanggang sa katawan ay maaaring magsama ng ilang mga anyo. Halimbawa, ang isang nababanat na banggaan (pagbangga) ng dalawang solidong katawan sa anyo ng mga bola ng bilyar ay kinabibilangan ng pagbabago sa posisyon ng mga bola sa paglipas ng panahon na may kaugnayan sa isa't isa at sa talahanayan, at ang pag-ikot ng mga bola, at ang alitan ng mga bola sa ibabaw ng mesa at hangin, at ang paggalaw ng mga particle ng bawat bola, at halos nababaligtad na pagbabago sa hugis ng mga bola sa panahon ng isang nababanat na banggaan, at ang pagpapalitan ng kinetic energy na may bahagyang conversion nito sa panloob na enerhiya ng ang mga bola sa panahon ng isang nababanat na banggaan, at ang paglipat ng init sa pagitan ng mga bola, hangin at ibabaw ng mesa, at ang posibleng radioactive decay ng nuclei ng hindi matatag na isotopes na nakapaloob sa mga bola, at ang pagtagos ng mga neutrino cosmic ray sa pamamagitan ng mga bola, at iba pa. Sa pag-unlad ng bagay at paglitaw ng kemikal, astronomikal, heolohikal, heograpikal, biyolohikal at tinutukoy ng lipunan na materyal na mga bagay, ang mga anyo ng paggalaw ay nagiging mas kumplikado at mas magkakaibang. Kaya, sa kilusang kemikal ay makikita ng isa ang parehong pisikal na anyo ng paggalaw at may husay na bago, hindi mababawasan sa pisikal, kemikal na mga anyo. Sa paggalaw ng astronomical, geological, geographical, biological at socially determined objects, makikita ang parehong pisikal at kemikal na mga anyo ng paggalaw, gayundin ang qualitatively bago, hindi mababawasan sa pisikal at kemikal, ayon sa pagkakabanggit astronomical, geological, geographical, biological o socially. natukoy na mga anyo ng paggalaw. Kasabay nito, ang mga mas mababang anyo ng paggalaw ng bagay ay hindi naiiba sa mga materyal na bagay na may iba't ibang antas ng pagiging kumplikado. Halimbawa, ang pisikal na paggalaw ng elementarya na mga particle, atomic nuclei at atoms ay hindi naiiba sa astronomical, geological, geographical, biological o socially determined material objects.

Sa pag-aaral ng mga kumplikadong anyo ng paggalaw, dalawang sukdulan ang dapat iwasan. Una, ang pag-aaral ng isang kumplikadong anyo ng paggalaw ay hindi maaaring bawasan sa mga simpleng anyo kilusan, ang isang kumplikadong anyo ng paggalaw ay hindi maaaring makuha mula sa mga simple. Halimbawa, ang biological na paggalaw ay hindi maaaring makuha lamang mula sa pisikal at kemikal na mga anyo ng paggalaw, habang binabalewala ang mga biyolohikal na anyo ng paggalaw mismo. At pangalawa, hindi mo maaaring limitahan ang iyong sarili sa pag-aaral lamang ng mga kumplikadong anyo ng paggalaw, na hindi pinapansin ang mga simple. Halimbawa, ang pag-aaral ng biological na paggalaw ay mahusay na umaakma sa pag-aaral ng pisikal at kemikal na mga anyo ng paggalaw na lumilitaw sa kasong ito.

2. Ang kakayahan ng bagay na paunlarin ang sarili nito

Tulad ng nalalaman, ang pag-unlad ng sarili ng bagay, at ang bagay ay may kakayahang pag-unlad ng sarili, ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang kusang-loob, nakadirekta at hindi maibabalik na hakbang-hakbang na komplikasyon ng mga anyo ng gumagalaw na bagay.

Ang kusang pag-unlad sa sarili ng bagay ay nangangahulugan na ang proseso ng unti-unting komplikasyon ng mga anyo ng gumagalaw na bagay ay nangyayari sa sarili nitong, natural, nang walang paglahok ng anumang hindi natural o supernatural na puwersa, ang Lumikha, dahil sa panloob, natural na mga kadahilanan.

Ang direksyon ng pag-unlad sa sarili ng bagay ay nangangahulugang isang uri ng canalization ng proseso ng unti-unting komplikasyon ng mga anyo ng gumagalaw na bagay mula sa isang anyo na umiral nang mas maaga sa isa pang anyo na lumitaw sa ibang pagkakataon: para sa anumang bagong anyo ng gumagalaw na bagay, mahahanap ng isang tao ang nauna. anyo ng gumagalaw na bagay na nagbigay nito ng pinagmulan, at kabaliktaran, para sa anumang naunang anyo ng gumagalaw na bagay, ang isa ay makakahanap ng bagong anyo ng gumagalaw na bagay na nagmula rito. Bukod dito, ang dating anyo ng gumagalaw na bagay ay laging umiral bago ang bagong anyo ng gumagalaw na bagay na bumangon mula rito, ang dating anyo ay laging mas matanda kaysa sa bagong anyo na bumangon mula rito. Salamat sa canalization ng self-development ng gumagalaw na bagay, ang kakaibang serye ng unti-unting komplikasyon ng mga anyo nito ay lumitaw, na nagpapakita kung saan direksyon, pati na rin kung saan ang intermediate (transitional) form na ito napunta. Makasaysayang pag-unlad ilang anyo ng gumagalaw na bagay.

Ang irreversibility ng self-development ng matter ay nangangahulugan na ang proseso ng unti-unting komplikasyon ng mga anyo ng gumagalaw na bagay ay hindi maaaring pumunta sa tapat na direksyon, pabalik: ang isang bagong anyo ng gumagalaw na bagay ay hindi maaaring magbunga ng isang dating anyo ng gumagalaw na bagay kung saan ito. lumitaw, ngunit maaari itong maging isang dating anyo para sa mga bagong anyo. At kung biglang lumitaw ang anumang bagong anyo ng gumagalaw na bagay na halos kapareho sa isa sa mga anyo na nauna rito, hindi ito nangangahulugan na ang gumagalaw na bagay ay nagsimulang bumuo sa sarili sa kabilang direksyon: ang dating anyo ng gumagalaw na bagay ay lumitaw nang mas maaga. , at ang bagong anyo ng gumagalaw na bagay, kahit na at halos kapareho nito, ay lumitaw nang maglaon at, bagaman magkatulad, ngunit sa panimula ay naiibang anyo ng gumagalaw na bagay.

3. Komunikasyon at pakikipag-ugnayan ng mga materyal na bagay

Ang mga likas na katangian ng bagay ay koneksyon at pakikipag-ugnayan, na siyang sanhi ng paggalaw nito. Dahil ang koneksyon at pakikipag-ugnayan ay ang sanhi ng paggalaw ng bagay, samakatuwid ang koneksyon at pakikipag-ugnayan, tulad ng paggalaw, ay pangkalahatan, ibig sabihin, likas sa lahat ng materyal na bagay, anuman ang kanilang kalikasan, pinagmulan at pagiging kumplikado. Ang lahat ng mga phenomena sa materyal na mundo ay tinutukoy (sa kahulugan ng pagiging nakakondisyon) sa pamamagitan ng natural na materyal na mga koneksyon at pakikipag-ugnayan, pati na rin ang mga layunin na batas ng kalikasan, na sumasalamin sa mga pattern ng koneksyon at pakikipag-ugnayan. "Sa ganitong diwa, walang supernatural at ganap na tutol sa bagay sa mundo." 1 Ang interaksyon, tulad ng paggalaw, ay isang anyo ng pagiging (existence) ng bagay.

Ang pagkakaroon ng lahat ng materyal na bagay ay ipinakikita sa pakikipag-ugnayan. Para sa anumang materyal na bagay na umiral ay nangangahulugan na kahit papaano ay magpakita ng sarili kaugnay ng iba pang mga materyal na bagay, na nakikipag-ugnayan sa kanila, na nasa layunin na mga koneksyon at relasyon sa kanila. Kung ang isang hypothetical na materyal na "bagay na hindi magpapakita ng sarili sa anumang paraan na may kaugnayan sa ilang iba pang materyal na bagay, ay hindi maiugnay sa kanila sa anumang paraan, ay hindi makikipag-ugnayan sa kanila, kung gayon ito ay "hindi iiral para sa iba pang materyal na mga bagay na ito. "Ngunit ang aming palagay tungkol sa kanya ay hindi rin maaaring batay sa anumang bagay, dahil dahil sa kakulangan ng pakikipag-ugnayan ay magkakaroon kami ng zero na impormasyon tungkol sa kanya." 2

Ang pakikipag-ugnayan ay ang proseso ng mutual na impluwensya ng ilang materyal na bagay sa iba sa pagpapalitan ng enerhiya. Ang pakikipag-ugnayan ng mga materyal na bagay ay maaaring direkta, halimbawa, sa anyo ng isang banggaan (epekto) ng dalawang solidong katawan. O maaari itong mangyari sa malayo. Sa kasong ito, ang pakikipag-ugnayan ng mga materyal na bagay ay sinisiguro ng bosonic (gauge) na mga pangunahing patlang na nauugnay sa kanila. Ang isang pagbabago sa isang materyal na bagay ay nagdudulot ng paggulo (paglihis, pagkaligalig, pagbabagu-bago) ng kaukulang bosonic (gauge) na pangunahing patlang na nauugnay dito, at ang paggulong ito ay kumakalat sa anyo ng isang alon na may hangganan na bilis na hindi lalampas sa bilis ng liwanag sa vacuum. (halos 300 thousand km/ With). Ang pakikipag-ugnayan ng mga materyal na bagay sa isang distansya, ayon sa mekanismo ng quantum-field ng paglipat ng pakikipag-ugnayan, ay isang likas na palitan, dahil ang mga particle ng carrier ay naglilipat ng pakikipag-ugnayan sa anyo ng quanta ng kaukulang bosonic (gauge) na pangunahing larangan. Ang iba't ibang mga boson, bilang mga partikulo ng carrier ng pakikipag-ugnayan, ay mga excitations (mga deviations, perturbations, fluctuations) ng kaukulang bosonic (gauge) na pangunahing mga patlang: sa panahon ng paglabas at pagsipsip ng isang materyal na bagay sila ay totoo, at sa panahon ng pagpapalaganap sila ay virtual.

Ito ay lumalabas na sa anumang kaso, ang pakikipag-ugnayan ng mga materyal na bagay, kahit na sa isang distansya, ay maikling-saklaw na pagkilos, dahil ito ay isinasagawa nang walang anumang mga puwang o mga voids.

Ang pakikipag-ugnayan ng isang particle na may isang antiparticle ng isang sangkap ay sinamahan ng kanilang pagkawasak, i.e., ang kanilang pagbabago sa kaukulang fermion (spinor) na pangunahing larangan. Sa kasong ito, ang kanilang masa (gravitational energy) ay na-convert sa enerhiya ng kaukulang fermionic (spinor) na pangunahing larangan.

Ang mga virtual na particle ng nasasabik (nalilihis, nakakagambala, "nanginginig") na pisikal na vacuum ay maaaring makipag-ugnayan sa mga tunay na particle, na parang bumabalot sa kanila, na sinasamahan sila sa anyo ng tinatawag na quantum foam. Halimbawa, bilang isang resulta ng pakikipag-ugnayan ng mga electron ng isang atom na may mga virtual na particle ng pisikal na vacuum, nangyayari ang isang tiyak na pagbabago sa kanilang mga antas ng enerhiya sa mga atomo, at ang mga electron mismo ay nagsasagawa ng mga paggalaw ng oscillatory na may maliit na amplitude.

Mayroong apat na uri ng pangunahing pakikipag-ugnayan: gravitational, electromagnetic, mahina at malakas.

"Ang pakikipag-ugnayan ng gravitational ay nagpapakita ng sarili sa kapwa pagkahumaling... ng mga materyal na bagay na may masa" 1 sa pamamahinga, iyon ay, mga materyal na bagay, sa anumang malalaking distansya. Ipinapalagay na ang nasasabik na pisikal na vacuum, na bumubuo ng maraming pangunahing mga particle, ay may kakayahang magpakita ng gravitational repulsion. Ang pakikipag-ugnayan ng gravitational ay dinadala ng mga graviton ng gravitational field. Ang gravitational field ay nag-uugnay sa mga katawan at mga particle na may rest mass. Upang palaganapin ang gravitational field sa anyo gravitational waves(virtual gravitons) ay hindi nangangailangan ng medium. Ang pakikipag-ugnayan ng gravitational ay ang pinakamahina sa lakas nito, samakatuwid ito ay hindi gaanong mahalaga sa microworld dahil sa kawalang-halaga ng mga masa ng butil; sa macroworld ang pagpapakita nito ay kapansin-pansin at nagiging sanhi ito, halimbawa, ang pagbagsak ng mga katawan sa Earth, at sa megaworld. ito ay gumaganap ng isang nangungunang papel dahil sa napakalaking masa ng mga katawan sa megaworld at tinitiyak nito, halimbawa, ang pag-ikot ng Buwan at mga artipisyal na satellite sa paligid ng Earth; pagbuo at paggalaw ng mga planeta, planetoid, kometa at iba pang mga katawan sa solar system at ang integridad nito; ang pagbuo at paggalaw ng mga bituin sa mga kalawakan - higanteng mga sistema ng bituin, kabilang ang hanggang sa daan-daang bilyong mga bituin, na konektado sa pamamagitan ng mutual gravity at karaniwang pinagmulan, pati na rin ang kanilang integridad; ang integridad ng mga kumpol ng kalawakan - mga sistema ng medyo malapit na pagitan ng mga kalawakan na konektado ng gravitational forces; ang integridad ng Metagalaxy - ang sistema ng lahat ng kilalang kumpol ng mga kalawakan na konektado ng mga puwersa ng gravitational, bilang isang pinag-aralan na bahagi ng Uniberso, ang integridad ng buong Uniberso. Tinutukoy ng pakikipag-ugnayan ng gravitational ang konsentrasyon ng bagay na nakakalat sa Uniberso at ang pagsasama nito sa mga bagong yugto ng pag-unlad.

"Ang pakikipag-ugnayan ng electromagnetic ay sanhi ng mga singil ng kuryente at ipinapadala" 1 ng mga photon ng electromagnetic field sa anumang malalaking distansya. Ang isang electromagnetic field ay nagbubuklod sa mga katawan at mga particle na may mga singil sa kuryente. Bukod dito, ang mga nakatigil na singil sa kuryente ay konektado lamang ng electric component ng electromagnetic field sa anyo ng isang electric field, at ang mga gumagalaw na electric charge ay konektado ng parehong electric at magnetic na bahagi ng electromagnetic field. Para sa pagpapalaganap ng isang electromagnetic field sa anyo ng mga electromagnetic wave, walang karagdagang daluyan ang kinakailangan, dahil "ang pagbabago ng magnetic field ay bumubuo ng isang alternating electric field, na kung saan, ay isang mapagkukunan ng isang alternating magnetic field" 2. “Ang pakikipag-ugnayang electromagnetic ay maaaring magpakita ng sarili bilang atraksyon (sa pagitan ng hindi katulad ng mga singil) at bilang pagtanggi (sa pagitan ng” 3 tulad ng mga singil). Ang pakikipag-ugnayan ng electromagnetic ay mas malakas kaysa sa pakikipag-ugnayan ng gravitational. Ito ay nagpapakita mismo sa microcosm at sa macrocosm at megaworld, ngunit ang nangungunang papel ay kabilang dito sa macrocosm. Tinitiyak ng pakikipag-ugnayan ng electromagnetic ang pakikipag-ugnayan ng mga electron sa nuclei. Ang interatomic at intermolecular na pakikipag-ugnayan ay electromagnetic, salamat dito, halimbawa, ang mga molekula ay umiiral at ang kemikal na anyo ng paggalaw ng bagay ay natanto, ang mga katawan ay umiiral at ang kanilang mga estado ng pagsasama-sama, pagkalastiko, alitan, pag-igting sa ibabaw ng isang likido ay natutukoy, mga function ng paningin. Kaya, tinitiyak ng pakikipag-ugnayan ng electromagnetic ang katatagan ng mga atomo, molekula at macroscopic na katawan.

Ang mga elementarya na particle na may rest mass ay nakikilahok sa mahinang interaksyon; dinadala ito ng mga "vion" ng 4 na gauge field. Ang mahinang mga patlang ng pakikipag-ugnayan ay nag-uugnay sa iba't ibang elementarya na mga particle na may mass ng pahinga. Ang mahinang pakikipag-ugnayan ay mas mahina kaysa sa electromagnetic na puwersa, ngunit mas malakas kaysa sa gravitational force. Dahil sa maikling pagkilos nito, ito ay nagpapakita lamang ng sarili sa microcosm, na nagiging sanhi, halimbawa, ang karamihan ng mga self-disintegration ng elementary particles (halimbawa, ang isang libreng neutron self-disintegrates sa partisipasyon ng isang negatively charged gauge boson sa isang proton , electron at electron antineutrino, minsan gumagawa din ito ng photon), ang interaksyon ng mga neutrino sa natitirang sangkap.

Ang malakas na pakikipag-ugnayan ay nagpapakita ng sarili sa kapwa pagkahumaling ng mga hadron, na kinabibilangan ng mga istruktura ng quark, halimbawa, mga two-quark meson at three-quark nucleon. Ito ay ipinadala sa pamamagitan ng mga gluon ng gluon field. Ang mga patlang ng gluon ay nagbubuklod sa mga hadron. Ito ang pinakamalakas na pakikipag-ugnayan, ngunit dahil sa maikling pagkilos nito ay nagpapakita lamang ito ng sarili sa microcosm, tinitiyak, halimbawa, ang koneksyon ng mga quark sa mga nucleon, ang koneksyon ng mga nucleon sa atomic nuclei, na tinitiyak ang kanilang katatagan. Ang malakas na interaksyon ay 1000 beses na mas malakas kaysa sa electromagnetic na pakikipag-ugnayan at hindi pinapayagan ang magkatulad na sisingilin na mga proton na nagkakaisa sa nucleus na lumipad palayo. Ang mga reaksyon ng thermonuclear, kung saan ang ilang mga nuclei ay pinagsama sa isa, ay posible rin dahil sa malakas na pakikipag-ugnayan. Ang mga natural na fusion reactor ay mga bituin na lumilikha ng lahat ng elemento ng kemikal na mas mabigat kaysa sa hydrogen. Ang mabigat na multinucleon nuclei ay nagiging hindi matatag at fission, dahil ang kanilang mga sukat ay lumampas na sa distansya kung saan ang malakas na pakikipag-ugnayan ay nagpapakita mismo.

"Bilang resulta ng mga eksperimentong pag-aaral ng mga pakikipag-ugnayan ng elementarya na mga particle ... natuklasan na sa mataas na collision energies ng mga proton - mga 100 GeV - ... mahina at electromagnetic na pakikipag-ugnayan ay hindi naiiba - maaari silang ituring bilang isang solong electroweak pakikipag-ugnayan.” 1 Ipinapalagay na "sa enerhiya na 10 15 GeV sila ay pinagsama ng isang malakas na pakikipag-ugnayan, at sa" 2 "kahit na mas mataas na enerhiya ng pakikipag-ugnayan ng mga particle (hanggang sa 10 19 GeV) o sa sobrang mataas na temperatura Sa bagay, ang lahat ng apat na pangunahing pakikipag-ugnayan ay nailalarawan sa parehong lakas, ibig sabihin, kinakatawan nila ang isang pakikipag-ugnayan" 3 sa anyo ng isang "super force". Marahil ang ganitong mga kondisyon ng mataas na enerhiya ay umiral sa simula ng pag-unlad ng Uniberso, na lumitaw mula sa isang pisikal na vacuum. Sa proseso ng karagdagang pagpapalawak ng Uniberso, na sinamahan ng mabilis na paglamig ng nagresultang bagay, ang integral na pakikipag-ugnayan ay unang nahahati sa electroweak, gravitational at malakas, at pagkatapos ay ang electroweak na pakikipag-ugnayan ay nahahati sa electromagnetic at mahina, ibig sabihin, sa apat na pangunahing naiiba. pakikipag-ugnayan.

BIBLIOGRAPIYA:

Karpenkov, S. Kh. Pangunahing konsepto ng natural na agham [Text]: textbook. manwal para sa mga unibersidad / S. Kh. Karpenkov. – 2nd ed., binago. at karagdagang – M.: Akademikong Proyekto, 2002. – 368 p.

Mga konsepto ng modernong natural na agham [Text]: textbook. para sa mga unibersidad / Ed. V. N. Lavrinenko, V. P. Ratnikova. – 3rd ed., binago. at karagdagang – M.: UNITY-DANA, 2005. – 317 p.

Mga problemang pilosopikal natural sciences [Text]: textbook. manwal para sa mga mag-aaral na nagtapos at mga mag-aaral ng pilosopiya. at natural peke. un-tov / Ed. S. T. Melyukhina. – M.: graduate School, 1985. – 400 p.

Tsyupka, V. P. Likas na siyentipikong larawan ng mundo: mga konsepto ng modernong natural na agham [Text]: aklat-aralin. allowance / V. P. Tsyupka. – Belgorod: IPK NRU “BelSU”, 2012. – 144 p.

Tsyupka, V. P. Mga Konsepto modernong pisika, na bumubuo sa modernong pisikal na larawan ng mundo [Electronic na mapagkukunan] // Scientific electronic archive ng Russian Academy of Natural Sciences: sulat. elektron. siyentipiko conf. "Mga konsepto ng modernong natural na agham o ang natural na siyentipikong larawan ng mundo" URL: http://site/article/6315(nai-post: 10/31/2011)

Yandex. Mga diksyunaryo. [Electronic na mapagkukunan] URL: http://slovari.yandex.ru/

1Karpenkov S. Kh. Pangunahing konsepto ng natural na agham. M. Akademikong Proyekto. 2002. P. 60.

2 Mga problemang pilosopikal ng natural na agham. M. Mas mataas na paaralan. 1985. P. 181.

3Karpenkov S. Kh. Pangunahing konsepto ng natural na agham... P. 60.

1Karpenkov S. Kh. Pangunahing konsepto ng natural na agham... P. 79.

1Karpenkov S. Kh.

1Mga problemang pilosopikal ng natural na agham... P. 178.

2Ibid. P. 191.

1Karpenkov S. Kh. Pangunahing konsepto ng natural na agham... P. 67.

1Karpenkov S. Kh. Pangunahing konsepto ng natural na agham... P. 68.

3Mga problemang pilosopikal ng natural na agham... P. 195.

4Karpenkov S. Kh. Pangunahing konsepto ng natural na agham... P. 69.

1Karpenkov S. Kh. Pangunahing konsepto ng natural na agham... P. 70.

2 Mga konsepto ng modernong natural na agham. M. PAGKAKAISA-DANA. 2005. P. 119.

3Karpenkov S. Kh. Pangunahing konsepto ng natural na agham... P. 71.

Tsyupka V.P. SA PAG-UNAWA SA KILOS NG MATTER, KAKAYAHAN NITO SA PAG-UNLAD NG SARILI, AT DIN ANG KOMUNIKASYON AT INTERAKSYON NG MGA MATERYAL NA BAGAY SA MODERN NATURAL SCIENCE // Scientific electronic archive.
URL: (petsa ng pag-access: 03/17/2020).

±1 1 80,4 Mahinang pakikipag-ugnayan Z 0 0 1 91,2 Mahinang pakikipag-ugnayan Gluon 0 1 0 Malakas na pakikipag-ugnayan Higgs boson 0 0 ≈125.09±0.24 Inert mass

henerasyon		Quark na may bayad (+2/3)				Quark na may charge (−1/3)
			simbolo ng quark/antiquark	Misa (MeV)		Pangalan/lasa ng quark/antiquark	simbolo ng quark/antiquark	Misa (MeV)
1		u-quark (up-quark) / anti-u-quark	$u\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(u)$	mula 1.5 hanggang 3		d-quark (down-quark) / anti-d-quark	$d\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(d)$	4.79±0.07
2		c-quark (charm-quark) / anti-c-quark	$c\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(c)$	1250 ± 90		s-quark (kakaibang quark) / anti-s-quark	$s\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(s)$	95 ± 25
3		t-quark (top-quark) / anti-t-quark	$t\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(t)$	174 200 ± 3300		b-quark (bottom-quark) / anti-b-quark	$b\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(b)$	4200±70

Tingnan din

Sumulat ng isang pagsusuri tungkol sa artikulong "Pundamental na particle"

Mga Tala

Mga link

• S. A. Slavatinsky// Moscow Institute of Physics and Technology (Dolgoprudny, rehiyon ng Moscow)
• Slavatinsky S.A. // SOZH, 2001, No. 2, p. 62–68 archive web.archive.org/web/20060116134302/journal.issep.rssi.ru/annot.php?id=S1176
• // nuclphys.sinp.msu.ru
• // second-physics.ru
• //physics.ru
• // nature.web.ru
• // nature.web.ru
• // nature.web.ru

Pangunahin mga particle Composite mga particle Mga koneksyon pangunahing at/o pinagsama-samang mga particle Regular Hindi karaniwan Iba pa mga klasipikasyon mga particle

Sipi na nagpapakilala sa Fundamental Particle

Kinabukasan late siyang nagising. Sa pagpapanibago ng mga impresyon ng nakaraan, naalala niya una sa lahat na ngayon ay kailangan niyang ipakilala ang kanyang sarili kay Emperador Franz, naalala niya ang Ministro ng Digmaan, ang magalang na adjutant ng Austrian, si Bilibin at ang pag-uusap ng kahapon ng gabi. Nakasuot ng ganap na uniporme ng damit, na matagal na niyang hindi nasusuot, para sa paglalakbay sa palasyo, siya, sariwa, masigla at makisig, na nakatali ang braso, ay pumasok sa opisina ni Bilibin. May apat na ginoo ng diplomatic corps sa opisina. Pamilyar si Bolkonsky kay Prinsipe Ippolit Kuragin, na siyang kalihim ng embahada; Ipinakilala siya ni Bilibin sa iba.
Ang mga ginoo na bumisita sa Bilibin, sekular, bata, mayaman at masasayang tao, ay bumuo ng isang hiwalay na bilog sa Vienna at dito, na tinawag ni Bilibin, na pinuno ng bilog na ito, sa amin, les nftres. Ang bilog na ito, na halos eksklusibo ng mga diplomat, ay tila may sariling interes na walang kinalaman sa digmaan at pulitika, interes ng mataas na lipunan, relasyon sa ilang kababaihan at panig ng klerikal ng serbisyo. Ang mga ginoong ito, tila, ay kusang tinanggap si Prinsipe Andrei sa kanilang lupon bilang isa sa kanila (isang karangalan na ginawa nila sa iilan). Dahil sa pagiging magalang, at bilang isang paksa para sa pagpasok sa pag-uusap, siya ay tinanong ng ilang mga katanungan tungkol sa hukbo at labanan, at ang pag-uusap ay muling gumuho sa hindi magkatugma, masasayang biro at tsismis.
"Ngunit ito ay lalong mabuti," sabi ng isa, na nagsasabi sa kabiguan ng isang kapwa diplomat, "ang higit na mabuti ay direktang sinabi sa kanya ng chancellor na ang kanyang appointment sa London ay isang promosyon, at na dapat niyang tingnan ito sa paraang iyon." Nakikita mo ba ang kanyang pigura sa parehong oras?...
"Ngunit ang masama, mga ginoo, binibigyan ko kayo ng Kuragin: ang tao ay nasa kasawian, at itong si Don Juan, ang kakila-kilabot na lalaking ito, ay sinasamantala ito!"
Si Prince Hippolyte ay nakahiga sa isang Voltaire chair, ang kanyang mga paa ay naka-cross sa braso. Tumawa siya.
“Parlez moi de ca, [Halika, halika na,]” sabi niya.
- Oh, Don Juan! Ay ahas! – narinig ang mga boses.
"Hindi mo alam, Bolkonsky," lumingon si Bilibin kay Prinsipe Andrei, "na ang lahat ng kakila-kilabot ng hukbo ng Pransya (halos sinabi ko ang hukbo ng Russia) ay walang halaga kung ihahambing sa ginawa ng lalaking ito sa pagitan ng mga babae."
"La femme est la compagne de l"homme, [Ang isang babae ay kaibigan ng lalaki]," sabi ni Prinsipe Hippolyte at nagsimulang tumingin sa lorgnette sa kanyang nakataas na mga binti.
Humagalpak ng tawa ang aming dalawa ni Bilibin, nakatingin sa mga mata ni Ippolit. Nakita ni Prinsipe Andrei na ang Ippolit na ito, na siya (dapat aminin) ay halos magselos sa kanyang asawa, ay isang buffoon sa lipunang ito.
"Hindi, kailangan kitang tratuhin sa Kuragin," tahimik na sabi ni Bilibin kay Bolkonsky. – Siya ay kaakit-akit kapag siya ay nagsasalita tungkol sa pulitika, kailangan mong makita ang kahalagahan na ito.
Naupo siya sa tabi ni Hippolytus at, tinipon ang kanyang noo, nagsimulang makipag-usap sa kanya tungkol sa pulitika. Pinalibutan ni Prinsipe Andrei at ng iba pa ang dalawa.
“Le cabinet de Berlin ne peut pas exprimer un sentiment d" alliance,” panimula ni Hippolyte, tinitingnan ang lahat, “sans exprimer... comme dans sa derieniere note... vous comprenez... vous comprenez... et puis si sa Majeste l"Empereur ne deroge pas au principe de notre alliance... [Hindi maipahayag ng gabinete ng Berlin ang opinyon nito sa alyansa nang hindi nagpapahayag... gaya ng huling tala nito... naiintindihan mo... naiintindihan mo.. . gayunpaman, kung hindi babaguhin ng Kanyang Kamahalan ang Emperador ang esensya ng ating alyansa...]
“Attendez, je n"ai pas fini...," sabi niya kay Prinsipe Andrei, hinawakan ang kamay niya. "Je suppose que l”intervention sera plus forte que la non intervention." Et...” Huminto siya. – On ne pourra pas imputer a la fin de non recevoir notre depeche du 28 novembre. Voila comment tout cela finira. [Teka, hindi pa ako tapos. Sa tingin ko, magiging mas malakas ang interbensyon kaysa hindi interbensyon. At... Imposibleng ikonsidera ang usapin kung hindi tatanggapin ang aming dispatch noong Nobyembre 28. Paano matatapos ang lahat ng ito?]
At binitawan niya ang kamay ni Bolkonsky, na nagpapahiwatig na siya ay ganap na natapos.
“Demosthenes, je te reconnais au caillou que tu as cache dans ta bouche d"or! [Demosthenes, kinikilala kita sa maliit na bato na itinago mo sa iyong ginintuang labi!] - sabi ni Bilibin, na ang takip ng buhok ay gumalaw sa kanyang ulo gamit ang kasiyahan .
Nagtawanan ang lahat. Pinakamalakas na tumawa si Hippolytus sa lahat. Siya ay tila nagdusa, nasusuka, ngunit hindi napigilan ang mabangis na tawa na nag-uunat sa kanyang laging hindi gumagalaw na mukha.
"Buweno, mga ginoo," sabi ni Bilibin, "Bolkonsky ang aking panauhin sa bahay at dito sa Brunn, at nais kong tratuhin siya, hangga't kaya ko, sa lahat ng kagalakan ng buhay dito." Kung kami ay nasa Brunn, ito ay magiging madali; ngunit dito, dans ce vilain trou morave [sa makukulit na Moravian hole], ito ay mas mahirap, at humihingi ako ng tulong sa inyong lahat. Il faut lui faire les honneurs de Brunn. [Kailangan nating ipakita sa kanya si Brunn.] Ikaw ang pumalit sa teatro, ako – lipunan, ikaw, Hippolytus, siyempre – mga babae.
- Kailangan nating ipakita sa kanya si Amelie, siya ay kaibig-ibig! - sabi ng isa sa amin sabay halik sa dulo ng kanyang mga daliri.
"Sa pangkalahatan, ang uhaw sa dugo na sundalong ito," sabi ni Bilibin, "ay dapat na mabago sa mas makataong pananaw."
"Malamang na hindi ko samantalahin ang iyong mabuting pakikitungo, mga ginoo, at ngayon ay oras na para sa akin na pumunta," sabi ni Bolkonsky, nakatingin sa kanyang relo.
- Saan?
- Sa emperador.
- TUNGKOL! O! O!
- Well, paalam, Bolkonsky! Paalam, prinsipe; "Halika sa hapunan kanina," narinig ang mga boses. - Inaalagaan ka namin.
"Subukang purihin ang pagkakasunud-sunod sa paghahatid ng mga probisyon at ruta hangga't maaari kapag nakikipag-usap ka sa emperador," sabi ni Bilibin, na sinamahan si Bolkonsky sa harap na bulwagan.
"At gusto kong purihin, ngunit hindi ko magawa, hangga't alam ko," nakangiting sagot ni Bolkonsky.
- Well, sa pangkalahatan, makipag-usap hangga't maaari. Ang kanyang hilig ay mga madla; ngunit siya mismo ay hindi gustong magsalita at hindi alam kung paano, tulad ng makikita mo.