Di dawiyê de em ji çi pêk tên? Blokên Avakirina Bingehîn ên Gerdûnê çi ne?

Mirovên kevnar difikirîn ku em ji çar 'hêmanan' - av, ax, agir û hewa; ku em niha dizanin ne hêman in. Niha 118 hêman hene. Hemî hêman ji atomên ku berê dihatin fikirîn ku nayên dabeş kirin pêk tên. Di destpêka sedsala bîstan de piştî vedîtinên JJ Thompson û Rutherford, dihat zanîn ku atom ji navokan (ji proton û neutronan) li navendê û elektronan pêk tên. li dora xwe digerin dorhal. Di salên 1970-an de, dihat zanîn ku proton û notron jî ne bingehîn in, lê ji "quarkên jor" û "quarkên jêrîn" têne çêkirin û bi vî rengî "elektron", "quarkên jor" û "quarkên jêrîn" kirin sê pêkhateyên bingehîn ên her tiştî. di ezman. Bi pêşkeftinên şikestî yên di fîzika kuantûmê de, me fêr bû ku pirtik bi rastî jêderatîf in, kulm an pakêtên enerjiyê yên li qadên ku tê wateya pirtikan ne bingehîn in. Ya bingehîn qada ku di binê wan de ye. Naha em dikarin bibêjin zeviyên quantum blokên bingehîn ên avakirina her tiştî di hundurê de ne ezman (di nav de pergalên biyolojîk ên pêşkeftî yên mîna me). Em hemû ji qadên kuantûmê pêk tên. Taybetmendiyên pirtikan ên mîna bar û girseya elektrîkê, vegotinên li ser ku zeviyên wan bi qadên din re çawa tevdigerin. Mînakî, taybetmendiya ku em jê re dibêjin barkirina elektrîkê ya elektronê, diyariyek e ku ka zeviya elektronan bi qada elektromagnetîk re çawa tevdigere. Û. taybetmendiya girseya wê ev e ku ew çawa bi qada Higgs re têkilî dike.  

Ji demên kevnar ve, mirov meraq dike ku em ji çi pêk tên? Çi ye ezman pêk tê? Avahiyên bingehîn ên xwezayê çi ne? Û, qanûnên bingehîn ên xwezayê çi ne ku her tiştî di hundurê de birêve dibin ezman? Modela standard teoriya zanistî ye ku bersiva van pirsan dide. Tê gotin ku ev teoriya serketî ya zanistê ye ku di sedsalên dawî de hatî çêkirin, yek teoriyek ku piraniya tiştan di ezman.  

Mirovan zû dizanibû ku em ji hêmanan pêk tên. Her hêmanek, ji atoman pêk tê. Di destpêkê de, hate fikirîn ku atom nayên dabeş kirin. Lêbelê, di sala 1897-an de JJ Thompson elektron bi karanîna dakêşana elektrîkê bi lûleya tîrêjê katodê vedît. Demek şûnda, di sala 1908-an de, cîgirê wî Rutherford bi ceribandina xweya fîloya zêr a navdar îsbat kir ku atomek li navenda ku li dora wê elektronên barkirî yên neyînî li dora xwe dizivirînin navokek piçûk a bi barkirina erênî heye. orbits. Paşê hat dîtin ku navok ji proton û notronan pêk tên.  

Di salên 1970-an de, hat kifş kirin ku notron û proton nayên dabeş kirin, ji ber vê yekê ne bingehîn in, lê her proton û notron ji sê pirtikên piçûktir ên ku jê re quark têne gotin pêk tê ku du celeb in - "quarks jor" û "quarks down" (" up quark" û "down quark" tenê quarkên cuda ne. Proton ji du "quarkên jor" û "quarkek jor" pêk tê lê notronek ji du "quarkên jêrîn" û "quarkek jor" pêk tê. Ji ber vê yekê, "elektron", "quarkên jor" û "quarkên jêrîn" sê pirtikên herî bingehîn in ku blokên her tiştî di ezman. Lêbelê, bi pêşveçûnên zanistî re, ev têgihîştin jî guhertinan dîtiye. Zeviyên bingehîn têne dîtin û ne perçe.  

Parçeyên bingehîn ne. Ya bingehîn qada ku di binê wan de ye. Em hemû ji qadên kuantûmê pêk tên. 

Li gorî têgihiştina heyî ya zanistê, her tişt di nav de ezman ji hebûnên razber ên nedîtbar ên bi navê 'qad' ku blokên bingehîn ên xwezayê temsîl dikin pêk tê. Zeviyek tiştek e ku li seranserê belav dibe ezman û li her xala cîhê ku dikare bi demê re biguhere nirxek taybetî digire. Ew mîna tîrêjên şikilê ye ku li seranserê xwe dihejîne ezmanMînakî, zeviyên magnetîkî û elektrîkî li seranserê cîhanê belav dibin ezman. Her çend em nikaribin zeviyên elektrîkî an magnetîkî bibînin jî, ew rast û fizîkî ne, wekî ku bi hêza ku em hîs dikin dema ku du magnetik nêzikî hev dibin ve tê xuyang kirin. Li gorî mekanîka kuantûmê, zevî wekî enerjiya ku her gav di hin gûzên veqetandî de têne dabeş kirin wekî domdar têne fikirîn.

Teoriya qada kuantûmê fikra yekkirina mekanîka kuantûmê bi qadan re ye. Li gorî vê, şilava elektronîk (ango pêlên pêlên vê şilekê) di nav giravên piçûk ên enerjiyê de têne girêdan. Ev komikên enerjiyê yên ku em jê re dibêjin elektron in. Ji ber vê yekê, elektron ne bingehîn in. Ew pêlên heman qada bingehîn in. Bi heman awayî, rîpên du zeviyên quarkê "quarkên jor" û "quarkên jêrîn" çêdikin. Û heman tişt ji bo her perçeyên din ên di nav de ye ezman. Zevî di bin her tiştî de ne. Tiştê ku em wekî pirçik difikirin, bi rastî pêlên zeviyan in ku di nav bendikên piçûk ên enerjiyê de hatine girêdan. Avahiyên bingehîn ên bingehîn ên me ezman ev maddeyên mîna şilî ne ku em jê re dibêjin zevî. Parçeyên tenê jêderkên van qadan in. Di valahiya safî de, dema ku pirtik bi tevahî têne derxistin, zevî hîn jî hene.   

Di xwezayê de sê qadên kuantûmê yên herî bingehîn "elektron", "quarka jorîn" û "quarka jêrîn" in. Ya çaremîn heye ku jê re neutrîno tê gotin, lêbelê, ew me pêk naynin lê li cîhek din di nav de rolek girîng dilîzin. ezman. Neutrîno li her derê ne, ew li her derê bêyî ku têkevin hevdu diherikin.

Zeviyên mijarê: Çar zeviyên quantumê yên bingehîn û pirtikên bi wan ve girêdayî (ango, "elektron", "quarka jorîn", "quarka xwarê" û "neutrîno") kevirê bingehîn pêk tînin. ezman. Ji ber sedemên nediyar, ev çar perçeyên bingehîn du caran xwe dubare dikin. Elektron "muon" û "tau" (ku bi rêzê 200 carî û 3000 carî ji elektronan girantir in) dubare dikin; ji quarkên jor re "quarkek xerîb" û "quarka jêrîn" çêdibe; quarkên daketî "quarka charm" û "quarka jorîn" çêdibe; dema ku neutrîno "muon neutrino" û "tau notrino" dide.  

Ji ber vê yekê, 12 zeviyên ku pirtikan çêdikin hene, em ji wan re dibêjin zeviyên mijarê.

Li jêr navnîşa 12 zeviyên maddeyê ku 12 pirtikan pêk tînin heye ezman.  

Zeviyên hêzê: 12 qadên maddeyê bi çar hêzên cuda bi hevdu re tevdigerin - qaweta kişanê, elektromagnetîzmê, hêzên navokî yên xurt (Tenê di pîvana nukleer a piçûk de dixebitin, di hundurê proton û notronan de quarkan bi hev re digirin) û hêzên navokî yên qels (Tenê di astek piçûk a navokê de, berpirsiyarê rizîbûna radyoaktîf û destpêkirina tevhevbûna nukleerî dixebitin). Her yek ji van hêzan bi zeviyek ve girêdayî ye - hêza elektromagnetic-ê ve girêdayî ye qada gluon, qadên bi hêzên nukleerî yên xurt û qels ve girêdayî ne W û Z qada bosonê û qada ku bi gravîteyê ve girêdayî ye mekan-dem bi xwe.

Li jêr navnîşa çar qadên hêzê yên ku bi çar hêzan ve girêdayî ne.    

Ew ezman bi van 16 qadan (12 qadên madeyê plus 4 qadên ku bi çar hêzan ve girêdayî ne) tije ye. Ev qad bi awayên ahengî bi hev re tevdigerin. Mînakî, dema ku qada elektronê (yek ji zeviyên maddeyê), dest bi pêlêkirina ber bi jor û jêrê dike (ji ber ku li wir elektronek heye), ew yek ji zeviyên din derdixe holê, bêje qada elektromagnetîk ku, di encamê de, dê jî diheje û diqelişe. Dê ronahiya ku derkeve holê hebe ku ew ê piçek bihejîne. Di demekê de, ew ê bi qada quarkê re dest pê bike, ku di encamê de, dê bihejîne û biqelişe. Wêneya dawîn a ku em bi dawî dibin, dansa ahengdar a di navbera van hemû qadan de ye, ku bi hevûdu ve girêdayî ye.  

Zeviya Higgs

Di salên 1960-an de, zeviyek din ji hêla Peter Higgs ve hate pêşbînîkirin. Di salên 1970-an de, ev yek bû parçeyek bingehîn a têgihîştina me ya di derbarê mijarê de ezman. Lê tu delîlên ceribandinê tune bûn (tê wê wateyê ku, heke em zeviya Higgs biqelînin, divê em perçeyên têkildar bibînin) heya 2012 dema ku lêkolînerên CERN li LHC vedîtina wê ragihand. Parçik tam bi awayê ku ji hêla modelê ve hatî pêşbînîkirin tevdigere. Jiyana parça Higgs pir kurt e, bi qasî 10^-22 çêdike.  

Ev bloka avakirina dawîn a bû ezman. Ev vedîtin girîng bû ji ber ku ev qad berpirsiyarê tiştê ku em jê re dibêjin girseyî ye ezman.  

Taybetmendiyên pirtikan (mîna bara elektrîkê û girseyê) daxuyaniyên li ser têkiliya zeviyên wan bi zeviyên din re ne.  

Ew danûstendina zeviyên heyî yên di nav de ye ezman ku taybetmendiyên wekî girse, bar û hwd. Mînakî, taybetmendiya ku em jê re dibêjin barkirina elektrîkê ya elektronê, diyariyek e ku ka zeviya elektronan bi qada elektromagnetîk re çawa tevdigere. Bi heman awayî, taybetmendiya girseya wê ev e ku meriv çawa bi qada Higgs re têkilî dike.

Têgihîştina zeviya Higgs bi rastî hewce bû ku em wateya girseyê di nav de fêm bikin ezman. Vedîtina zeviya Higgs di heman demê de pejirandina Modela Standard bû ku ji sala 1970-an vir ve li cîh bû.

Zeviyên quantum û fîzîka perçeyan qadên lêkolînê yên dînamîk in. Ji dema vedîtina zeviya Higgs ve, gelek pêşkeftinên ku li ser modela Standard hene hene. Lêgerîna bersivên ji bo sînorên modela Standard berdewam dike.

Modela standard a perçeyên elementî: 12 fermîonên bingehîn û 5 bozonên bingehîn.

*** 

Çavkanî:  

Enstîtuya Qral 2017. Zeviyên Quantum: Blokên Avahiya Rast ên Gerdûnê - bi David Tong re. Li ser înternetê heye https://www.youtube.com/watch?v=zNVQfWC_evg  

***

PARÇEYÊN SEREKE - Awirek Bilez  

***