Ташаккули, Тањсилоти миёна ва мактаб
Quark - он аст, ки як зарра? Пайдо аз он чӣ дар он аз quarks иборат аст. Чӣ ҳиссачаи хурдтар аз як quark?
Танҳо дар як соли пеш, Петрус Higgs ва Fransua Engler ҷоизаи Нобел дар кори худ, ки ба таҳқиқи зарраҳои subatomic бахшида шуда буд даст овард. Ин метавонад ба назар хандаовар, вале кашфиётҳои олимон ӯ ним асри пеш дод, вале ба ин рӯз онҳо, ҳарчанд дар як чизи бузург каме ноумед намешавем.
Он чӣ гуна аст?
Бо роҳи, чӣ quark аст? Ин яке аз таркиби муҳимтарин hadron аст. Муҳим! Ин зарра дорад "ним« чарх, дар асл як fermion. Вобаста ба ранг (нигаред ба поён) quark масъул метавонад баробар ба сеяки ва ё аз се ду ҳиссаи айбдор як proton. Тавре ба рангҳои, ки аз он шаш (насли quarks) вуҷуд доранд. Онҳо ба хотири вайрон кардани принсипи Pauli нест, зарур аст.
иттилооти асосӣ
Ҳамчун як қисми ин зарраҳо hadrons дар масофаи арзиши на зиёда аз ҳабс мебошанд. Сабаби оддӣ аст: онҳо Мубодила соҳаи ҳароратсань масирҳо, ки аст, ки gluons. Чаро quark ин қадар муҳим аст? Gluon плазма (quarks тофта) - як давлати масъала, ки дар он тамоми олам фавран, пас аз Bang Big. Бинобар ин, мавҷудияти quarks ва gluons - тасдиқи бевосита, ки ӯ дар ҳақиқат буд.
Онҳо ҳамчунин ранги худро доранд, аммо аз сабаби ҳаракати эҷод нусхаьои ьаыиыц кунанд. Бинобар ин, вақте ки масофаи байни қувваи quark байни онҳо аст, ба таври назаррас афзоиш ёфт. Тавре ки яке аз метавонед бо як масофаи на камтар аз ҳамкорӣ тасаввур, амалан нопадид (озодии asymptotic).
Ҳамин тариқ, ҳар гуна ҳамкории қавӣ дар hadrons вобаста ба гузариш ба gluons байни quarks. Агар мо дар суҳбат дар бораи ҳамкории байни hadrons, онҳо Фаҳмонед, ки додани PI-meson резонанс. Оддӣ карда гӯем, тамоми бавосита боз ба мубодилаи gluons кам карда шавад.
Чӣ тавр quark қисми nucleons?
Ҳар раекторе иборат аст аз як ҷуфт г-quark ва tazhe ягонаи U-quark. Ҳар хилофи proton, - аз ягонаи ҷуфт г-quark U-quark. Бо роҳи сухан, ҳарфҳои вобаста аз шумораи квантї гузоштааст.
Биёед фаҳмонед. Барои мисол, фаноро бета аст, хеле дигаргун шудани яке аз ҳамон навъи quark дар таркиби nucleon дигар мефаҳмонд. г = U + в (ин фаноро раекторе): Барои беҳтар ҳамчун формулаи ин раванд мумкин аст, мисли ин навишта фаҳмид. Бинобар ин, proton навишта шудааст формулаи каме гуногун: у = г + в.
Ногуфта намонад, ки дар он раванди охирин аз ҷониби як сели устувори neutrinos ва positrons аз кластерњои асосии ситораи шарҳ аст. Пас, дар миқёси олам андаке камтар муҳим зарра, ки дар ин аст як quark-gluon плазма, чунон ки мо пештар гуфта, исбот мекунад, ки Big Bang, ва таҳқиқи ин зарраҳои Имкони олимон ба беҳтар фаҳмидани моҳияти ин ҷаҳон, ки дар он мо зиндагӣ мекунад.
Бо камтар аз як quark?
Бо роҳи, он чӣ аз он иборат мебошад quarks? Онҳо одати ҳаррӯза ва ҷузъи preons мебошанд. Ин зарраҳо хеле хурд ва хуб фаҳмида мешаванд, ба тавре ки ҳатто имрӯз ки онҳо шинохта шудаанд, на он қадар зиёд. Дар ин ҷо quarks хурдтар аст.
ки онҳо аз куҷо пайдо шуд?
Имрӯз, шакли маъмул preons ду hypotheses: назария сатр ва назарияи Bilson-Томпсон. Дар сурати аввал, пайдоиши маълумоти ҳиссачаи шарҳ oscillation сатр. Ба фарзияи дуюм нишон медиҳад, ки намуди зоҳирии онҳо аз тарафи давлат ба ҳаяҷон аз фазо ва вақт боиси.
Ҷолиб он аст, ки дар сурати дуюм он аст, ки ба тасвир падидаи, бо истифода аз матритсаи нақлиёт баробари баробари кунед- шабакаи чарх аст. Хосиятҳои ин ҷадвал худ ва муайян намудани онҳое, ки барои preons. Ки он чӣ ба он quarks иборат аст.
зарраҳо бегона
Дарҳол пас аз ба охир расидани ҷанги Дуюми, олимон сар ба фаъолона омӯхтани олами зарраҳои subatomic буд, ки кунун ҷизе ба назарашон танҳо ибтидоӣ (барои намоишро). Protons, neutrons (nucleons) заррае ва электрон ташкил карда шудаанд. Дар соли 1947 ӯ peonies кушода (ва мавҷудияти он дар соли 1935 пешгӯӣ), ки барои ҷалби тарафайн аз nucleons дар ядрои атоми буданд. Чорабинии мазкур аст, на як намоишгоҳи илмӣ дар замони ӯ бахшида шуда буд. Quarks буданд, то ҳол кушода, балки дар замони ҳамла ба "фарогирии» монда буд, наздиктар шуда истодааст.
Neutrinos дар он вақт то ҳол кашф нашудаанд. Аммо муҳим ошкоро онҳоро ба баён кардани фаноро бета аз атоми бузург, ки олимон доранд, шубҳа каме мавҷудияти онҳо буд. Илова бар ин, аллакай ошкор ва ё пешгӯии баъзе antiparticles. Вазъи монд рӯшан танҳо бо muons, ки ташкил давоми фаноро аз pions ва сипас дар як давраи гузариш ба neutrinos, электрон ё positron. Физикҳо нафаҳмиданд,, чаро бояд ман ин истгоҳ мобайнӣ.
Вой, ба монанди модели содда ва unpretentious хеле мухтасар ифтитоҳи pions наҷот ёфтанд. Дар соли 1947, ду англисӣ физики Dzhordzh Рочестер ва Клиффорд Батлер, нашр моддаи кунҷкобу дар маҷаллаи илмии табиат. Вай ба сифати маводи барои омӯзиши онҳо рентген кайҳон ба воситаи палатаи даруни абр баромад, ки дар давоми он ки онҳо маълумоти prelyubopytny қабул мекард. Дар бораи яке аз хабарнигори гирифташуда дар давоми назорат, аз он ба таври равшан намоён буд, якчанд роҳҳои бо пайдоиши умумӣ. Аз фарқи монанди лотинӣ V ёфт, он гоҳ ба он равшан шуд - масъули ин зарраҳо бешубҳа гуногун аст.
Олимон як бор тахмин кард, ки аз ин роҳҳои нишон далели суқути баъзе зарра номаълум аст, ки дар паси дигар роҳҳои гузошта нест. Њисобњо нишон дод, ки массаи он - 500 MeV аст, ки хеле бузургтар аз ин арзиш барои электрон. Албатта, таҳқиқотчӣ кушодашавии онҳо V-ҳиссачаи ном кардаанд. Аммо, ин буд, ки quark нест. Ин зарра ҳанӯз дар болҳои интизори он буд.
Танҳо оғози
Бо ин кашфи, он ҳама оғоз намуд. Соли 1949, дар шароити ҳамон суруд ҳиссачаи, аз пайдо шуд, ки болоравии дод, то танҳо се pions. Он ба қарибӣ ошкор шуд, ки он зан, ки инчунин V-битаи - хеле аъзоёни гуногуни оила, иборат аз чор зарраҳо. Баъдтар онҳо K-mesons (kaons) номида шуданд.
Як ҷуфт kaons ситонида шавад омма 494 MeV, ва дар сурати пардохти бетараф - 498 MeV. Ногуфта намонад, ки дар соли 1947, олимон иқбол гирифтани танҳо ҳамон сурати хеле кам як kaon мусбат дурнашаванда буд, аммо дар он вақт онҳо танҳо натавонистанд расм дуруст тафсир нест. Бо вуҷуди ин, ба таври комил одилона, аз он аст, дар асл мушоҳидаи аввали kaon бозгашт дар соли 1943 буд, вале иттилоот дар бораи он қариб зидди заминаи адабиёти илмӣ баъди ҷанг бисёр гум шуда буд.
нав oddities
Ва он гоҳ олимон интизор минбаъдаи кашфиёту. Дар солҳои 1950 ва 1951, муҳаққиқон аз донишгоҳҳои Манчестер ва Melnburskogo идора барои пайдо кардани як зарра аст, хеле вазнинтар аз protons ва neutrons. Вай боз дошт бе ягон пардохт, аммо дурнашаванда ба як proton ва pion. Дар охирин, чунон ки шумо метавонед мегӯям, як масъули манфӣ дошт. Як зарра нав denoted аз тарафи номаи Λ (лямбда).
тадқиқоти минбаъдаи
Рахнашавии дар тадқиқот танҳо пас аз пайдоиши як низом нави hadrons рух дод. Як рақам намоён дар ин Исроил Yuval Ne'eman, ки касб низомӣ беҳамтои ӯ тағйир карда мисли офтоб дурахшид олим буд.
Ӯ қайд кард, ки кушода аз тарафи вақти mesons ва baryons фаноро, ташкили кластер аз алоқамандро зарраҳои multiplets. Аъзоёни ҳар strangeness иттиҳодияи чунин молики пардохти барқ комилан якхела, балки баръакс. Пас, чӣ тавр ҳамкории ҳастаӣ қавии пардохти қувваи барқ надорад, вобаста нест, ки дар ҳамаи дигарон аз multiplets зарраҳо назар дугоникҳо комил.
Олимон пешниҳод намуд, ки ба вуїуд омадани чунин воҳидҳои ҷавобгӯи муайяни табиї symmetry, ва ба зудӣ онҳо натавонистанд пайдо вай. Ин умумӣ бисёр оддӣ гурӯҳи чарх С.У. (2), ки олимон дар саросари ҷаҳон барои тавсифи шумораи квантї буд. Ин танҳо дар он вақт аллакай маълум шуд, 23 hadrons ва пушташонро ба 0, ½ ё тамоми қисми баробар шуданд, то истифода аз ин таснифот ғайриимкон буд.
Дар натиҷа, дар он буд, ки барои таснифи як бор ду рақамҳои квантї истифода шавад, ин васила хеле васеъ таснифи. Ва гурӯҳе аз номи С.У. (3), вуҷуд дорад, ки дар ибтидои асри тарафи математик Фаронса Elie Cartan. Барои муайян кардани мавқеи taxonomic ҳар зарра дар он, барномаи тадқиқотӣ аз ҷониби олимон таҳия шудааст. Quark баъдан ба осонӣ ба як қатор системавї, ки дурустии мутлақи коршиносон тасдиқ даромад.
Шумораи нави квантї
Neeman кори ӯ ва ҳамтои худ, Gell-Mann, ки дар соли 1961 нашр, ва шумораи mesons Пас маълум кард, ҳафт зиёд бошад. Аммо дар коғаз онҳо, пажӯҳишгарон метарсанд, ки ба ёд эњтимолияти баланд аз мавҷудияти meson буданд ва ҳаштуминашон нест. Ҳамчунин, дар соли 1961, назарияи худро brilliantly тасдиқ карда мешавад. як зарра даъват meson eta, ки (мактуби юнонӣ η) ёфт.
кашфиётҳои минбаъдаи ва таҷрибаҳо brilliantly дурустии таснифи мутлаќи (3) номи С.У. тасдиқ кард. Ин омилҳои пуриқтидори ба тадқиқотчиён, ки нишон доданд, ки онҳо дар суруд рост шуд. Ҳатто Gell-Mann ҳеҷ шакке дар он аст, ки дар табиат мебошанд quarks вуҷуд дошт. Аз назар гузаронии назарияи худ буданд, хеле мусбат нест, балки олими боварӣ дорам, ки ӯ ҳақ буд.
Дар ин ҷо ва quarks!
Ба зудӣ баъд аз мақолаи "Модели нақшагии аз baryons ва mesons». Дар он, олимон натавонистанд ба рушди минбаъдаи идеяи низом, ки дорад, асоснок, то муфид. Онҳо, ки номи С.У. (3) пурра фарз мавҷудияти triplets тамоми fermions, айбдор барқ аз 2/3 то 1/3 ва 1/3, ки дар он дар triplet як ҳиссачаи аст, ҳамеша strangeness гуногун nonzero фарқ мекунад. Аллакай маъруф ба мо Gell-Mann онҳо гуфт: «зарраҳои ибтидоӣ quarks».
Бино ба иттиҳоми, ӯ онҳоро чун у, г ва р (аз калимаҳои англисӣ боло, поён ва бегона) нишонгузорӣ. Тибқи нақшаи нав, ҳар ташкил аз ҷониби се quark baryon. Mesons доранд, ташкил хеле осон. Онҳо дорои як quark (ин қоида immutable аст) ва antiquark. Танҳо пас аз он ҷомеаи илмии мавҷудияти ин зарраҳо, ки мавзўи моддаи мо бохабар шуд.
Дар таърихи каме бештар
Ин мақолаи, ки асосан ба рушди физика дар солҳои пеш муайян карда мешавад, таърих дорад, балки шавқовар. Gell-Mann фикр аз мавҷудияти чунин triplets пеш аз нашри он, вале ҳеҷ кас ба муҳокимаи пиндоштҳо худ. Далели он, ки худро дар мавҷудияти зарраҳо, ки як масъули касрӣ, ба монанди gibberish назар. Бо вуҷуди ин, баъд аз як сӯҳбат бо як физики назариявии Роберт Serber барҷаста фаҳмид, ки ҳамтои худ маҳз кардааст хулосањои ҳамин.
Калимаи «quark» (ин садои мисли овози сахтро ба ducks) аз аъмоли Яъқуб Ҷойс гирифта шуд. Oddly кофӣ, балки олим Амрико мақолаи худ дар маҷаллаи илмии Аврупо бонуфуз физика Мактуб фиристод, зеро ҷиддӣ тарсиданд, ки дида баромадани ҳамин сатҳи нашри Амрико Шарҳи ҷисмонӣ Мактуб онро нашр қабул надорад. Бо роҳи, агар шумо мехоҳед, ки барои на камтар аз як нусхаи мақолаи назар - шумо равона роҳ ба ҳамон осорхона Берлин. Quarks дар сухани пешиннён ва ӯ мавҷуд нест, балки достони пур аз кашфи худ (ё на, далели ҳуҷҷатии) аст.
Оғоз инқилоби quark
Дар адолат бояд ќайд намуд, ки қариб дар як вақт ба фикри ҳамин аз олим CERN, Dzhordzh Tsveyg омад. Якум, мураббиёну, худро Gell-Mann, ва он гоҳ буд, Ричард Feynman. Zweig низ муайян воқеият fermions, ки як масъули касрӣ доштанд, вале аз онҳо ном aces. як комбинатсияи quark ва antiquark - Ғайр аз ин, физики боистеъдод низ baryons ҳамчун се quarks, ва mesons ба шумор меравад.
Оддӣ карда гӯем, хонандаи хулосаҳои муаллими худ пурра такрор, хеле ғайр аз он. кори худ, ҳатто як ҷуфти ҳафта пеш аз нашри Mann пайдо кардааст, балки танҳо чун «-хона дод» ташкилоти. Бо вуҷуди ин, он ҳузури ду корҳои мустақил, ки дар он натиҷаҳои амалан якхела буданд, аст, ки як бор боварӣ баъзе олимон байъат назарияи пешниҳодшуда.
Аз рад таваккал
Аммо бисьёре аз муҳаққиқон андешида ин назария аст, дарҳол нобуд намекунад. Бале, журналистон ва theorists зуд дар муҳаббати бо ӯ возеіият ва самимият афтод, вале физикҳо ҷиддӣ онро танҳо пас аз он даме, ки 12 сол қабул кардаанд. Шумо бояд ба онҳо барои муҳофизакории аз њад зиёд айбдор накунед. Далели он, ки нусхаи аслии назарияи quarks дар якбора муқоиса ба ин Pauli хориҷ усулан, ки мо дар борааш дар аввали ин мақола. Агар мо дар њолате, ки дар proton дорои як ҷуфт U-quarks ва ягона г-quark, дар аввал бояд ба таври қатъӣ дар давлати квантї ҳамин бошад. Бино ба Pauli, ин ғайриимкон аст.
Он гоҳ буд, шуд ва шумораи квантї иловагӣ вуҷуд дорад, мисли ранги изҳори (тавре ки мо дар боло зикршуда). Ғайр аз ин, ба он норавшан аст, ки чӣ тавр quark умумӣ зарраҳои ибтидоӣ бо ҳамдигар, чаро намудҳои озоди худро ҷавобгӯ нест, њамкорї менамоянд. Ҳамаи ин асрори хеле кӯмак кард unravel назарияи соҳаи ҳароратсань, ки танҳо дар 70-миёна »оварда ба ақл». Тақрибан айни замон, назарияи quark аз hadrons табиатан дар он дохил карда мешавад.
На, бештаринашон чизе аз ҳама халал рушди назарияи набудани пурра ақаллан баъзе санҷишҳои таҷрибавӣ, ки ҳам мавҷудият ва њамкории байни quarks ва зарраҳои дигар тасдиқ кунед. Ва онҳо оҳиста-оҳиста оғоз ба назар мерасад, танҳо дар охири 60, вақте ки ба рушди босуръати технологияҳои иҷозат барои таҷрибаи а "интиқоли» болори электрон аз protons. Ин аст, ки ин таҷриба имконият доданд, ки ба исбот кунанд, ки дар дохили protons дар ҳақиқат «пинҳон» баъзе зарраҳо, ки дар ибтидо partons номида шуд. Баъдан, ҳанӯз ҳам бовар кунонд, ки он чизе монанд quark ҳақ аст, вале он танҳо дар охири соли 1972 буд.
тасдиқи таҷрибавӣ
Ин аст, ки ба шарофати ин гипотеза, олимон дар соли 1970 метавонад барои фаҳмондани он oddities бисёр, ки дар фаноро аз kaons бетараф айбдор мушоҳида шудааст буданд. Баъд аз чор сол, танҳо ду гурӯҳи мустақили физикҳо Амрико қодир ба ислоҳ фаноро meson, ки дар дохил танҳо як «charmed" quark ва antiquark он буданд. Ин аст, тааҷҷубовар, ки ин чорабинӣ бори зидиинашъаи ноябри инқилоб. Барои нахустин бор назарияи quark бештар ё камтар аз «визуалӣ" тасдиқ шуд.
Аҳамияти ифтитоҳи гуфт, на камтар аз он, ки роҳбари лоиҳа, Самуил инвентаризатсия ва Буртон Рихтер, баъд аз ду сол ҷоизаи Нобел дар худ гирифта: An ҳодиса аст, ки дар бисёре аз мақолаҳои инъикос карда мешавад. Бо баъзе аз онҳо шумо метавонед дар асл ёфт, агар шумо ташриф Осорхонаи Ню-Йорк таърихи табиӣ. Quarks, ва чунон ки мо аллакай гуфт: - як кашфи хеле муҳими замони муосир, ва аз ин рӯ таваҷҷӯҳ дар ҷомеа илмӣ пардохта, ба онҳо хеле зиёд.
таносуби ultima
Танҳо дар соли 1976, муҳаққиқон наёфтанд як зарра бо ғайри сифр тӯмор, ки бетараф D-meson. Ин дар якҷоягӣ хеле мураккаб як quark charmed ва у-antiquark аст. Дар ин ҷо ҳатто душманони дусту аз мавҷудияти quarks маҷбур шуданд иқрор ростии назарияи аввал бештар аз ду даҳсола пеш тавсиф карда шудаанд. Яке аз физикҳо назариявӣ машҳур, Dzhon Эллис, ки тӯмор аз ба ном «фишанги, ки ҷаҳонро тағйир ёфт."
Ба қарибӣ, ба рӯйхати кашфиётҳои нав дар омада, якчанд quarks хеле назаррас, боло ва поён, ки ба осонӣ қодир ба нақл бо аллакай дар замони фармоишњои ба номи С.У. (3) қабул карда мешавад. Дар солҳои охир, олимон мегӯянд, ки он ҷо ҳастанд, ба ном Tetraquarks, ки баъзе аз олимон зидиинашъаи кардаанд »молекулаҳои hadron».
Баъзе аз бозёфтњо ва хулосањои
Бояд фаҳмида мешавад, ки дар маросими ифтитоҳи ва асоснокии илмї барои мавҷудияти quarks, дар асл, шумо метавонед бехатар дар њолате, ки инқилоби илмӣ. Ин метавон баррасӣ ба аввали соли 1947 (дар асл соли 1943), ва дар охири он иртифъои дар якум ошкор шудани "charmed" mesons. Он рӯй, ки давомнокии санаи охирини ифтитоҳи чунин як сатҳи аст, на бештар ва на камтар, онҳое ки 29 сол (ва ё ҳатто 32 сол)! Ва ҳамаи ин вақт шудааст, на танҳо ба хотири дарёфти quark сарф! плазма Gluon ҳамчун объекти ибтидоӣ дар олам ба зудӣ таваҷҷуҳи бештар ба олимон ҷалб намуд.
Пас, ту чӣ медонӣ, ки quark. Ин зарра дар вақти боиси эҳсоси дар ҷаҳон илмӣ ва тадқиқотчиён имрӯз Умедворем дар охир ошкор тамоми асрори он.
Similar articles
Trending Now