10 elméleti részecske, amely megmagyarázhatja, mindent
Évszázadokon emberiség harapni a gránit a tudomány, hogy kitaláljam, a pontos összetételét az univerzumban. Az ókori görögök először azt valószínűsíti, hogy az atomok, amelyek véleményük volt a legkisebb részecskék - #xAB; építőelemek # xbb; minden dolog. Az 1500 éves volt minden, amit tudott a dologról. 1897-ben, a felfedezés az elektron elpusztította a tudományos világot, hogy a romok között. Azt találtuk, hogy pontosan ugyanaz, mint a molekulák atomokból, az atomok komponensekből állnak.
És minél több néztük, annál válaszok tűnt elfolyik a kezünkből. Még protonok és neutronok - építőkövei az atomok - készülnek még kisebb részecskék - túró. Minden felfedezés több kérdést vet fel. Lesz térben és időben placers apró részecskék, melyek még nem lehet látni? Talán. Mielőtt tíz elméleti részecske, ami mindent megmagyaráz. Ha megtaláljuk őket.
Kezdjük valami közeli amit mi már tudjuk - a kvarkok. Hatféle kvarkok. #xAB; Felső # xbb; és #xAB; rövidszénláncú # xbb; kvarkok gyakoribb, alkotják protonok és a neutronok. #xAB; Fura # xbb; kvarkok, másrészt, nem olyan gyakori. Amikor furcsa kvark kombinált felső és alsó túró egyenlő mennyiségben, hogy hozzon létre egy részecske, az úgynevezett #xAB; strangelet # xbb; (az #xAB, furcsa # xbb; és #xAB; cseppek # xbb;). Strangelet - a legfinomabb darabok, amelyek egy furcsa kérdés.
Az elmélet szerint a furcsa kérdés, strangelet alakult a természetben, amikor egy hatalmas neutroncsillag - nehéz összeomló csillag - termel akkora nyomást, hogy az elektronok és a protonok a sejtmagban összeolvad, majd összeomlása tovább egyfajta sűrű túró buborék, amely nevezünk egy furcsa kérdés. Bár nagy strangelet elméletileg létezik a központon kívül a csillag a magas vérnyomás, a legvalószínűbb, hogy elhajózott ilyen csillagok más naprendszerek - beleértve saját.
De aztán megint, ha vannak ilyenek, a legtöbb strangelet viszont az atommag egy másik strangelet ha szembe velük. Új strangelet arc más magok, ami egy láncreakciót, amíg az összes anyag a világon nem alakul át furcsa kérdés. Tény, hogy az ilyen félelmek okozta működését a Large Hadron Collider, a képviselői, amely nem abban az időben, hogy meggyőzze az embereket a mesterséges ezt a tényt. Nem valószínű, hogy véletlenül létre strangelet, amely elpusztítja a bolygót.
Szuperszimmetria elmélet kimondja, hogy minden részecske az univerzumban az ellenkezője a részecske-twin, úgynevezett szuperszimmetrikus részecskék, vagy superpartner Sparticles. Így minden kvark squark amely elválasztja az első tökéletes szimmetria. Minden foton photino. És így tovább, amíg sem a 61 ismert elemi részecskék nem maradnak anélkül, hogy figyelmet. Nos, ha olyan sokan, miért nem találtunk egyet?
Van egy elmélet, hogy a nehezebb részecskék gyorsabban csökken, mint a világosabb elemi részecske fizika. Ha kellően nehéz részecske, hogy lebontja után szinte azonnal létrehozását. Feltételezve, hogy sparticles hihetetlenül nehéz, azokat meg kell semmisíteni az egy szempillantás alatt, míg a superpartners - részecskék, hogy látjuk - él. Ez megmagyarázhatja, hogy miért az univerzum van túlsúlyban a sötét anyag - sparticles tartalmazhat sötét anyag, és létezik a területen, ami számunkra messze nem megfigyelhető.
Matter részecskékből áll -, és csak az antianyag áll antirészecskéi. Ez a józan ész. Antirészecskéi ugyanaz a tömeg, mint a normál részecskék, de ellentétes töltésű, és szemben perdület (spin). Úgy tűnik, hogy a szuperszimmetria, de ellentétben a részecskék antirészecskéi ugyanúgy viselkednek, mint a részecskék, akár részt vesz a létrehozását antielements mint antihidrogén. Elvileg bármilyen kérdése van az antianyag.
Mindenesetre, ott kell lennie. Ez a probléma - van egy csomó anyag és antianyag nem talál máshol. Csak mesterségesen létrehozott. Kívül a Large Hadron Collider szabad antianyag nem létezik még elméletben.
Szerint a Big Bang elmélet, ez volt kezdetben egyenlő számban részecskék és antirészecskéi. Minden anyag a világegyetemben létrejött ponton robbanás. Alapértelmezésben az összes antianyag kellett volna létre ugyanabban az időben. Egy másik elmélet szerint más részein a világegyetem uralja az antianyag. Mindaz, amit lehet látni a távoli csillagok állnak számít. De a látható univerzum lehet, hogy csak egy kis része a világegyetem, valahol ott lehet egész csillag rendszerek antianyag.
Jelenleg antirészecskéje jelentenek hatalmas probléma a modern elméleti elemi részecskefizika. Egy másik probléma súlyosságát. Összehasonlítva más erők, mint például az elektromágnesesség, gravitáció - egy nagyon gyenge erő. Ezen túlmenően, ez jól működik egy planetáris szinten - a gravitáció segítségével is könnyen megfigyelhetjük más csillagok és bolygók, de molekuláris szinten, hogy szinte lehetetlen elkapni, és ha létrehoz abszurd dolgokat. Amellett, hogy minden mást, nincs gravitáció a részecskék hordozzák úgy, mint a fotonok hordozzák fény.
És akkor ott van a graviton. Ez egy elméleti részecske, hogy illeszkedjen gravitációs ugyanazt a mintát, mint bármely más megfigyelhető hatása. Mivel a gravitáció kevés látnivaló minden objektum a távolságtól függetlenül, meg kell tömegtelen. De ez nem jelent problémát - a fotonok nincs tömege, és vannak mindenhol. Mi ment eddig, hogy mi is határozza meg a pontos paraméterek által teljesítendő graviton, ezért ha megtaláljuk a részecske - bármely részecske - kielégíti ezeket a paramétereket, mi lesz a graviton.
Keresse meg a graviton is nagyon fontos, mert most az általános relativitáselmélet és a kvantumfizika összeegyeztethetetlen. Azonban bizonyos energiaszintet, az úgynevezett Planck skála, gravitációs megszűnik követni a szabályokat a relativitás és csúszik a kvantum szabályokat. Ezért a megoldás arra a problémára, a gravitáció is a legfontosabb, hogy egy egységes elmélet.
Van egy másik elméleti részecske gravitációs, ez szép és egy kicsit kevesebb, mint a teljes. Graviphoton - egy részecske, amely akkor keletkezik, amikor a gravitációs mező nyilvánul az ötödik dimenzióban. Onnan származik a Kaluza - Klein, amely azt javasolja, hogy összekapcsolják a gravitáció és az elektromágnesesség egyetlen erő a feltétellel, hogy a tér-idő, több mint öt dimenzióban. Graviphoton volna a jellemzői a graviton, hanem, hogy a tulajdonságok a foton, létrehozva a fizikusok hívja #xAB; ötödik erő # xbb; (De általában csak négy alapvető erő).
Más elméletek azt állítják, hogy graviphoton lehet superpartner, de mindenképpen lennének taszította és vonzotta egyidejűleg. Elméletileg ez okozhat anti-gravitációs hatása. És ez csak az ötödik dimenzióban. Szupergravitáció elmélet feltételezi a létezését graviphoton, de javasolja, hogy bővítse a mérések számát ... eleven.
Mi áll a kvarkok? Kezdeni, vessünk egy pillantást a skála. A nucleus egy arany atom hetvenkilenc protonok. Minden proton három kvark. A szélessége a atommag arany - körülbelül nyolc femtometrov szerte. Ez a nyolc milliomod nanométer és nanométeres - egy milliárdod méter. Kvarkok nagyon kicsi és preons, ebben az esetben úgy kell elhanyagolható, hogy egyszerűen nem lehet mérni a modern módszereket.
Vannak más leírására használt szavak elméleti építőkövei kvarkok, beleértve primony, subquarks, angioödéma és Tweedle, de #xAB; preon # xbb; Mi volt a legjobb. És preons - egy nagyon fontos része az elméleti fizika, mert abban a pillanatban az alapvető részecskék kvarkok. Ha kiderül, hogy azok tagjai más részein, akkor megnyitja az utat a több ezer új elméleteket. Például, az egyik elmélet szerint a megfoghatatlan antianyag az univerzumban lévő tényleges preons, így mindent részecskék antianyag, ami le van zárva e egyáltalán. Ezen elmélet szerint, és te egy hordozó antianyag - csak, hogy nem lehet látni, mert számít épül fel a nagyobb egységeket.
Semmi nem jön közel sérti az ismert jogszabályok relativitás közelebb van, mint a tachion. Ez részecske gyorsabban halad, mint a fény, és ha létezett volna, az alapvető sebességkorlátozás többé nem korlátozza a fénysebesség. Sőt, ez azt jelentené, hogy a fény sebessége lesz központi kérdés - és mindkét oldalán ez a pont lesz a részecskék mozognak végtelenül lassan (nem mozog egyáltalán), és tachionok, ami mozog végtelenül gyorsan.
A sors iróniája, kapcsolatuk a fény sebessége lenne egy tükör. Nagyjából elmondható, hogy amikor egy átlagos részecske felgyorsul, az energia iránti növekvő. Áttörni a gátat a fény sebessége, akkor szükség van egy végtelen mennyiségű energiát. Abban az esetben, a tachion, annál lassabban mozog, annál több energiára van szükség. Amikor lelassul, és megközelíti a fény sebessége, a másik végén, a teljesítményigény végtelenhez közelít. De amikor a sebesség növekedésével, és csökkenti az energia- - nem kell energiát egyáltalán mozogni végtelen sebességgel.
Gondolj rá úgy, mint egy mágnes - egy mágnes ragasztva a falra, és a másik a kezedben. Amikor megérinti az azonos pólusok a mágnesek, a mágnest taszítja. Minél közelebb jött közel a mágnes, minél erősebben nyomja. Most képzeljük el, hogy a másik oldalon a fal van egy másik mágnes, hogy nem ugyanaz a dolog. A mágnes a falon - ez a fény sebessége, míg a másik két mágnes - ez tachionok és közönséges részecskék. Még ha volt egy tachion, akkor mindig zárva, a másik oldalon a csapda, amit mi magunk nem tud elkerülni. Bár technikailag fel lehet használni, hogy üzeneteket küldeni a múltban.
Szinte az összes részecskék, amelyek azt mondták, hívják pont részecskék: a kvarkok és a fotonok léteznek egyetlen pont - a kis apró légyköpés - nulla méretű. Húrelmélet arra utal, hogy ezek az elemi részecskék - nem ez a lényeg, és a húrok, egydimenziós részecskék menet. Lényegét tekintve a húrelmélet - egy bizonyos #xAB; Theory of Everything # xbb;, amely meg akarja összeegyeztetni a gravitációt és a kvantumfizika. A húrelmélet - több egyedi elméletek, és elméletek maguk húrok túl sok. Abból, amit ma már tudjuk, a gravitáció és a kvantummechanika nem egymás mellett ugyanabban a fizikai térben - a gravitáció nem működik a kvantum szinten.
Így a tág értelemben vett, a húrelmélet valóban egy kvantumelmélet a gravitáció. Összehasonlításképpen, egy string lehet cserélni preons építőkövei kvarkok, bár magasabb szinten minden ugyanaz marad. A húrelmélet, string lehet alakítani semmit formájától függően, amely a lehető legkisebb legyen. Ha a string továbbra is nyitott, ez lesz a foton. Ha a végén egy húr egy zárt hurokban, ez lesz a graviton. Nagyjából ugyanaz a fa lehet egy egész fülke vagy fuvola.
Amint azt már említettük, string elméletek sok van, és mindegyikük azt jósolja, különböző mérések száma. A legtöbb ilyen elméletek azt állítja, hogy tíz vagy tizenegy méretei és bozon-húrelmélet (vagy superstring elmélet) azt állítja, hogy a mérés nem kevesebb, mint huszonhat. Ezek a más dimenziók gravitációs azonos vagy nagyobb erőt képest más alapvető erő, ami megmagyarázza a gyenge gravitáció a három térbeli dimenzióban.
Ha szeretné, hogy magyarázatot a gravitáció, akkor ásni az M-elmélet vagy membrán elmélet. A membránokat vagy brán - egy részecske, amely futtatható a többszörös mérést. Például, egy 0-brán - egy pont brán, ami létezik egy dimenziója nulla, mint a túró. 1-brán van egy dimenzió - a húr. 2-brán - dimenziós membrán és így tovább. Többdimenziós bránok lehet bármilyen méretű, ami az elmélet, hogy a világegyetem - egy nagy háború a négy dimenzió. Ez átok - világegyetemünk - csak egy darab a többdimenziós térben.
Ami a súlyát a négydimenziós brán egyszerűen nem tartalmaznak, ezért a gravitációs energia távozik a másik brán többdimenziós térben; vagyunk egyszerűen tartalmat, ami maradt, így a gravitáció is olyan gyenge, mint a más erők.
Persze, ez nem nehéz kitalálni, hogy van egy csomó bránok mozognak a térben - a végtelen bránok keresztül végtelen térben. Ez szüli az elmélet a multiverzum és a ciklikus univerzum. Ez utóbbi szerint a világegyetem alá ciklusok: kitágul annak az energiának a Big Bang, majd gravitáció húzza mindent egy helyen. Ez az összehúzódás létrehoz egy új robbanás, és így tovább a végtelenségig.
Higgs született Higgs mező és javasolták a magyarázata, hogy miért néhány részecskék, amelyek tömege ténylegesen nem bírják azt. Higgs mező - ami még soha senki nem látott - ott kell lennie a világegyetemben, és biztosítja a szükséges erőt, hogy a részecskék szerezhet tömeget. A Higgs-bozon van, hogy töltse ki nagyon hiányos a Standard Modell, ami megmagyarázza a nagyon népszerű, és majdnem minden (kivéve a gravitáció, természetesen).
Higgs fontos, hogy igazolja a létezését és Higgs mező mutatja be, hogy energiát Higgs mező megnyilvánulhat formájában tömeget. Ez is fontos, mert precedenst. Előtt a felfedezés volt a szokásos elmélet. Volt egy matematikai modell, a fizikai tulajdonságai spin - minden. Csak szükséges bizonyítékot a létezéséről. És megtaláltuk.
És ha tudnánk csinálni egyszer, akik azt állítják, hogy ezek bármelyike részecskéket nem lehet valódi? Tachionok, strangelet, gravitonok - ezek a részecskék teljesen be a képet a világ, és közelebb visz annak megértéséhez, az alapjait a világ, amelyben élünk.