Үүсэх, Дунд боловсрол, сургууль
Кварк - нь бөөмийн гэж байна вэ? Энэ кваркуудын бүрдэнэ юу олж мэд. Ямар кварк бага ширхэгийн?
Зөвхөн нэг жилийн өмнө, Петр Хиггс болон Fransua Engler түүний ажил, атомаас жижиг хэсгүүд судалгаанд зориулсан байна Нобелийн шагнал хүртсэн юм. Энэ нь инээдтэй юм шиг санагдаж болно, гэвч түүний нээлт эрдэмтэд хагас зуун жилийн өмнө хийсэн ч, энэ өдрийг хүртэл тэд бага зэрэг том гэрээ ч өгч чадахгүй юм.
Энэ юу вэ?
Дашрамд нь кварк гэж юу вэ? Энэ нь hadron хамгийн чухал бүрэлдэхүүн нэг юм. Чухал! Энэ нь бөөмийн үнэндээ fermion байх нь "хагас" эргэх байна. өнгө хамаараад (доороос харна уу) кварк төлбөр нь протоны эрхэлсэн гурав дахь буюу гуравны хоёр нь тэнцүү байж болох юм. өнгө хувьд нь тэнд зургаан (кваркуудын үе) юм. Тэд Pauli зарчмыг зөрчиж байх нь зайлшгүй шаардлагатай юм.
үндсэн мэдээлэл
Эдгээр хэсгүүдийн нэг хэсэг нь hadrons хорих үнэ цэнийг аас ихгүй зайд байдаг. , Өөрөөр хэлбэл, gluons тэд векторууд хэмжигч талбар солилцох: шалтгаан нь энгийн. Яагаад тийм чухал кварк байна вэ? Gluon плазмын (ханасан кварк) - асуудал нь төрийн ямар Big Bang дараа нэн даруй бүх ертөнц. Иймээс кваркуудын болон gluons оршин - тэр үнэхээр байсан нь шууд баталгаажуулах.
Тэд бас өөрсдийн өнгө байдаг боловч хөдөлгөөний учир нь тэдний виртуал хуулбарыг бий болгох. Иймээс тэдний хооронд кварк хүчин хоорондын зай эрс нэмэгдэж байгаа үед. нэг нь харилцааны хамгийн бага зай нь төсөөлж байгаагаар бараг (асимптотик эрх чөлөөг) алга.
Тиймээс ямар ч хүчтэй харилцан кваркуудын хооронд gluons шилжилтийн улмаас hadrons байна. Бид hadrons хоорондын харилцан үйлчлэлийн тухай ярих бол, тэд PI-meson хэлбэлзэл шилжүүлэх тайлбарлаж байна. Зүгээр л бүх шууд бусаар дахин gluons солилцох хүртэл бууруулж, тавьсан юм.
nucleons нь хэрхэн кварк хэсэг нь?
Нейтрон бүр D-кварк нь хос болон tazhe нэг у-кварк бүрдэнэ. Бүр протоны харш, - у-кварк ганц D-кварк хос. арга зам ярих, захидал квант тоо хамааран байрлуулсан байна.
АНУ-ын тайлбарлаж үзье. Жишээ нь, бета буурах бас нэг нь nucleon бүрэлдэхүүнд кварк нь ижил төрлийн нэг бүр өөрчлөлт тайлбарласан байгаа. D = U + W (энэ нь нейтроны задралын): сайн томъёогоор энэ үйл явц нь ингэж бичиж болно гэж ойлгож болно. Иймээс протоны арай өөр томъёог бичсэн байдаг: у г + W =.
Дашрамд энэ нь сүүлийн үйл явц нь нейтрино, гол од кластер positrons нь тогтвортой урсгал холбон тайлбарлаж байгаа юм. Тиймээс орчлон ертөнцийн арай бага ач холбогдолтой тоосонцор, нь кварк-gluon плазмын юм бид аль хэдийн хэлсэн болгон хэмжээний, Big Bang баталж, эдгээр хэсгүүдийн судалгаа эрдэмтэд илүү сайн нь бидний амьдарч байгаа дэлхий мөн чанарыг ойлгох боломжийг олгодог.
нь кварк-аас бага нь?
Дашрамд хэлэхэд, энэ нь ямар кваркуудын бүрдэнэ? Тэд салшгүй хэсэг preons байна. Өнөөдөр ч гэсэн тэд тийм их биш мэдэгдэж байгаа эдгээр хэсгүүд нь маш жижиг, муу ойлгож байна. Энд бага кварк байна.
Тэд хаанаас гарч ирдэг юм бэ?
мөр онол, Bilson-Томпсон онол: Өнөөдөр хамгийн түгээмэл хэлбэр нь хоёр таамаглал preons. Эхний тохиолдолд, ширхэгийн мэдээлэл илрэл мөр савладаг тайлбарлав. Хоёр дахь таамаглал нь тэдний гадаад төрх орон зай, цаг хугацааны догдолж төр учирсан байна гэдгийг харуулж байна.
Энэ бол хоёр дахь тохиолдолд энэ нь эргэх сүлжээний муруйн дагуух зэрэгцээ тээврийн матриц ашиглан үзэгдлийг тайлбарлах боломжтой юм нь сонирхолтой юм. Энэ матриц өөрийнх нь шинж чанар, preons эдгээр тодорхойлно. Энэ нь кваркуудын бүрдэнэ шүү дээ.
хачин хэсгүүд
Нэн даруй Дэлхийн II-р дайн дууссаны дараа эрдэмтэд атомаас жижиг хэсгүүд, одоог хүртэл зүгээр л команд (үзэх) шиг байсан ертөнцийг идэвхтэй судалж эхэлсэн байна. Протон, нейтрон (nucleons) атомын болон электронууд үүсдэг байна. 1947 онд тэрээр Цээнийн цэцэг гээд нээж (мөн 1935 онд түүний оршин таамаглаж), атомын цөм дэх nucleons харилцан татагдах үүрэгтэй байв. Энэ үйл явдал нь шинжлэх ухааны үзэсгэлэн нь түүний цаг үед зориулагдсан юм байна. Кварк хараахан нээлттэй биш байсан ч тэдний "ул мөр" дээр халдлага цаг ойртож байна.
Тэр үед нейтрино хараахан олж чадаагүй байна. Гэхдээ атомын бета буурах тайлбарлах нь илэрхий ач холбогдол эрдэмтэд тэдний оршин бага эргэлзэхгүй байна гэж маш их байсан. Үүнээс гадна, аль хэдийн илрүүлэх, эсвэл зарим нэг antiparticles таамаглаж байна. Нөхцөл байдал зөвхөн pions задралаар бөгөөд түүнээс хойш нейтрино, электроны эсвэл positron нь шилжилтийн үед бий болж байна muons нь тодорхойгүй хэвээр байна. яагаад би энэ завсрын станц хэрэгтэй вэ физикчид, ойлгохгүй байгаа юм.
Харамсалтай нь ийм энгийн, мадаггүй зөв загвар нь маш товч pions нээх амьд үлджээ. 1947 онд хоёр англи физикч Dzhordzh Рочестер болон Клиффорд Butler, шинжлэх ухааны сэтгүүлд Nature нь сониуч нийтлэл хэвлэгдсэн. Тэр үүл камерт тэд бөгөөд энэ үеэр prelyubopytny мэдээлэл авсан дамжуулан сансрын туяа нь тэдний судалгааны материал болгон байсан. ажиглалтын явцад олж авсан фото зураг нэг талаар, тодорхой нийтлэг гаралтай замуудыг харагдах хос байсан юм. ялгаа Латин V шиг байсан тул, дараа нь энэ нь тодорхой болсон - Эдгээр ширхэгүүд цэнэг нь мэдээж өөр өөр байдаг.
Эрдэмтэд дараа нь эдгээр замууд нь бусад замууд орхиж байгаа бол зарим нь үл мэдэгдэх бөөмийн нуралтын баримтыг харуулж байна гэж үздэг. Тооцоо үзүүлсэн түүний масс гэж - 500 MeV, электроны энэ утгаас илүү их байдаг. Мэдээж хэрэг, судлаачид тэдний нээлтийн V ширхэгийн нэрлэсэн байна. Гэхдээ энэ нь кварк биш байсан. Энэ нь бөөмийн ч жигүүртээ хүлээж байлаа.
Зөвхөн эхлэл
Энэ нээлтээс нь, энэ нь бүх эхэлжээ. 1949 онд ижил нөхцөлд ширхэгийн зам нь ердөө л гурван pions бий өгсөн олжээ. Энэ нь тун удахгүй тодорхой болсон гэсэн тэр, түүнчлэн V-битийн - гэр бүлийн бүр өөр өөр гишүүд, дөрвөн хэсгүүд бүрдсэн. Дараа нь тэд K-mesons (kaons) гэж нэрлэдэг байжээ.
цэнэглэгдсэн kaons нэг хос нь масс 494 MeV байна, төвийг сахисан, эрхэлсэн тохиолдолд - 498 MeV. Дашрамд 1947 онд эрдэмтэд эерэг kaon decays нь зүгээр л нэг нь маш ховор тохиолдол авахын тулд аз байсан ч тэр үед тэд зүгээр л зөв зургийг тайлбарлах боломжгүй байсан. Гэсэн хэдий ч, төгс шударга байх, энэ нь үнэн хэрэгтээ kaon эхний ажиглалт буцаж 1943 онд хийсэн байдаг, гэхдээ энэ тухай мэдээлэл бараг л олон дайны дараах шинжлэх ухааны нийтлэлийн дэвсгэр эсрэг алдсан байна.
шинэ oddities
Тэгээд дараа нь эрдэмтэд цаашид нээлт хүлээлээ. 1950 болон 1951 онд Манчестерийн болон Melnburskogo их, дээд сургуулийн судлаачид нь ширхэгийн протон ба нейтроны хамаагүй хүнд юм олж чаджээ. Тэр дахин ямар ч цэнэг байсан ч протон болон pion руу decays. Сүүлийнх та хэлж чадна гэж сөрөг цэнэг байсан. Шинэ ширхэгийн үсэг Λ (Lambda) -ээр тэмдэглэв.
цаашид судалгаа
судалгаанд нээлт зөвхөн hadrons шинэ системтэй бий хойш гарсан. Энэ нь нэрд гарсан зураг Израйлийн Yuval Ne'eman шиг гайхалтай эрдэмтэн байх түүний гарамгай цэргийн карьераа өөрчлөгдсөн байсан юм.
Тэр нь цаг хугацаанд нь нээлттэй гэдгийг холбогдох хэсгүүд multiplets нь кластер бүрдүүлэх, mesons болон baryons муудах сануулъя. Ийм холбоо харийн бүрийн гишүүд бүрэн ижил, харин эсрэгээр, цахилгаан хураамж байх. Тиймээс цахилгаан цэнэгүүдийн хүчтэй цөмийн харилцан хэрхэн хамааралтай биш юм вэ, multiplets бүх үлдсэн нь тоосонцор төгс ихэр хүүхэд харж байна.
Эрдэмтэд ийм тогтоц нь илрэл нь зарим байгалийн тэгш үгийн утганд яг тохирч санал болгож, удалгүй тэд түүнийг олж чадсан байна. Энэ нь (2), дэлхийн эрдэмтэд квант тоо тодорхойлоход хэрэглэгддэг эргэх бүлгийн SU энгийн нийтэд хэрэглэх байсан юм. Энэ нь тэр үед зүгээр л аль хэдийн 23 hadrons мэдэгдэж байсан юм, тэдний нуруу 0, ½, эсвэл бүх нэгж тэнцүү байсан болохоор энэ ангилал нь боломжгүй байсан ашигладаг.
Үр дүнд нь, энэ нь улмаар ангилал маш их өргөжүүлж, хоёр квант тоо нэг удаа ангилалд ашиглаж болох байсан. Тэгээд Су (3), нэг бүлэг байсан бөгөөд Францын математикч Elie Cartan өөр зууны эхэнд. Хэрэв дахь бөөмийн бүрийн ангилал зүйн байрлалыг тодорхойлохын тулд судалгааны хөтөлбөрийн эрдэмтдийн боловсруулсан байна. Кварк дараа нь амархан системтэй цуврал, шинжээч үнэмлэхүй ялын батлагдсан байгуулсан.
Шинэ квант тоо
Neeman түүний ажил болон түүний хамтран зүтгэгч, Gell-Манн, 1961 онд хэвлэгдсэн, дараа нь мэдэгдэж байгаа mesons тоо долоон хэтрээгүй байна. Гэвч тэдний баримт бичигт судлаачид найм дахь meson оршин өндөр магадлал энд дурьдах нь айж байсан юм. Мөн 1961 онд, тэдгээрийн онол гайхалтай баталсан байна. ETA meson хэмээх жижиг хэсгүүдийг (Грек үсэг η) олдлоо.
Цаашид нээлт, туршилт гайхалтай Су (3) үнэмлэхүй ангиллын зөв баталсан юм. Энэ нь зөв зам дээр байна гэдгийг олж мэдсэн юм судлаачид хүчтэй урамшууллын болсон. Тэр ч байтугай Gell-Манн шинж чанартай кварк байдаг гэдгийг үнэндээ ямар ч эргэлзээ байсан. Түүний онол нь сэтгэгдэл маш их эерэг биш байсан, харин эрдэмтэн түүний зөв байсан гэдэгт итгэлтэй байсан юм.
Энд болон кварк!
Удалгүй зүйлийн дараа "baryons болон mesons нь бүдүүвч загвар." Хэрэв эрдэмтэд цаашид маш үр дүнтэй байдаг билээ системтэй санааг хөгжүүлэх боломжтой юм. Тэд SU (3) бүрэн бүтэн гурав fermions оршин, таамагладаг байна гэж олж цахилгаан цэнэг 2/3 нь 1/3 ба 1/3, TRIPLET нэг ширхэгийн үргэлж өөр өөр тэгээс ялгаатай хачин юм харилцан адилгүй байдаг. Аль хэдийн Gell-Манн тэднийг дуудаад бидэнд сайн мэдэх "бага тоосонцор нь кварк."
хураамж дагуу тэрээр у, D болон сек (дээш Англи үг нь, доош, хачин) болгон тэмдэглэсэн. шинэ схемийн дагуу тус бүр гурван baryon кварк үүссэн. Mesons хамаагүй хялбар зохион байгуулсан байна. Тэд нэг нь кварк (энэ дүрмийн хувиршгүй байдаг) болон antiquark агуулсан байдаг. Зөвхөн шинжлэх ухааны олон нийтийн эдгээр хэсгүүд нь манай зүйлийн хамаарах оршин байгааг мэдэх болсон дараа нь.
Бага зэрэг илүү их түүх
Энэ нийтлэл нь ихэвчлэн ирэх жилүүдэд физикийн хөгжлийг тодорхойлсон, нэлээд сонирхолтой түүхтэй. Gell-Манн урт нь хэвлэн нийтлэх өмнө ийм гурван ихэр оршин бодож, гэхдээ хэн ч тэдний таамаглал талаар хэлэлцэж болно. баримт нь бутархай цэнэгтэй байдаг хэсгүүдийн оршин тогтнох нь түүний төсөөлөл, нууцлаг шиг харагдаж байсан юм. Гэхдээ нэртэй онолын физикч Роберт Serber нь яриа дараа тэр өөрийн хамтран зүтгэгч яг ижил дүгнэлт хийж байна гэж мэдсэн юм.
гэдэг үг нь "кварк" (энэ дууны нугас хашхирах мэт) Жеймс Жойс үйлсээр авсан байна. Хачирхалтай нь, харин АНУ-ын эрдэмтэн өөрийн өгүүллийг нэр хүндтэй Европын шинжлэх ухааны сэтгүүлд Физик үсгээр, ноцтой Физик тойм захидал Америкийн хэвлэлд түвшин ижил шалгалт нийтлэх хүлээж авах нь үгүй болно гэж айж, учир нь илгээсэн байна. Дашрамд хэлэхэд, та зүйлийн наад зах нь хуулбар хайх хүсэж байгаа бол - та ижил Берлиний музейд замыг чиглүүлэх. Түүний Үйл ажиллагааны зааварт кварк бэлэн биш, харин тэдний нээлтийн бүрэн түүх (эсвэл оронд, баримтат нотлох баримт) юм.
кварк хувьсгал эхлэн
шударга энэ нь бараг л ижил бодол тэр үед CERN эрдэмтэн, Dzhordzh Tsveyg ирсэн гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Нэгдүгээрт, түүний багш өөрөө Gell-Манн, дараа нь байсан Ричард Feynman. Zweig мөн fermions нь бутархай цэнэг байсан бодит байдлыг тодорхойлж, харин тэднийг Aces гэж нэрлэдэг. нь кварк болон antiquark хослуулан шиг - Түүнээс гадна, авъяаслаг физикч бас гурван кваркуудын болон mesons гэж baryons үзсэн.
Зүгээр л түүний багш дүгнэлт сурагч бүрэн Хэрэв нэлээд зайтай давтан тавьж. Түүний ажил Манн хэвлэн нийтлэх өмнө долоо хоног бүр хоёр гарч, харин "гэр хийсэн" байгууллага зөвхөн байна. Гэсэн хэдий ч, энэ нь үр дүн нь бараг ижил байсан нь хоёр бие даасан ажил байх нь байна, нэг удаа санал болгож буй онолын зарим эрдэмтэд үнэнч ятгасан.
татгалзах эхлэн итгэх
Гэвч олон судлаачид энэ онол нэн даруй биш юм авсан. Тийм ээ, маш хурдан сэтгүүлч, онолчид тодорхой бөгөөд хялбар байх үүднээс түүнд дурласан ч ноцтой физикчид зөвхөн урт нь 12-хан жилийн дараа хүлээн зөвшөөрсөн байна. Та хэт их консерватизмын тэднийг буруутгах хэрэггүй. баримт эрс кваркуудын анхны онол гэж Pauli хасах зарчим, бид энэ зүйлийн эхэнд дурдсан. Бид протоны у-кваркуудын, зөвхөн D-кварк нь нэг хос агуулсан гэж байгаа бол, эхлээд нэг квант төлөвт хатуу байх ёстой. Pauli дагуу, энэ нь боломжгүй юм.
Энэ нь (бид дээр дурдсан шиг) дараа нь байсан бөгөөд нэмэлт квант тоо байсан нь өнгө илэрхийлнэ. Цаашилбал, энэ нь бие биедээ яагаад чөлөөт зүйл хангаж биш харин бага хэсгүүд кварк хэрхэн ерөнхий харилцан нь тодорхойгүй байна. Эдгээр бүх нууцууд маш их хэмжигч талбар онол нь зөвхөн дунд 70-аад онд "оюун авчирсан" учрыг нь тусалсан юм. Үүний зэрэгцээ орчим, hadrons нь кварк онол байгалийн Хэрэв багтсан.
Гэвч хамгийн чухал нь оршин болон кваркуудын болон бусад хэсгүүдийн хоорондын харилцааг аль аль нь баталж байсан туршилтын туршилт ядаж зарим нь бүрэн байхгүй онолын хөгжилд саад болж. Мөн тэд аажмаар зөвхөн технологийн хурдацтай хөгжлийн протоны нь "дамжуулах" электрон дам нуруу туршлага нь зөвшөөрсөн 60, эцэст гарч эхлэв. Эдгээр туршлага нь үнэхээр "нуух" зарим хэсгүүд, анх partons гэж нэрлэдэг байсан гэж дотор нь протон нотлох боломжтой юм байна. Дараа нь, одоо ч энэ нь үнэн кварк гэх мэт юу ч биш гэж итгэж, гэхдээ энэ нь 1972 оны сүүлээр л байсан юм.
туршилтын баталгаа
Энэ таамаглал ачаар 1970 онд эрдэмтэд төлбөр нь төвийг сахисан kaons задралаар нь ажиглагдсан олон oddities тайлбарлаж чадсан юм. Дөрвөн жилийн дараа Америкийн физикчид ердөө хоёр бие даасан бүлэг meson муудах, зүгээр л нэг "татагдсан" кварк болон түүний antiquark орсон засах боломжтой байсан юм. Энэ үйл явдал нэг удаа арваннэгдүгээр сарын хувьсгал гэж нэрлэгдэх гэсэн ямар ч гайхах юм. анх удаа кварк онол илүү буюу "харааны" баталгаа бага байсан юм.
нээх ач холбогдол төслийн менежер, Самуел Тинг ба Бартон Richter, хоёр жилийн дараа түүний Нобелийн шагнал хүртсэн гэсэн наад зах нь үнэн хэлсэн нь: нэг үйл явдал нь олон зүйл тусгагдсан байна. Тэдний зарим нь та Байгалийн түүхийн Нью-Йоркийн музейд зочилж байгаа бол эх нь олж болно. Кварк, бид аль хэдийн хэлсэнчлэн - маш их тэдэнд төлсөн шинжлэх ухааны олон нийтийн дунд орчин үеийн маш чухал нээлт, мөн тиймийн тул анхаарал хандуулах.
Ultima харьцаа
Зөвхөн 1976 онд судлаачид төрийн бус тэг сэтгэл татам нь нэг жижиг хэсгүүдийг, төвийг сахисан, D-meson олж авч байсан бэ. Энэ нь татагдсан кварк болон у-antiquark нь биш, харин цогц хослол юм. Энд кваркуудын оршин ч inveterate дайснууд, онолын үнэнийг хүлээн зөвшөөрөх аргагүй эхний хоёр гаруй жилийн өмнө тайлбарласан байна. хамгийн алдартай онолын физикчдийн нэг Dzhon Эллис, сэтгэл татах увидасаараа гэж нэрлэдэг "хөшүүрэг дэлхийг өөрчилсөн."
Удалгүй, шинэ нээлт жагсаалт ирж, маш их хэмжээний кваркуудын, дээд ба доод амархан аль хэдийн Су (3) захиалах үед гаргасан нь холбогдох боломжтой хэд хэдэн. Сүүлийн жилүүдэд эрдэмтэд зарим эрдэмтэд гэж нэрлэгдэх гэж байна Tetraquarks гэж нэрлэгддэг байна гэж "hadron молекулуудыг."
үр дүн, дүгнэлтийг зарим
Энэ нь кваркуудын оршин тогтнох нээлт, шинжлэх ухааны үндэслэл, үнэн хэрэгтээ, та аюулгүйгээр шинжлэх ухааны хувьсгал гэж үзэх болно гэдгийг ойлгох хэрэгтэй. Энэ нь (үнэн хэрэгтээ 1943 онд) 1947 оны эхлэл гэж үзэж болно, түүний төгсгөл "татагдсан" mesons эхний илрүүлэх дээр унасан байна. Ийм түвшинд нээх сүүлийн өдөр үргэлжлэх хугацаа байна, тэр ч илүү ч биш, бага, олон 29 болгон жил (эсвэл бүр 32 жил) болж байна! Мөн энэ бүх цаг үед нь зөвхөн кварк олох төлөө зарцуулсан байна! орчлон ертөнцийн үндсэн обьект шиг Gluon плазмын удахгүй эрдэмтэд илүү их анхаарал татаж байна.
Тэгэхээр та ямар кварк мэднэ. үед энэ бөөм нь шинжлэх ухааны ертөнцөд нэгэн дуулиан болж, өнөөдөр судлаачид эцэст нь найдаж байна түүний бүх нууцыг илчлэх.
Similar articles
Trending Now