Elementaarne osake: mis see on?

Vähesed inimesed ei tea sellist asja nagu "elektron" ja lõpuks tähendab see "elementaarne osake". Loomulikult on enamikul inimestel vähe mõtet, mis see on ja miks seda on vaja. Televisioonis, raamatutes, ajalehtedes ja ajakirjades on neid osakesi kujutatud väikeste punktide või kuulidena. Sellepärast usume, et harjumata inimesed usuvad, et osakeste kuju on tõepoolest sfääriline ja et nad vabalt lendavad, suhelda, põrkuvad jne Kuid selline kohtuotsus on põhimõtteliselt vale. Elementaarse osakese mõiste on äärmiselt raske mõista, kuid pole kunagi liiga hilja, et proovida omandada vähemalt väga ligikaudne idee nende osakeste olemusest.

Möödunud sajandi alguses olid teadlased tõsiselt hämmingus selle pärast, et elektron ei lange aatomtuumal, sest Newtoni mehaanika kohaselt peab kogu energia vabanemine jääma lihtsalt tuumale. Üllatusena seda ei juhtu. Kuidas ma saan seda seletada?

Fakt on see, et klassikalise tõlgenduse ja elementaarse osakese füüsika on kokkusobimatud asjad. See ei allu tavalise füüsika seadustele, kuna see toimib kvantmehaanika põhimõtete kohaselt . Põhiprintsiip on ebakindlus. Ta ütleb, et on võimatu täpselt ja samaaegselt määrata kaks omavahel ühendatud kogust. Mida rohkem neist esimene on määratud, seda vähem saab teine määrata. Seda määratlust järgivad kvantkorrelatsioonid, korpuskulaarlaine dualism, tunneli efekt, lainefunktsioon ja palju muud.

Esimene oluline tegur on koordinaatide-hoogu ebakindlus. Lähtudes klassikalise mehaanika alustest võib meenutada, et keha liikumise ja keha trajektoori mõisted on lahutamatud ja alati selgelt määratletud. Proovime selle mustri mikroskoopilisse maailma üle kanda. Näiteks on elementaarne osake täpne impulss. Siis, liikumise trajektoori kindlakstegemisel kogeme koordinaadi määramatust. See tähendab, et elektron avastatakse kohe väikese ruumala ruumides kõikides kohtades. Kui me püüame täpselt keskenduda selle liikumise trajektoorile, siis saab impulss hajusa tähenduse.

Sellest järeldub, et ükskõik kui raske me püüame kindlaks määrata mingit konkreetset väärtust, siis teine kohe muutub ebamääraseks. See põhimõte põhineb osakeste laineomadusel. Elektronil puudub selge koordinaat. Võib öelda, et see paikneb samal ajal kõikides kosmosepunktides, mida piirab lainepikkus. Selline esitus võimaldab meil selgemalt mõista, mis elementaarne osake on.

Energia-aja suhtega tekib ligikaudu sama ebakindlus. Osakeste pidev suhtlemine, isegi füüsilise vaakumi juuresolekul . See interaktsioon kestab mõnda aega. Kui me kujutame ette, et see näitaja on rohkem või vähem kindel, siis muutub energia määramatuks. See rikub paindlike lühikeste ruumide energiasäästu aktsepteeritud seadusi .

Esitatav korrektsus tekitab madalenergia osakesi - põhjaväljade kvantaate. Selline valdkond ei ole pidev aine. See koosneb kõige väiksematest osakestest. Nende interaktsiooni tagab fotode emissioon, mida absorbeerivad teised osakesed. See säilitab energia taseme ja toodab stabiilset elementaarset osakest, mis ei saa südamikku langeda.

Elementaarsed osakesed on oma olemuselt lahutamatud, kuid erinevad üksteisest nende massi ja teatud omaduste poolest. Seetõttu on välja töötatud teatavad klassifikatsioonid. Näiteks võib interaktsiooni tüübist eristada leptoneid ja hadroni. Hadronid jagunevad omakorda mesooniks, mis koosnevad kahest kvarkist ja baryoonidest, milles on kolm kvarti. Kõige kuulsamad baaroonid on neutronid ja prootonid.

Elementaarsed osakesed ja nende omadused võimaldavad eristada veel kahte klassi: boonid (täisarvuga ja nulliga keerutab), fermionid (koos pool integraalse spiniga). Igal osakel on oma vastupidine omadus. Ainult prootonid, leptonid ja neutronid on stabiilsed. Kõik teised osakesed lagunevad ja muutuvad stabiilseteks osakesteks.