Najmanja elementarna čestica. Najmanja čestica u svemiru

Nevjerovatne činjenice

Ljudi imaju tendenciju da obraćaju pažnju na velike predmete koji odmah privlače našu pažnju.

Naprotiv, male stvari mogu proći nezapaženo, iako ih to ne čini manje važnim.

Neke od njih možemo vidjeti golim okom, druge samo mikroskopom, a ima i onih koje se mogu zamisliti samo teoretski.

Ovdje je zbirka najmanjih stvari na svijetu, u rasponu od sićušnih igračaka, minijaturnih životinja i ljudi do hipotetičke subatomske čestice.

Najmanji pištolj na svijetu

Najmanji revolver na svijetu SwissMiniGun ne izgleda veće od ključa od vrata. Međutim, izgled vara, a pištolj je dugačak samo 5,5 cm i težak nešto manje od 20 grama i može pucati brzinom od 122 m u sekundi. Ovo je dovoljno da se ubije iz neposredne blizine.

Najmanji bodibilder na svetu

Prema Guinnessovoj knjizi rekorda Aditya "Romeo" Dev(Aditya "Romeo" Dev) iz Indije bio je najmanji bodibilder na svijetu. Sa samo 84 cm visine i 9 kg, mogao je podići bučice od 1,5 kg i provodio je dosta vremena usavršavajući svoje tijelo. Nažalost, preminuo je u septembru 2012. godine zbog rupture aneurizme mozga.

Najmanji gušter na svijetu

karaguanska sfera ( Sphaerodactylus ariasae) je najmanji reptil na svijetu. Dužina mu je samo 16-18 mm, a težina 0,2 grama. Živi u Nacionalnom parku Jaragua u Dominikanskoj Republici.

Najmanji auto na svijetu

Peel 50, težak 59 kg, najmanji je serijski automobil na svijetu. Početkom 1960-ih proizvedeno je oko 50 ovih automobila, a sada je ostalo samo nekoliko modela. Automobil ima dva točka ispred i jedan pozadi, a postiže brzinu od 16 km na sat.

Najmanji konj na svijetu

Imenovan najmanji konj na svijetu Einstein rođen je 2010. godine u Barnsteadu, New Hampshire, UK. Pri rođenju je imala manje od novorođenčeta (2,7 kg). Njena visina je bila 35 cm.Ajnštajn ne boluje od patuljastosti, već pripada rasi pinto konja.

Najmanja država na svijetu

Vatikan je najmanja država na svijetu. Ovo je mala država sa površinom od samo 0,44 kvadrata. km i populaciju od 836 ljudi koji nemaju stalni boravak. Mala zemlja okružuje Katedralu Svetog Petra - duhovno središte rimokatolika. Sam Vatikan je okružen Rimom, Italija.

Najmanja škola na svetu

Školu Kalou u Iranu UNESCO je proglasio najmanjom školom na svijetu. U selu u kojem se nalazi škola živi svega 7 porodica u kojima ima četvoro djece: dva dječaka i dvije djevojčice, koji pohađaju školu.

Najmanji kotlić na svijetu

Najmanji čajnik na svijetu kreirao je poznati majstor keramike Wu Ruishen(Wu Ruishen) i težak je samo 1,4 grama.

Najmanji mobilni telefon na svijetu

Modu telefon se smatra najmanjim mobilnim telefonom na svijetu prema Ginisovoj knjizi rekorda. Sa debljinom od 76 milimetara, težak je samo 39 grama. Njegove dimenzije su 72mm x 37mm x 7.8mm. Uprkos svojoj maloj veličini, možete telefonirati, slati SMS poruke, puštati MP3 i snimati fotografije.

Najmanji zatvor na svetu

Zatvor Sark na Kanalskim ostrvima izgrađen je 1856. godine i ima jednu ćeliju za 2 zatvorenika.

Najmanji majmun na svijetu

Mali marmozeti, koji žive u tropskim kišnim šumama Južne Amerike, smatraju se najmanjim majmunima na svijetu. Težina odraslog majmuna je 110-140 grama, a dužina doseže 15 cm. Iako imaju prilično oštre zube i kandže, relativno su poslušni i popularni kao egzotični kućni ljubimci.

Najmanja pošta na svijetu

Najmanja poštanska služba na svijetu, WSPS (World's Smallest Postal Service) u San Francisku, SAD, pretvara vaša pisma u minijaturni oblik tako da će ih primalac morati čitati pomoću lupe.

Najmanja žaba na svijetu

vrsta žaba Paedophryne amauensis sa dužinom od 7,7 milimetara, živi samo u Papui Novoj Gvineji, i najmanja je žaba i najmanji kralježnjak na svijetu.

Najmanja kuća na svijetu

Najmanja kuća na svijetu američke kompanije Tumbleweed arhitekta Jay Shafer manji je od toaleta nekih ljudi. Iako ova kuća ima samo 9 kvadratnih metara. metara izgleda sićušno, sadrži sve što vam je potrebno: radno mjesto, spavaću sobu, kupatilo sa tuš kabinom i WC.

Najmanji pas na svijetu

Po visini, najmanji pas na svijetu prema Ginisovoj knjizi rekorda je pas. Boo Boo- Čivava visine 10,16 cm i težine 900 grama. Živi u Kentakiju, SAD.

Osim toga, titula najmanjeg psa na svijetu tvrdi Macy- Poljski terijer je visok samo 7 cm i dugačak 12 cm.

Najmanji park na svijetu

Mill Ends Park u gradu Portland, Oregon, SAD - ovo je najmanji park na svijetu sa prečnikom od samo 60 cm.Na malom krugu koji se nalazi na raskrsnici puteva nalazi se bazen za leptire, mali panoramski točak i minijaturne statue.

Najmanja riba na svijetu

vrste riba Paedocypris progenetica iz porodice šarana, koji se nalazi u tresetnim močvarama, naraste samo do 7,9 milimetara u dužinu.

Najmanja osoba na svijetu

72-godišnji Nepalac Chandra Bahadur Dangi(Chandra Bahadur Dangi), sa visinom od 54,6 cm, priznat je za najnižeg čovjeka i čovjeka na svijetu.

Najmanja zena na svetu

Najniža žena na svijetu je Yoti Amge(Jyoti Amge) iz Indije. Na svoj 18. rođendan, djevojčica, visine 62,8 cm, postala je najmanja žena na svijetu.

Najmanja policijska stanica

Ova mala telefonska govornica u Carabelli, Florida, SAD smatra se najmanjom policijskom stanicom koja radi.

Najmanja beba na svetu

Godine 2004 Rumaisa Rahman(Rumaisa Rahman) postala je najmanje novorođeno dijete. Rođena je u 25. sedmici i imala je samo 244 grama, a visina joj je bila 24 cm. Njena sestra bliznakinja Hiba imala je skoro duplo više - 566 grama uz visinu od 30 cm. Njihova majka je bolovala od teškog oblika preeklampsije, što može dovesti do rađanja manje djece.

Najmanje skulpture na svijetu

Britanski skulptor Ullard Wigan(Willard Wigan), koji je patio od disleksije, nije se isticao akademski i nalazio je utjehu u stvaranju minijaturnih umjetničkih djela koja nisu vidljiva golim okom. Njegove skulpture postavljene su u ušicu igle, dostižući veličinu od 0,05 mm. Njegov nedavni rad, koji se naziva tek "osmim svjetskim čudom", ne premašuje veličinu ljudske krvne ćelije.

Najmanji medo na svetu

Medvjedić Mini Pooh kreiran od strane njemačkog vajara Bettina Kaminsky(Bettina Kaminski) je najmanji ručno šiveni medvjedić s pokretnim nogama, veličine samo 5 mm.

Najmanja bakterija

Najmanji virus

Iako se među naučnicima još vodi debata o tome šta se smatra "živim", a šta nije, većina biologa ne klasifikuje viruse kao žive organizme, jer se ne mogu razmnožavati i nisu sposobni za razmenu izvan ćelije. Međutim, virus može biti manji od bilo kojeg živog organizma, uključujući bakterije. Najmanji jednolančani DNK virus je svinjski kirokovirus ( Svinjski cirkovirus). Prečnik njegove školjke je samo 17 nanometara.

Najmanji objekti vidljivi golim okom

Veličina najmanjeg objekta vidljivog golim okom je 1 milimetar. To znači da pod pravim uslovima možete vidjeti običnu amebu, ciliatu, pa čak i ljudsko jaje.

Najmanja čestica u svemiru

Tokom prošlog stoljeća, nauka je napravila ogroman korak ka razumijevanju prostranstva svemira i njegovih mikroskopskih građevinskih materijala. Međutim, kada je u pitanju najmanja vidljiva čestica u svemiru, postoje određene poteškoće.

Jedno vrijeme se atom smatrao najmanjom česticom. Tada su naučnici otkrili proton, neutron i elektron. Sada znamo da se guranjem čestica zajedno (kao u Velikom hadronskom sudaraču, na primjer), one mogu razbiti na još više čestica, kao npr. kvarkovi, leptoni, pa čak i antimaterija. Problem je samo u određivanju šta je manje.

Ali na kvantnom nivou, veličina postaje irelevantna, jer zakoni fizike na koje smo navikli ne važe. Dakle, neke čestice nemaju masu, neke imaju negativnu masu. Rješenje ovog pitanja je isto kao dijeljenje sa nulom, odnosno nemoguće.

Najmanji hipotetički objekat u svemiru

S obzirom na gore rečeno da je koncept veličine neprimjenjiv na kvantnom nivou, možemo se obratiti dobro poznatoj teoriji struna u fizici.

Iako je ovo prilično kontroverzna teorija, ona sugerira da se subatomske čestice sastoje od vibrirajuće žice, koji u interakciji stvaraju stvari poput mase i energije. I iako takvi nizovi nemaju fizičke parametre, ljudska težnja da sve opravdava navodi nas na zaključak da su to najmanji objekti u Univerzumu.

U fizici, elementarne čestice su fizički objekti na skali jezgra atoma, koji se ne mogu podijeliti na sastavne dijelove. Međutim, danas su naučnici ipak uspjeli razdvojiti neke od njih. Strukturu i svojstva ovih najmanjih objekata proučava fizika elementarnih čestica.

Najmanje čestice koje čine svu materiju poznate su od davnina. Međutim, osnivačima takozvanog "atomizma" smatraju se filozof antičke Grčke Leukip i njegov poznatiji učenik Demokrit. Pretpostavlja se da je potonji uveo pojam "atom". Sa starogrčkog "atomos" se prevodi kao "nedjeljiv", što definira stavove antičkih filozofa.

Kasnije je postalo poznato da se atom još uvijek može podijeliti na dva fizička objekta - jezgro i elektron. Potonji je naknadno postao prva elementarna čestica, kada je 1897. godine Englez Joseph Thomson izveo eksperiment s katodnim zrakama i otkrio da su to mlaz identičnih čestica iste mase i naboja.

Paralelno s Thomsonovim radom, Henri Becquerel, koji se bavi proučavanjem rendgenskog zračenja, provodi eksperimente s uranijumom i otkriva novu vrstu zračenja. Godine 1898., francuski fizičarski par, Marie i Pierre Curie, proučavao je različite radioaktivne supstance, pronalazeći isto radioaktivno zračenje. Kasnije će se utvrditi da se sastoji od alfa (2 protona i 2 neutrona) i beta čestica (elektrona), a Becquerel i Curie će dobiti Nobelovu nagradu. Provodeći svoja istraživanja sa elementima kao što su uranijum, radijum i polonijum, Marie Sklodowska-Curie nije poduzela nikakve sigurnosne mjere, uključujući čak ni rukavice. Kao rezultat toga, 1934. ju je zahvatila leukemija. U znak sećanja na dostignuća velikog naučnika, element koji je otkrio par Curie, polonijum, dobio je ime po Marijinoj domovini - Poloniji, sa latinskog - Poljska.

Fotografija sa 5. Solvejskog kongresa, 1927. Pokušajte pronaći sve naučnike iz ovog članka na ovoj fotografiji.

Počevši od 1905. godine, Albert Ajnštajn je svoje publikacije posvetio nesavršenosti talasne teorije svetlosti, čiji su se postulati razlikovali od rezultata eksperimenata. Što je kasnije navelo izvanrednog fizičara na ideju o "kvantu svjetlosti" - dijelu svjetlosti. Kasnije, 1926. godine, američki fiziohemičar Gilbert N. Lewis ga je nazvao "foton", što je prevedeno sa grčkog "phos" ("svetlost").

Godine 1913., Ernest Rutherford, britanski fizičar, na osnovu rezultata eksperimenata koji su već bili izvedeni u to vrijeme, primijetio je da su mase jezgara mnogih kemijskih elemenata višestruke od mase jezgra vodonika. Stoga je sugerirao da je jezgro vodika sastavni dio jezgara drugih elemenata. U svom eksperimentu, Rutherford je ozračio atom dušika alfa česticama, koje su kao rezultat emitirale određenu česticu, koju je Ernest nazvao "proton", od drugih grčkih "protos" (prvi, glavni). Kasnije je eksperimentalno potvrđeno da je proton jezgro vodika.

Očigledno, proton nije jedina komponenta jezgara hemijskih elemenata. Ova ideja je vođena činjenicom da bi se dva protona u jezgru odbijala jedan drugog, a atom bi se trenutno raspao. Stoga je Rutherford iznio hipotezu o prisutnosti druge čestice, čija je masa jednaka masi protona, ali je nenabijena. Neki eksperimenti naučnika o interakciji radioaktivnih i lakših elemenata doveli su ih do otkrića još jednog novog zračenja. Godine 1932. James Chadwick je utvrdio da se sastoji od istih neutralnih čestica koje je nazvao neutronima.

Tako su otkrivene najpoznatije čestice: foton, elektron, proton i neutron.

Nadalje, otkrivanje novih subnuklearnih objekata postajalo je sve češći događaj, a trenutno je poznato oko 350 čestica za koje se smatra da su "elementarne". One od njih koje se još nisu mogle podijeliti smatraju se nestrukturiranim i nazivaju se "fundamentalnim".

Šta je spin?

Pre nego što se pređe na dalje inovacije u oblasti fizike, potrebno je utvrditi karakteristike svih čestica. Najpoznatiji, osim mase i električnog naboja, uključuje i spin. Ova vrijednost se inače naziva "unutarnjim kutnim momentom" i ni na koji način nije povezana sa pomakom subnuklearnog objekta u cjelini. Naučnici su uspjeli otkriti čestice sa spinovima 0, ½, 1, 3/2 i 2. Da biste vizualizirali, iako pojednostavljeno, spin kao svojstvo objekta, razmotrite sljedeći primjer.

Neka predmet ima okret jednak 1. Tada će se takav objekt, kada se zarotira za 360 stepeni, vratiti u prvobitni položaj. Na avionu, ovaj predmet može biti olovka, koja će nakon okretanja od 360 stepeni biti u svom prvobitnom položaju. U slučaju nultog okretanja, sa bilo kojom rotacijom objekta, uvijek će izgledati isto, na primjer, jednobojna lopta.

Za okretanje ½ trebat će vam predmet koji zadržava svoj izgled kada se okrene za 180 stepeni. Može biti ista olovka, samo simetrično brušena s obje strane. Za okretanje od 2 će biti potrebno održavanje oblika kroz rotaciju od 720 stepeni, dok će za 3/2 biti potrebno 540.

Ova karakteristika je od velikog značaja za fiziku elementarnih čestica.

Standardni model čestica i interakcija

Imajući impresivan skup mikro-objekata koji čine svijet oko nas, naučnici su odlučili da ih strukturiraju, pa je nastala poznata teorijska konstrukcija pod nazivom „Standard model“. Ona opisuje tri interakcije i 61 česticu koristeći 17 osnovnih, od kojih je neke predvidjela mnogo prije svog otkrića.

Tri interakcije su:

• Elektromagnetski. Javlja se između električno nabijenih čestica. U jednostavnom slučaju, poznatom iz škole, suprotno nabijeni objekti se privlače, a objekti istog imena odbijaju. To se događa kroz takozvani nosilac elektromagnetne interakcije - foton.
• Jaka, inače - nuklearna interakcija. Kao što naziv implicira, njegovo djelovanje se proteže na objekte reda atomskog jezgra, odgovorno je za privlačenje protona, neutrona i drugih čestica koje se također sastoje od kvarkova. Jaku silu nose gluoni.
• Slabo. Radi na udaljenosti hiljadu manjim od veličine jezgra. Ova interakcija uključuje leptone i kvarkove, kao i njihove antičestice. Štaviše, u slučaju slabe interakcije, mogu se transformirati jedni u druge. Nosioci su bozoni W+, W− i Z0.

Dakle, standardni model je formiran na sljedeći način. Uključuje šest kvarkova koji čine sve hadrone (čestice podložne jakoj interakciji):

• Gornji (u);
• Začarani (c);
• istina(t);
• niži (d);
• strange(s);
• Divno (b).

Vidi se da fizičari nemaju epitete. Ostalih 6 čestica su leptoni. To su fundamentalne čestice sa spinom ½ koje ne učestvuju u jakoj interakciji.

• Electron;
• Electronic neutrino;
• Muon;
• mionski neutrino;
• Tau lepton;
• Tau neutrino.

I treća grupa Standardnog modela su gauge bozoni, koji imaju spin jednak 1 i predstavljeni su kao nosioci interakcija:

• Gluon je jak;
• Foton - elektromagnetski;
• Z-bozon je slab;
• W-bozon je slab.

Oni također uključuju nedavno otkrivenu česticu sa spinom 0, koja, pojednostavljeno rečeno, daje inercijsku masu svim ostalim subnuklearnim objektima.

Kao rezultat toga, prema Standardnom modelu, naš svijet izgleda ovako: sva materija se sastoji od 6 kvarkova koji formiraju hadrone i 6 leptona; sve ove čestice mogu učestvovati u tri interakcije, čiji su nosioci kalibracioni bozoni.

Nedostaci standardnog modela

Međutim, čak i prije otkrića Higsovog bozona, posljednje čestice predviđene Standardnim modelom, naučnici su otišli dalje od toga. Upečatljiv primjer za to je tzv. „gravitaciona interakcija“, koja je danas u rangu sa ostalima. Pretpostavlja se da je njegov nosilac čestica sa spinom 2, koja nema masu, a koju fizičari još nisu uspjeli otkriti - "graviton".

Štaviše, standardni model opisuje 61 česticu, a danas je čovječanstvu poznato više od 350 čestica. To znači da posao teoretskih fizičara nije završen.

Klasifikacija čestica

Kako bi sebi olakšali život, fizičari su grupisali sve čestice prema njihovoj strukturi i drugim karakteristikama. Klasifikacija se zasniva na sljedećim karakteristikama:

• Životni vijek.
  1. Stabilan. Među njima su proton i antiproton, elektron i pozitron, foton, a takođe i graviton. Postojanje stabilnih čestica nije vremenski ograničeno, sve dok su u slobodnom stanju, tj. nemojte komunicirati ni sa čim.
  2. Nestabilno. Sve ostale čestice se nakon nekog vremena raspadaju na sastavne dijelove, pa se nazivaju nestabilnim. Na primjer, mion živi samo 2,2 mikrosekunde, a proton živi 2,9 10*29 godina, nakon čega se može raspasti na pozitron i neutralni pion.
• Težina.
  1. Elementarne čestice bez mase, kojih ima samo tri: foton, gluon i graviton.
  2. Masivne čestice su sve ostalo.
• Vrijednost okretanja.
  1. Cijelo okretanje, uklj. nula, imaju čestice koje se nazivaju bozoni.
  2. Čestice sa polucijelim spinom su fermioni.
• Učešće u interakcijama.
  1. Hadroni (strukturne čestice) su subnuklearni objekti koji učestvuju u sve četiri vrste interakcija. Ranije je spomenuto da se sastoje od kvarkova. Hadroni se dijele na dva podtipa: mezoni (cijelobrojni spin, su bozoni) i barioni (polucijeli spin - fermioni).
  2. Fundamentalne (bezstrukturne čestice). To uključuje leptone, kvarkove i gauge bozone (čitaj ranije - "Standard Model ..").

Nakon što se upoznamo sa klasifikacijom svih čestica, moguće je, na primjer, precizno odrediti neke od njih. Dakle, neutron je fermion, hadron, odnosno barion i nukleon, odnosno ima polucijeli spin, sastoji se od kvarkova i sudjeluje u 4 interakcije. Nukleon je uobičajeno ime za protone i neutrone.

• Zanimljivo je da su protivnici atomizma Demokrita, koji je predvidio postojanje atoma, izjavili da je svaka tvar na svijetu djeljiva do beskonačnosti. Donekle se može pokazati da su u pravu, jer su naučnici već uspjeli podijeliti atom na jezgro i elektron, jezgro na proton i neutron, a ove, pak, na kvarkove.
• Demokrit je pretpostavio da atomi imaju jasan geometrijski oblik, pa stoga „oštri“ atomi vatre sagorevaju, grubi atomi čvrstih materija čvrsto se drže zajedno svojim izbočinama, a glatki atomi vode klize tokom interakcije, inače teku.
• Joseph Thomson napravio je vlastiti model atoma, koji je zamislio kao pozitivno nabijeno tijelo, u koje su, takoreći, "zaglavljeni" elektroni. Njegov model se zvao "puding sa grožđicama" (Plum puding model).
• Kvarkovi su dobili ime po američkom fizičaru Murrayu Gell-Manu. Naučnik je želeo da upotrebi reč sličnu zvuku kvokanja patke (kwork). Ali u romanu Jamesa Joycea Finnegans Wake, naišao sam na riječ "kvark" u retku "Tri kvarka za gospodina Marka!", čije značenje nije točno definirano i moguće je da ju je Joyce koristio samo za rimu. Murray je odlučio čestice nazvati ovom riječju, pošto su u to vrijeme bila poznata samo tri kvarka.
• Iako su fotoni, čestice svjetlosti, bez mase, u blizini crne rupe, čini se da mijenjaju svoju putanju, privlačeći je uz pomoć gravitacijske interakcije. U stvari, supermasivno tijelo savija prostor-vrijeme, zbog čega sve čestice, uključujući i one bez mase, mijenjaju svoju putanju prema crnoj rupi (vidi).
• Veliki hadronski sudarač je „hadron“ upravo zato što sudara dva usmerena snopa hadrona, čestica veličine reda jezgra atoma, koji učestvuju u svim interakcijama.

Odgovor na pitanje koje je u toku: koja je najmanja čestica u svemiru evoluirala je s čovječanstvom.

Ljudi su nekada mislili da su zrnca pijeska građevni blokovi onoga što vidimo oko sebe. Tada je otkriven atom i smatran je nedjeljivim sve dok nije razdvojen kako bi se otkrili protoni, neutroni i elektroni u njemu. Ispostavilo se da nisu ni najmanje čestice u svemiru, jer su naučnici otkrili da se protoni i neutroni sastoje od po tri kvarka.

Naučnici do sada nisu uspjeli vidjeti nikakav dokaz da postoji nešto unutar kvarkova i da je dostignut najfundamentalniji sloj materije ili najmanja čestica u svemiru.

Čak i ako su kvarkovi i elektroni nedjeljivi, naučnici ne znaju jesu li oni najmanji komadići materije koja postoji ili svemir sadrži objekte koji su još manji.

Najmanje čestice u svemiru

Dolaze u različitim ukusima i veličinama, neki imaju nevjerovatnu vezu, drugi u suštini isparavaju jedni druge, mnogi od njih imaju fantastična imena: barioni i mezoni kvarkovi, neutroni i protoni, nukleoni, hiperoni, mezoni, barioni, nukleoni, fotoni, itd. .d.

Higsov bozon je čestica toliko važna za nauku da se naziva "čestica Boga". Vjeruje se da on određuje masu svih ostalih. Element je prvi put teoretiziran 1964. godine kada su se naučnici zapitali zašto su neke čestice masivnije od drugih.

Higsov bozon je povezan sa takozvanim Higsovim poljem za koje se veruje da ispunjava svemir. Dva elementa (kvant Higsovog polja i Higsov bozon) su odgovorni za davanje mase drugima. Ime je dobio po škotskom naučniku Peteru Higgsu. Dana 14. marta 2013. službeno je objavljena potvrda postojanja Higsovog bozona.

Mnogi naučnici tvrde da je Higsov mehanizam riješio nedostajući dio slagalice kako bi dovršio postojeći "standardni model" fizike koji opisuje poznate čestice.

Higsov bozon je u osnovi odredio masu svega što postoji u svemiru.

Kvarkovi

Kvarkovi (u prevodu ludi) su građevni blokovi protona i neutrona. Nikada nisu sami, postoje samo u grupama. Očigledno, sila koja povezuje kvarkove zajedno raste sa rastojanjem, pa što su dalje, to će ih biti teže razdvojiti. Stoga slobodni kvarkovi nikada ne postoje u prirodi.

Kvarkovi fundamentalne čestice su bez strukture, tačkaste veličine oko 10-16 cm.

Na primjer, protoni i neutroni se sastoje od tri kvarka, pri čemu protoni imaju dva identična kvarka, dok neutroni imaju dva različita.

Supersimetrija

Poznato je da su fundamentalne "cigle" materije - fermioni - kvarkovi i leptoni, a čuvari sile bozona su fotoni, gluoni. Teorija supersimetrije kaže da se fermioni i bozoni mogu pretvoriti jedni u druge.

Prediktivna teorija kaže da za svaku česticu koja nam je poznata postoji sestrinska čestica koju još nismo otkrili. Na primjer, za elektron je to selekron, za kvark je skvark, za foton je fotino, a za higgsa je higgsino.

Zašto ovu supersimetriju u Univerzumu sada ne uočimo? Naučnici vjeruju da su mnogo teži od svojih konvencionalnih rođaka, a što su teži, to im je životni vijek kraći. U stvari, počinju da se kvare čim se pojave. Stvaranje supersimetrije zahtijeva dosta energije, koja je postojala tek ubrzo nakon velikog praska i koja bi se mogla stvoriti u velikim akceleratorima poput Velikog hadronskog sudarača.

Što se tiče zašto je nastala simetrija, fizičari nagađaju da je simetrija možda narušena u nekom skrivenom sektoru svemira koji ne možemo vidjeti niti dodirnuti, već možemo osjetiti samo gravitacijski.

Neutrino

Neutrini su lagane subatomske čestice koje zvižde posvuda pri bliskoj brzini svjetlosti. U stvari, trilioni neutrina prolaze kroz vaše tijelo u svakom trenutku, iako rijetko stupaju u interakciju s normalnom materijom.

Neki dolaze od Sunca, dok drugi dolaze od kosmičkih zraka u interakciji sa Zemljinom atmosferom i astronomskim izvorima kao što su eksplodirajuće zvijezde u Mliječnom putu i drugim udaljenim galaksijama.

Antimaterija

Vjeruje se da sve normalne čestice imaju antimateriju iste mase, ali suprotnog naboja. Kada se materija i sretnu, uništavaju jedno drugo. Na primjer, čestica antimaterije protona je antiproton, dok se antimaterijalni partner elektrona naziva pozitron. Antimaterija je jedna od najskupljih supstanci na svijetu koju su ljudi uspjeli identificirati.

Gravitoni

U oblasti kvantne mehanike, sve fundamentalne sile prenose se česticama. Na primjer, svjetlost se sastoji od čestica bez mase zvanih fotoni koji nose elektromagnetnu silu. Slično, graviton je teorijska čestica koja nosi silu gravitacije. Naučnici tek treba da otkriju gravitone, koje je teško pronaći jer su tako slabo u interakciji sa materijom.

Niti energije

U eksperimentima, sitne čestice poput kvarkova i elektrona djeluju kao pojedinačne točke materije bez prostorne distribucije. Ali tačkasti objekti komplikuju zakone fizike. Budući da je nemoguće prići beskonačno blizu tački, jer djelujuće sile mogu postati beskonačno velike.

Ideja koja se zove teorija superstruna može riješiti ovaj problem. Teorija kaže da su sve čestice, umjesto da budu točkaste, zapravo male niti energije. Odnosno, svi objekti našeg svijeta sastoje se od vibrirajućih niti i energetskih membrana. Ništa ne može biti beskonačno blizu niti jer će jedan dio uvijek biti malo bliži od drugog. Čini se da ova "puškarnica" rješava neke od problema beskonačnosti, čineći ideju privlačnom fizičarima. Međutim, naučnici još uvijek nemaju eksperimentalne dokaze da je teorija struna tačna.

Drugi način rješavanja problema tačaka je da se kaže da sam prostor nije kontinuiran i gladak, već se zapravo sastoji od diskretnih piksela ili zrna, koji se ponekad nazivaju prostorno-vremenska struktura. U ovom slučaju, dvije čestice ne mogu se približavati jedna drugoj neograničeno, jer uvijek moraju biti razdvojene minimalnom veličinom zrna prostora.

tačka crne rupe

Još jedan kandidat za titulu najmanje čestice u svemiru je singularitet (jedna tačka) u centru crne rupe. Crne rupe nastaju kada se materija kondenzira u dovoljno malom prostoru da je gravitacija uhvati, uzrokujući da se materija povuče unutra, da se na kraju kondenzira u jednu tačku beskonačne gustine. Barem prema sadašnjim zakonima fizike.

Ali većina stručnjaka ne smatra crne rupe zaista beskonačno gustim. Oni vjeruju da je ta beskonačnost rezultat unutrašnjeg sukoba između dvije trenutne teorije - opće relativnosti i kvantne mehanike. Oni sugeriraju da će se otkriti prava priroda crnih rupa kada se može formulirati teorija kvantne gravitacije.

Plankova dužina

Niti energije, pa čak i najmanja čestica u svemiru mogu biti veličine "dužine daske".

Dužina šipke je 1,6 x 10 -35 metara (broju 16 prethode 34 nule i decimalna točka) - neshvatljivo mala skala koja se povezuje s različitim aspektima fizike.

Plankova dužina je "prirodna jedinica" za mjerenje dužine, koju je predložio njemački fizičar Max Planck.

Plankova dužina je premala da bi je bilo koji instrument izmjerio, ali dalje od toga, smatra se da predstavlja teorijsku granicu najkraće mjerljive dužine. Prema principu nesigurnosti, nijedan instrument nikada ne bi trebao biti u stanju da izmjeri ništa manje od ovoga, jer je u ovom opsegu svemir vjerovatnost i neizvjestan.

Ova skala se takođe smatra linijom razdvajanja između opšte teorije relativnosti i kvantne mehanike.

Plankova dužina odgovara udaljenosti na kojoj je gravitaciono polje toliko jako da može početi da pravi crne rupe od energije polja.

Očigledno je da je najmanja čestica u svemiru otprilike veličine dužine daske: 1,6 10 −35 metara

zaključci

Iz školske klupe se znalo da najmanja čestica u Univerzumu, elektron, ima negativan naboj i vrlo malu masu, jednaku 9,109 x 10 - 31 kg, a klasični poluprečnik elektrona je 2,82 x 10 -15 m.

Međutim, fizičari već rade s najmanjim česticama u svemiru, Planckove veličine, koja je oko 1,6 x 10 -35 metara.

Šta znamo o česticama manjim od atoma? A koja je najmanja čestica u svemiru?

Svijet oko nas... Ko se od nas nije divio njegovoj očaravajućoj ljepoti? Njegovo noćno nebo bez dna, posuto milijardama svetlucavih misterioznih zvezda i toplina njegove nežne sunčeve svetlosti. Smaragdna polja i šume, burne rijeke i bezgranična morska prostranstva. Sjajni vrhovi veličanstvenih planina i raskošnih alpskih livada. Jutarnja rosa i slavujev tril u zoru. Mirisna ruža i tihi žubor potoka. Užareni zalazak sunca i blagi šuštaj brezovog gaja...

Da li je moguće zamisliti nešto ljepše od svijeta oko nas?! Snažnije i impresivnije? I, u isto vrijeme, krhkiji i nježniji? Sve je ovo svijet u kojem dišemo, volimo, radujemo se, radujemo se, patimo i tugujemo... Sve je to naš svijet. Svijet u kojem živimo, koji osjećamo, koji vidimo i koji barem nekako razumijemo.

Međutim, mnogo je raznovrsniji i složeniji nego što se na prvi pogled čini. Znamo da se raskošne livade ne bi pojavile bez fantastičnog nemira beskrajnog plesa savitljivih zelenih vlati trave, bujnog drveća obučenog u smaragdne haljine - bez velikog lišća na svojim granama, i zlatnih plaža - bez brojnih svjetlucavih zrnaca pijeska koji škripi pod bosim nogama na zracima ljetnog blagog sunca. Veliko se uvek sastoji od malog. Mali - od još malog. A ovaj niz, vjerovatno, nema ograničenja.

Stoga se vlati trave i zrnca pijeska sastoje od molekula koji su formirani od atoma. Atomi se, kao što znate, sastoje od elementarnih čestica - elektrona, protona i neutrona. Ali oni, kako se vjeruje, nisu konačni autoritet. Moderna nauka tvrdi da se protoni i neutroni, na primjer, sastoje od hipotetičkih energetskih klastera - kvarkova. Postoji pretpostavka da postoji još manja čestica - preon, koja je još nevidljiva, nepoznata, ali pretpostavljena.

Svijet molekula, atoma, elektrona, protona, neutrona, fotona itd. pozvao mikrosvet. On je osnova makrokosmos- svijet čovjeka i s njim srazmjerne veličine na našoj planeti i mega svijet- svijet zvijezda, galaksija, Univerzuma i Kosmosa. Svi ovi svjetovi su međusobno povezani i ne postoje jedan bez drugog.

Već smo upoznali mega svijet u izvještaju o našoj prvoj ekspediciji. „Dah Univerzuma. Prvo putovanje" i već imamo ideju o udaljenim galaksijama i Univerzumu. Na tom opasnom putovanju otkrili smo svijet tamne materije i tamne energije, istražili dubine crnih rupa, stigli do vrhova blistavih kvazara i nekim čudom izbjegli Veliki prasak i ništa manje Veliki krckanje. Univerzum se pojavio pred nama u svoj svojoj ljepoti i veličini. Tokom našeg putovanja, shvatili smo da se zvijezde i galaksije ne pojavljuju same od sebe, već su se mukotrpno, milijardama godina, formirale od čestica i atoma.

Čestice i atomi čine cijeli svijet oko nas. Upravo oni, u svojim bezbrojnim i raznolikim kombinacijama, mogu se pojaviti pred nama ili u obliku prekrasne holandske ruže, ili u obliku teške gomile tibetanskih stijena. Sve što vidimo sastoji se od ovih misterioznih predstavnika tajanstvenog mikrosvet. Zašto "misteriozan", a zašto "misteriozan"? Jer čovječanstvo, nažalost, još uvijek vrlo malo zna o ovom svijetu i njegovim predstavnicima.

Nemoguće je zamisliti modernu nauku o mikrokosmosu bez spominjanja elektrona, protona ili neutrona. U bilo kom referentnom materijalu iz fizike ili hemije naći ćemo njihovu masu do devete decimale, njihov električni naboj, životni vijek i tako dalje. Na primjer, u skladu sa ovim priručnikom, elektron ima masu od 9,10938291 (40) x 10 -31 kg, električni naboj - minus 1,602176565 (35) x 10 -19 C, životni vijek - beskonačnost ili najmanje 4,6 x 10 26 godina (Vikipedija).

Tačnost određivanja parametara elektrona je impresivna, a ponos na naučna dostignuća civilizacije ispunjava naša srca! Istina, istovremeno se uvlače i neke sumnje koje se, uz svu želju, ne mogu u potpunosti otjerati. Odrediti masu elektrona jednaku milijardu-milijardi-milijardi kilograma, pa čak i izmjeriti je na devetu decimalu, vjerujem, nije nimalo lak zadatak, kao i izmjeriti vijek trajanja elektrona na 4.600.000.000.000.000.000.000 000 godina.

Štaviše, niko nikada nije video baš ovaj elektron. Najsavremeniji mikroskopi omogućavaju da se vidi samo elektronski oblak oko jezgra atoma, unutar kojeg se, kako smatraju naučnici, elektron kreće velikom brzinom (slika 1). Još ne znamo sa sigurnošću ni veličinu elektrona, ni njegov oblik, ni brzinu njegove rotacije. U stvarnosti, znamo vrlo malo o elektronu, kao io protonu i neutronu. Možemo samo nagađati i nagađati. Nažalost, za danas imamo sve naše mogućnosti.

Rice. 1. Fotografija elektronskih oblaka koju su snimili fizičari Harkovskog instituta za fiziku i tehnologiju u septembru 2009.

Ali elektron ili proton su najmanje elementarne čestice koje čine atom bilo koje supstance. A ako nam naša tehnička sredstva proučavanja mikrosvijeta još ne dozvoljavaju da vidimo čestice i atome, možda možemo početi s nečim o sve poznatiji? Na primjer, iz molekula! Sastoji se od atoma. Molekul je veći i razumljiviji objekt, koji se, vrlo moguće, dublje proučava.

Nažalost, moram vas ponovo razočarati. Molekule su nam razumljive samo na papiru u obliku apstraktnih formula i crteža njihove pretpostavljene strukture. Još uvijek ne možemo dobiti jasnu sliku molekula s izraženim vezama između atoma.

U avgustu 2009. godine, koristeći tehnologiju mikroskopije atomske sile, evropski istraživači su po prvi put uspeli da dobiju sliku strukture prilično velikog molekula pentacena (C 22 H 14). Najsavremenija tehnologija omogućila je da se vidi samo pet prstenova koji određuju strukturu ovog ugljikovodika, kao i mrlje pojedinačnih atoma ugljika i vodika (slika 2). I to je sve što možemo da uradimo za sada...

Rice. 2. Strukturni prikaz molekule pentacena (gore)

i njena fotografija (ispod)

S jedne strane, dobijene fotografije nam omogućavaju da tvrdimo da put koji su odabrali kemičari, opisujući sastav i strukturu molekula, više nije upitan, ali, s druge strane, možemo samo nagađati da

Kako, uostalom, dolazi do kombinacije atoma u molekuli, a elementarnih čestica - u atomu? Zašto su ove atomske i molekularne veze stabilne? Kako nastaju, koje snage ih podržavaju? Kako izgleda elektron, proton ili neutron? Koja je njihova struktura? Šta je atomsko jezgro? Kako proton i neutron koegzistiraju u istom prostoru i zašto odbijaju elektron iz njega?

Mnogo je pitanja ove vrste. Odgovori takođe. Istina, mnogi odgovori temelje se samo na pretpostavkama koje pokreću nova pitanja.

Moji prvi pokušaji da proniknem u tajne mikrosvijeta naišli su na prilično površan prikaz savremene nauke mnogih fundamentalnih saznanja o strukturi objekata mikrosvijeta, o principima njihovog funkcionisanja, o sistemima njihovih međusobnih veza i odnosa. Pokazalo se da čovječanstvo još uvijek ne razumije kako je jezgro atoma i njegove sastavne čestice - elektroni, protoni i neutroni - raspoređeni. Imamo samo opšte ideje o tome šta se zapravo dešava u procesu fisije atomskog jezgra, koji događaji se mogu desiti tokom dugog toka ovog procesa.

Proučavanje nuklearnih reakcija bilo je ograničeno na promatranje procesa i utvrđivanje određenih uzročno-posljedičnih veza, izvedenih eksperimentalno. Istraživači su naučili samo odrediti ponašanje određene čestice pod ovim ili drugim udarom. To je sve! Bez razumijevanja njihove strukture, bez otkrivanja mehanizama interakcije! Samo ponašanje! Na osnovu ovakvog ponašanja određene su zavisnosti pojedinih parametara i, radi veće važnosti, ovi eksperimentalni podaci su obučeni u višerazinske matematičke formule. To je cela teorija!

Nažalost, to je bilo dovoljno da se hrabro krene u izgradnju nuklearnih elektrana, raznih akceleratora, sudarača i stvaranja nuklearnih bombi. Dobivši primarno znanje o nuklearnim procesima, čovječanstvo se odmah uključilo u neviđenu utrku za posjedovanje moćne energije koja mu je podložna.

Naglo je porastao broj zemalja s nuklearnim kapacitetima u službi. Nuklearne rakete u ogromnom broju gledale su prijeteće prema neprijateljskim susjedima. Počele su se pojavljivati ​​nuklearne elektrane koje kontinuirano proizvode jeftinu električnu energiju. Ogromna sredstva su potrošena na nuklearni razvoj sve više i više novih dizajna. Nauka je, pokušavajući da pogleda unutar atomskog jezgra, intenzivno podizala supermoderne akceleratore čestica.

Međutim, materija nije stigla do strukture atoma i njegovog jezgra. Fascinacija potragom za sve više i više novih čestica i potraga za Nobelovim regalijama potisnula je u drugi plan duboko proučavanje strukture atomskog jezgra i njegovih sastavnih čestica.

Ali površno znanje o nuklearnim procesima odmah se negativno pokazalo tokom rada nuklearnih reaktora i izazvalo pojavu spontanih nuklearnih lančanih reakcija u nizu situacija.

Ova lista daje datume i lokacije nastanka spontanih nuklearnih reakcija:

21.08.1945. SAD, Los Alamos National Laboratory.

21. maja 1946. godine. SAD, Los Alamos National Laboratory.

15.03.1953. SSSR, Čeljabinsk-65, proizvodno udruženje Mayak.

21.04.1953. SSSR, Čeljabinsk-65, proizvodno udruženje Mayak.

16.06.1958. SAD, Oak Ridge, Y-12 Radiochemical Plant.

15.10.1958. Jugoslavija, Institut B. Kidrič.

30. decembra 1958 SAD, Los Alamos National Laboratory.

01/03/1963. SSSR, Tomsk-7, Sibirski hemijski kombinat.

23.07.1964. SAD, Woodryver, Radiohemijsko postrojenje.

30. decembra 1965 Belgija, Mol.

05.03.1968. SSSR, Čeljabinsk-70, VNIITF.

10. decembra 1968 SSSR, Čeljabinsk-65, proizvodno udruženje Mayak.

26. maja 1971 SSSR, Moskva, Institut za atomsku energiju.

13. decembra 1978. SSSR, Tomsk-7, Sibirski hemijski kombinat.

23.09.1983. Argentina, Reaktor RA-2.

15. maja 1997 Rusija, Novosibirsk, fabrika hemijskih koncentrata.

17.06.1997. Rusija, Sarov, VNIIEF.

30.09.1999 Japan, Tokaimura, Pogon za proizvodnju nuklearnog goriva.

Ovom spisku treba dodati brojne nesreće sa vazdušnim i podvodnim nosačima nuklearnog oružja, incidente u preduzećima nuklearnog gorivnog ciklusa, vanredne situacije u nuklearnim elektranama, vanredne situacije prilikom testiranja nuklearnih i termonuklearnih bombi. Tragedija Černobila i Fukušime zauvek će ostati u našem sećanju. Iza ovih katastrofa i vanrednih situacija stoje hiljade mrtvih ljudi. I to te tjera da razmišljaš veoma ozbiljno.

Zastrašujuća je samo pomisao na rad nuklearnih elektrana koje mogu momentalno pretvoriti cijeli svijet u kontinuiranu radioaktivnu zonu. Nažalost, ove zabrinutosti su osnovane. Prije svega, činjenica da su tvorci nuklearnih reaktora u svom radu koristili ne temeljno znanje, već konstataciju određenih matematičkih zavisnosti i ponašanja čestica, na osnovu kojih je izgrađena opasna nuklearna struktura. Za naučnike su nuklearne reakcije do sada bile svojevrsna "crna kutija" koja funkcioniše pod uslovom ispunjenja određenih radnji i zahteva.

Međutim, ako se nešto počne događati u ovoj „kutiji“ i to „nešto“ nije opisano uputama i prelazi okvire stečenog znanja, onda se mi, osim vlastitog herojstva i neintelektualnog rada, ne možemo ničemu suprotstaviti. nuklearnom elementu koji je izbio. Mase ljudi prisiljene su jednostavno ponizno čekati nadolazeću opasnost, pripremati se za strašne i neshvatljive posljedice, krećući se na sigurnu, po njihovom mišljenju, udaljenost. Nuklearni stručnjaci u većini slučajeva samo sliježu ramenima, mole se i čekaju pomoć viših sila.

Japanski nuklearni naučnici, naoružani najsavremenijom tehnologijom, još uvijek ne mogu obuzdati nuklearnu elektranu u Fukušimi, koja je odavno bez struje. Mogu samo da konstatuju da je 18. oktobra 2013. godine nivo radijacije u podzemnim vodama premašio normu za više od 2.500 puta. Dan kasnije nivo radioaktivnih materija u vodi porastao je skoro 12.000 puta! Zašto?! Japanski stručnjaci još ne mogu odgovoriti na ovo pitanje niti zaustaviti ove procese.

Rizik stvaranja atomske bombe bio je nekako opravdan. Napeta vojno-politička situacija na planeti zahtijevala je neviđene mjere odbrane i napada od strane protivničkih zemalja. Pokoravajući se situaciji, atomski istraživači su riskirali, ne upuštajući se u suptilnosti strukture i funkcioniranja elementarnih čestica i atomskih jezgara.

Međutim, u vrijeme mira morala je početi izgradnja nuklearnih elektrana i sudarača svih vrsta samo pod uslovom, šta nauka je potpuno otkrila strukturu atomskog jezgra, i elektrona, i neutrona, i protona, i njihove odnose.Štaviše, nuklearne reakcije u nuklearnim elektranama moraju biti strogo kontrolisane. Ali stvarno i efikasno možete upravljati samo onim što u potpunosti znate. Pogotovo ako se radi o najmoćnijoj vrsti energije današnjice koju nije nimalo lako obuzdati. To se, naravno, ne dešava. Ne samo prilikom izgradnje nuklearnih elektrana.

Trenutno u Rusiji, Kini, SAD-u i Evropi radi 6 različitih sudarača - moćnih akceleratora nadolazećih tokova čestica koji ih ubrzavaju do velike brzine, dajući česticama visoku kinetičku energiju, kako bi ih potom gurnule jedna u drugu. Svrha sudara je proučavanje produkata sudara čestica u nadi da će se u procesu njihovog raspadanja moći vidjeti nešto novo i još uvijek nepoznato.

Jasno je da su istraživači veoma zainteresovani da vide šta će biti od svega ovoga. Brzina sudara čestica i nivo finansiranja naučnih istraživanja se povećavaju, ali znanje o strukturi sudara ostaje isto mnogo, mnogo godina. Još uvijek nema potkrijepljenih predviđanja o rezultatima planiranih studija, a ni ne može biti. Ne slučajno. Svjesni smo da je moguće naučno predvidjeti samo pod uslovom tačnog i provjerenog poznavanja barem detalja predviđenog procesa. Moderna nauka još nema takva znanja o elementarnim česticama. U ovom slučaju, može se pretpostaviti da je glavni princip postojećih istraživačkih metoda pozicija: "Pokušajmo to učiniti - da vidimo šta će se dogoditi." Nažalost.

Stoga je sasvim prirodno da se danas sve češće raspravlja o pitanjima koja se tiču ​​opasnosti od eksperimenata koji su u toku. Ne radi se čak ni o mogućnosti da se u toku eksperimenata pojave mikroskopske crne rupe, koje, rastući, mogu progutati našu planetu. Ne vjerujem baš u takvu mogućnost, barem na sadašnjem nivou i fazi mog intelektualnog razvoja.

Ali postoji ozbiljnija i stvarnija opasnost. Na primjer, na Velikom hadronskom sudaraču, struje protona ili olovnih jona se sudaraju u različitim konfiguracijama. Čini se, kakva prijetnja može doći od mikroskopske čestice, pa čak i ispod zemlje, u tunelu, umotanom u moćnu metalnu i betonsku zaštitu? Čestica težine 1.672 621 777 (74) x 10 -27 kg i čvrsti višetonski tunel od više od 26 kilometara u debljini teškog tla su jasno neuporedive kategorije.

Međutim, prijetnja postoji. Prilikom provođenja eksperimenata, vrlo je vjerojatno da će doći do nekontroliranog oslobađanja ogromne količine energije, koja će se pojaviti ne samo kao rezultat raspada intranuklearnih sila, već i energije koja se nalazi unutar protona ili olovnih iona. Nuklearna eksplozija moderne balističke rakete, zasnovana na oslobađanju intranuklearne energije atoma, neće se činiti strašnijom od novogodišnjeg krekera u usporedbi s najjačom energijom koja se može osloboditi tijekom uništavanja elementarnih čestica. Možemo iznenada pustiti fantastičnog duha iz boce. Ali ne ono popustljivo dobrodušno i majstorsko koje se samo pokorava i pokorava, već nekontrolisano, svemoćno i nemilosrdno čudovište koje ne zna za milost i nemilost. I neće biti fantastično, već sasvim stvarno.

Ali najgore je to što, kao u nuklearnoj bombi, lančana reakcija može započeti u sudaraču, oslobađajući sve više i više porcija energije i uništavajući sve ostale elementarne čestice. Pritom, uopće nije važno od čega će se sastojati - metalne konstrukcije tunela, betonski zidovi ili stijene. Energija će se oslobađati posvuda, kidajući sve što je povezano ne samo sa našom civilizacijom, već i sa čitavom planetom. U trenu od naše slatke plave ljepote mogu ostati samo jadni bezoblični komadići koji lete po velikim i nepreglednim prostranstvima Univerzuma.

Ovo je, naravno, užasan, ali sasvim stvaran scenario, i mnogi Evropljani danas to vrlo dobro razumiju i aktivno se suprotstavljaju opasnim nepredvidivim eksperimentima, zahtijevajući sigurnost planete i civilizacije. Svaki put ovi govori su sve organizovaniji i povećavaju unutrašnju zabrinutost za trenutnu situaciju.

Nisam protiv eksperimenata, jer dobro razumijem da je put do novog znanja uvijek trnovit i težak. Bez eksperimentiranja, gotovo ga je nemoguće savladati. Međutim, duboko sam uvjeren da svaki eksperiment treba izvoditi samo ako je siguran za ljude i svijet koji ga okružuje. Danas nemamo takvu sigurnost. Ne, jer nema saznanja o onim česticama sa kojima već danas eksperimentišemo.

Ispostavilo se da je situacija mnogo alarmantnija nego što sam ranije zamišljao. Ozbiljno zabrinut, strmoglavo sam uronio u svijet znanja o mikrosvijetu. Priznajem da mi to nije pričinilo veliko zadovoljstvo, jer je u razvijenim teorijama mikrosvijeta bilo teško uhvatiti jasan odnos između prirodnih pojava i zaključaka na kojima su se neki naučnici zasnivali, koristeći teorijske stavove kvantne fizike, kvantne mehanike. i teorija elementarnih čestica kao istraživački aparat.

Zamislite moje čuđenje kada sam iznenada otkrio da se znanje o mikrokosmosu više zasniva na pretpostavkama koje nemaju jasna logička opravdanja. Zasićujući matematičke modele nekim konvencijama u obliku Planckove konstante sa konstantom koja prelazi trideset nula iza decimalne zapete, raznim zabranama i postulatima, teoretičari, međutim, dovoljno detaljno i precizno opisuju a da li su praktične situacije koje odgovaraju na pitanje: "Šta se događa ako...?". Međutim, glavno pitanje: “Zašto se to dešava?”, nažalost, ostalo je bez odgovora.

Činilo mi se da je spoznati bezgranični Univerzum i njegove tako daleke galaksije, rasprostranjene na fantastično ogromnoj udaljenosti, mnogo teža stvar nego pronaći put znanja do onoga što, zapravo, „leži pod našim nogama“. Na osnovu svog srednjeg i visokog obrazovanja, iskreno sam vjerovao da naša civilizacija više nema pitanja ni o strukturi atoma i njegovog jezgra, ni o elementarnim česticama i njihovoj strukturi, ni o silama koje drže elektron u orbiti. i održavaju stabilnu vezu protona i neutrona u jezgri atoma.

Do ove tačke nisam morao da proučavam osnove kvantne fizike, ali sam bio uveren i naivno pretpostavljao da je ova nova fizika ono što će nas zaista izvesti iz mraka nerazumevanja mikrosveta.

Ali, na moju duboku žalost, prevarila sam se. Moderna kvantna fizika, fizika atomskog jezgra i elementarnih čestica, kao i čitava fizika mikrokosmosa, po mom mišljenju, nisu samo u žalosnom stanju. Dugo su zaglavljeni u intelektualnom ćorsokaku, koji im ne može dozvoliti da se razvijaju i usavršavaju, krećući se putem spoznaje atoma i elementarnih čestica.

Istraživači mikrokosmosa, kruto ograničeni ustaljenom nepokolebljivošću mišljenja velikih teoretičara 19. i 20. stoljeća, više od stotinu godina nisu se usuđivali vratiti svojim korijenima i ponovo krenuti teškim putem istraživanja dubina. našeg okolnog sveta. Moj kritički pogled na trenutnu situaciju oko proučavanja mikrosvijeta daleko je od toga da je jedini. Mnogi progresivni istraživači i teoretičari su u više navrata iznosili svoje gledište o problemima koji se javljaju u toku razumijevanja osnova teorije atomskog jezgra i elementarnih čestica, kvantne fizike i kvantne mehanike.

Analiza moderne teorijske kvantne fizike omogućava nam da izvučemo sasvim definitivan zaključak da je suština teorije u matematičkom predstavljanju određenih prosječnih vrijednosti čestica i atoma, na osnovu pokazatelja neke mehaničke statistike. Glavna stvar u teoriji nije proučavanje elementarnih čestica, njihove strukture, njihovih veza i interakcija tokom ispoljavanja određenih prirodnih fenomena, već pojednostavljeni verovatnosni matematički modeli zasnovani na zavisnostima dobijenim tokom eksperimenata.

Nažalost, i ovdje su, kao i u razvoju teorije relativnosti, na prvo mjesto stavljene izvedene matematičke zavisnosti, koje su zasjenile prirodu pojava, njihovu međusobnu povezanost i uzroke nastanka.

Proučavanje strukture elementarnih čestica bilo je ograničeno na pretpostavku o prisutnosti tri hipotetička kvarka u protonima i neutronima, čiji su se varijeteti, kako se ova teorijska pretpostavka razvijala, mijenjali od dva, zatim tri, četiri, šest, dvanaest. Nauka se jednostavno prilagodila rezultatima eksperimenata, prisiljena da izmišlja nove elemente čije postojanje još nije dokazano. Ovdje također možemo čuti o preonima i gravitonima koji još nisu pronađeni. Možemo biti sigurni da će broj hipotetičkih čestica nastaviti rasti, kako nauka o mikrosvijetu ide sve dublje i dublje u ćorsokak.

Nerazumijevanje fizičkih procesa koji se odvijaju unutar elementarnih čestica i jezgara atoma, mehanizma interakcije sistema i elemenata mikrokosmosa doveli su hipotetičke elemente – nosioce interakcije – kao što su kalibarski i vektorski bozoni, gluoni, virtuelni fotoni, u areni moderne nauke. Upravo su oni bili na vrhu liste entiteta odgovornih za procese interakcije jednih čestica s drugima. I nije važno što čak ni njihovi indirektni znakovi nisu pronađeni. Važno je da se na neki način mogu smatrati odgovornim za činjenicu da se jezgro atoma ne raspadne, da Mjesec ne padne na Zemlju, da se elektroni još uvijek rotiraju u svojoj orbiti, a magnetsko polje planete i dalje štiti nas od kosmičkog uticaja. .

Od svega toga postalo je tužno, jer što sam više ulazio u teoriju mikrokosmosa, sve je više raslo moje razumijevanje ćorsokaka razvoja najvažnije komponente teorije strukture svijeta. Položaj današnje nauke o mikrokosmosu nije slučajan, već prirodan. Činjenica je da su temelje kvantne fizike postavili dobitnici Nobelove nagrade Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Erwin Schrödinger, Wolfgang Pauli i Paul Dirac krajem devetnaestog i početkom dvadesetog stoljeća. Fizičari su u to vrijeme imali samo rezultate nekih početnih eksperimenata usmjerenih na proučavanje atoma i elementarnih čestica. Međutim, mora se priznati da su i ove studije rađene na nesavršenoj opremi koja je odgovarala tom vremenu, a eksperimentalna baza podataka tek je počela da se popunjava.

Stoga nije iznenađujuće što klasična fizika nije uvijek mogla odgovoriti na brojna pitanja koja su se javljala tokom proučavanja mikrosvijeta. Stoga se početkom dvadesetog vijeka u naučnom svijetu počelo govoriti o krizi fizike i potrebi revolucionarnih promjena u sistemu istraživanja mikrosvijeta. Ova odredba je definitivno nagnala progresivne teorijske naučnike da tragaju za novim putevima i novim metodama spoznaje mikrosvijeta.

Problem, moramo odati priznanje, nije bio u zastarjelim odredbama klasične fizike, već u nerazvijenoj tehničkoj bazi, koja u to vrijeme, što je sasvim razumljivo, nije mogla dati potrebne rezultate istraživanja i dati hranu za dublje teorijske razvoje. Prazninu je trebalo popuniti. I bila je ispunjena. Nova teorija - kvantna fizika, zasnovana prvenstveno na probabilističkim matematičkim konceptima. U tome nije bilo ništa loše, osim što su pri tome zaboravili filozofiju i odvojili se od stvarnog svijeta.

Klasične ideje o atomu, elektronu, protonu, neutronu itd. su zamijenjeni njihovim vjerojatnosnim modelima, koji su odgovarali određenom stepenu razvoja nauke i čak omogućili rješavanje vrlo složenih primijenjenih inženjerskih problema. Nedostatak potrebne tehničke baze i određeni uspjesi u teorijskom i eksperimentalnom predstavljanju elemenata i sistema mikrokosmosa stvorili su uslove za određeno hlađenje naučnog svijeta prema dubinskom proučavanju strukture elementarnih čestica, atoma i njihovih jezgara. . Naročito pošto se činilo da je kriza u fizici mikrokosmosa ugašena, dogodila se revolucija. Naučna zajednica je s entuzijazmom pohrlila proučavanju kvantne fizike, ne trudeći se razumjeti osnove elementarnih i fundamentalnih čestica.

Naravno, takva situacija u savremenoj nauci mikrosvijeta nije me mogla ne oduševiti i odmah sam se počeo pripremati za novu ekspediciju, za novo putovanje. Putovanje u mikrokosmos. Već smo prošli slično putovanje. Bilo je to prvo putovanje u svijet galaksija, zvijezda i kvazara, u svijet tamne materije i tamne energije, u svijet u kojem se rađa naš Univerzum i živi punim životom. U svom izveštaju „Dah Univerzuma. Prvo putovanje» Pokušali smo razumjeti strukturu Univerzuma i procese koji se u njemu odvijaju.

Shvativši da ni drugo putovanje neće biti lako i da će zahtijevati milijarde triliona puta da smanjim skalu prostora u kojem bih morao proučavati svijet oko sebe, počeo sam se pripremati da prodrem ne samo u strukturu atoma. ili molekula, ali i u dubine elektrona i protona, neutrona i fotona, i to u zapreminama milionima puta manjim od zapremina ovih čestica. Za to je bila potrebna posebna obuka, nova znanja i napredna oprema.

Predstojeće putovanje započelo je od samog početka stvaranja našeg svijeta, a upravo je taj početak bio najopasniji i s najnepredvidivijim ishodom. Ali od naše ekspedicije zavisilo je hoćemo li naći izlaz iz trenutne situacije u nauci mikrosvijeta ili ćemo ostati balansirati na klimavom užetom mostu moderne nuklearne energije, svake sekunde razotkrivajući život i postojanje civilizacije na planet u smrtnu opasnost.

Stvar je u tome da je za upoznavanje početnih rezultata našeg istraživanja bilo potrebno doći do crne rupe Univerzuma i, zanemarujući osjećaj samoodržanja, jurnuti u plameni pakao univerzalnog tunela. Tek tamo, u uslovima ultravisokih temperatura i fantastičnog pritiska, pažljivo krećući se u brzo rotirajućim tokovima materijalnih čestica, mogli smo da vidimo kako se odvija uništavanje čestica i antičestica i kako veliki i moćni predak svih stvari - Eter, je ponovo rođen, da bi razumio sve tekuće procese, uključujući formiranje čestica, atoma i molekula.

Vjerujte mi, nema toliko drznika na Zemlji koji se mogu odlučiti na ovo. Štaviše, rezultat niko ne garantuje i niko nije spreman da preuzme odgovornost za uspešan ishod ovog puta. Tokom postojanja civilizacije niko nije ni posetio crnu rupu galaksije, ali ovde - UNIVERSE! Sve je ovde odraslo, grandiozno i ​​kosmičkih razmera. Ovdje nema šale. Ovdje u trenu mogu pretvoriti ljudsko tijelo u mikroskopski usijani energetski ugrušak ili ga raspršiti po beskrajnim hladnim prostranstvima svemira bez prava na obnavljanje i ponovno ujedinjenje. Ovo je Univerzum! Ogroman i veličanstven, hladan i usijan, bezgranični i tajanstveni…

Stoga, pozivajući sve da se pridruže našoj ekspediciji, moram da vas upozorim da ako neko sumnja, nije kasno da odbije. Svaki razlog je prihvaćen. Potpuno smo svjesni veličine opasnosti, ali smo spremni da se hrabro suočimo s njom po svaku cijenu! Spremamo se zaroniti u dubine svemira.

Jasno je da je da se zaštitimo i preživimo, uranjanje u vreli univerzalni tunel ispunjen snažnim eksplozijama i nuklearnim reakcijama, daleko od lakog zadatka, a naša oprema mora odgovarati uvjetima u kojima ćemo morati raditi. Stoga je neophodno pripremiti najbolju opremu i pažljivo razmisliti o opremi za sve učesnike ove opasne ekspedicije.

Prije svega, na drugom putovanju ćemo ići ono što nam je omogućilo da savladamo veoma težak put kroz prostranstva Univerzuma kada smo radili na izvještaju o našoj ekspediciji. „Dah Univerzuma. Prvo putovanje. Naravno, ovo zakonima sveta. Bez njihove prijave, naše prvo putovanje teško da bi se završilo uspješno. Upravo su zakoni omogućili da se pronađe pravi put među gomilom neshvatljivih pojava i sumnjivim zaključcima istraživača u njihovom objašnjenju.

ako se sjećaš, zakon ravnoteže suprotnosti, unapred određujući da u svetu svaka manifestacija stvarnosti, bilo koji sistem ima svoju suprotnu suštinu i da je ili teži da bude u ravnoteži sa njom, omogućilo nam je da razumemo i prihvatimo prisustvo u svetu oko nas, pored obične energije, i tamne energije , a takođe, pored obične materije, tamne materije. Zakon ravnoteže suprotnosti omogućio je pretpostavku da se svijet ne sastoji samo od etra, već se i eter sastoji od njegove dvije vrste - pozitivne i negativne.

Zakon univerzalne povezanosti, što podrazumijeva stabilnu, ponavljajuću vezu između svih objekata, procesa i sistema u Univerzumu, bez obzira na njihovu skalu, i zakon hijerarhije, uređivanje nivoa bilo kojeg sistema u Univerzumu od najnižeg do najvišeg, omogućilo je izgradnju logične "ljestve bića" od etra, čestica, atoma, supstanci, zvijezda i galaksija do Univerzuma. A zatim pronađite načine da transformišete nevjerovatno ogroman broj galaksija, zvijezda, planeta i drugih materijalnih objekata, prvo u čestice, a zatim u tokove vrućeg etra.

Potvrdu ovih stavova našli smo na djelu. zakon razvoja, koji određuje evolucijsko kretanje u svim sferama svijeta oko nas. Kroz analizu djelovanja ovih zakona došli smo do opisa oblika i razumijevanja strukture Univerzuma, naučili smo evoluciju galaksija, vidjeli mehanizme nastanka čestica i atoma, zvijezda i planeta. Postalo nam je potpuno jasno kako od malog nastaje veliko, a od velikog nastaje malo.

Samo razumijevanje zakon kontinuiteta kretanja, koji tumači objektivnu nužnost procesa stalnog kretanja u svemiru za sve objekte i sisteme bez izuzetka, omogućio nam je da dođemo do svijesti o rotaciji jezgra Univerzuma i galaksija oko univerzalnog tunela.

Zakoni ustrojstva svijeta bili su svojevrsna mapa našeg putovanja, koja nam je pomogla da se krećemo duž rute i savladamo njene najteže dionice i prepreke na koje smo nailazili na putu razumijevanja svijeta. Stoga će zakoni ustrojstva svijeta biti i najvažniji atribut naše opreme na ovom putovanju u dubine Univerzuma.

Drugi važan uslov za uspjeh prodora u dubine Univerzuma će, naravno, biti eksperimentalni rezultati naučnika, koje su držali više od stotinu godina, i cjelinu zaliha znanja i informacija o fenomenima mikrosvet akumulira savremena nauka. Tokom prvog putovanja uvjerili smo se da se mnoge prirodne pojave mogu tumačiti na različite načine i izvući potpuno suprotne zaključke.

Pogrešni zaključci, potkrijepljeni glomaznim matematičkim formulama, po pravilu dovode nauku u ćorsokak i ne pružaju potreban razvoj. Oni postavljaju temelje za dalje pogrešno razmišljanje, koje zauzvrat formiraju teorijske odredbe razvijenih pogrešnih teorija. Ne radi se o formulama. Formule mogu biti potpuno tačne. Ali odluke istraživača o tome kako i kojim putem krenuti naprijed možda nisu sasvim ispravne.

Situacija se može uporediti sa željom da se od Pariza do aerodroma Charles de Gaulle stigne na dva puta. Prvi je najkraći, koji se može provesti najviše pola sata koristeći samo automobil, a drugi je upravo suprotno, oko svijeta automobilom, brodom, specijalnom opremom, čamcima, psećim zapregama kroz Francusku, Atlantik, Južna Amerika, Antarktik, Tihi okean, Arktik i konačno kroz sjeveroistok Francuske direktno do aerodroma. Oba puta će nas voditi od jedne tačke do istog mjesta. Ali koliko dugo i sa kojim naporom? Da, i biti tačan i doći do odredišta u procesu dugog i teškog putovanja je vrlo, problematično. Stoga nije važan samo proces kretanja, već i izbor pravog puta.

Na našem putovanju, kao iu prvoj ekspediciji, pokušaćemo da malo drugačije sagledamo zaključke o mikrokosmosu koje je već doneo i prihvatio čitav naučni svet. Prije svega, u odnosu na znanja stečena kao rezultat proučavanja elementarnih čestica, nuklearnih reakcija i postojećih interakcija. Sasvim je moguće da će se kao rezultat našeg uranjanja u dubine Univerzuma, elektron pojaviti pred nama ne kao čestica bez strukture, već kao neki složeniji objekt mikrokosmosa, a atomsko jezgro će otkriti svoju raznoliku strukturu, živi svoj neobičan i aktivan život.

Ne zaboravimo ponijeti logiku sa sobom. To nam je omogućilo da pronađemo put kroz najteža mjesta našeg posljednjeg putovanja. Logika bio je neka vrsta kompasa, koji je pokazivao pravac pravog puta na putovanju kroz prostranstva svemira. Jasno je da ni sada ne možemo bez toga.

Međutim, jedna logika očigledno neće biti dovoljna. U ovoj ekspediciji ne možemo bez intuicije. Intuicija omogućiće nam da pronađemo ono o čemu još ne možemo ni da pretpostavimo i gde niko ništa nije tražio pre nas. Upravo je intuicija naša divna pomoćnica čiji ćemo glas pažljivo slušati. Intuicija će nas tjerati da se krećemo, bez obzira na kišu i hladnoću, snijeg i mraz, bez čvrste nade i jasnih informacija, ali ona je ta koja će nam omogućiti da ostvarimo svoj cilj uprkos svim pravilima i smjernicama na koje je cijelo čovječanstvo naviklo iz školske klupe.

Konačno, ne možemo nikuda ići bez naše neobuzdane mašte. Imaginacija- ovo je alat znanja koji nam je potreban, koji će nam omogućiti da bez najsavremenijih mikroskopa vidimo ono što je mnogo manje od najmanjih čestica koje su već otkrili ili samo pretpostavljaju istraživači. Mašta će nam pokazati sve procese koji se odvijaju u crnoj rupi i univerzalnom tunelu, obezbijediti mehanizme za nastanak gravitacijskih sila prilikom formiranja čestica i atoma, voditi nas kroz galerije atomskog jezgra i omogućiti napraviti fascinantan let na laganom rotirajućem elektronu oko čvrste, ali nespretne grupe protona i neutrona u atomskom jezgru.

Nažalost, na ovom putovanju u dubine Univerzuma nećemo moći ništa drugo ponijeti - prostora je jako malo i moramo se ograničiti čak i na najnužnije stvari. Ali to nas ne može zaustaviti! Razumijemo svrhu! Dubine svemira nas čekaju!

Na pitanje Koja je najmanja čestica u svemiru? Kvark, neutrino, Higsov bozon ili Plankova crna rupa? dao autor Kavkaski najbolji odgovor je da sve osnovne čestice imaju veličinu nula (radijus je nula). Po težini. Postoje čestice sa nultom masom (foton, gluon, graviton). Od masivnih, neutrini imaju najmanju masu (manje od 0,28 eV/s ^ 2, tačnije, još nisu izmjereni). Frekvencija, vrijeme - nisu karakteristike čestica. Možete pričati o životnim vremenima, ali ovo je drugačiji razgovor.

Odgovor od stitch[guru]
Mosk Zerobubus.

Odgovor od Mikhail Levin[guru]
u stvari, u mikrosvijetu praktično ne postoji koncept „veličine“. Pa, za jezgro se još može govoriti o nekom analogu veličine, na primjer, kroz vjerovatnoću da u njega uđu elektroni iz snopa, ali ne za manje.

Odgovor od krstiti[guru]
"veličina" elementarne čestice - karakteristika čestice, koja odražava prostornu distribuciju njene mase ili električnog naboja; obično govore o tzv. srednji kvadratni polumjer distribucije električnog naboja (koji istovremeno karakterizira distribuciju mase)
Gauge bozoni i leptoni, u okviru tačnosti izvršenih mjerenja, ne otkrivaju konačne "veličine". To znači da su njihove "veličine"< 10^-16 см
Za razliku od pravih elementarnih čestica, hadronske "dimenzije" su konačne. Njihov karakteristični srednji kvadratni poluprečnik određen je radijusom konfiniranja (ili konfiniranja kvarkova) i jednak je po redu veličine 10-13 cm.U ovom slučaju, naravno, varira od hadrona do hadrona.

Odgovor od Kirill Odding[guru]
Jedan od velikih fizičara je rekao (ne Niels Bohr na sat vremena?) "Ako uspijete objasniti kvantnu mehaniku u vizuelnim terminima, idite i uzmite Nobelovu nagradu."

Odgovor od SerŠkod Sergej Polikanov[guru]
Koja je najmanja elementarna čestica u svemiru?
Elementarne čestice stvaraju gravitacijski efekat.
Čak i manje?
Elementarne čestice koje pokreću one koje stvaraju gravitacijski efekat
ali i oni učestvuju u tome.
Postoje čak i manje elementarne čestice.
Njihovi parametri se čak ni ne uklapaju u proračune, jer su strukture i njihovi fizički parametri nepoznati.

Odgovor od Misha Nikitin[aktivan]
QUARK

Odgovor od Matipati kipirofinovich[aktivan]
PLANKOVA CRNA RUPA

Odgovor od Bro qwerty[novak]
Kvarkovi su najmanje čestice na svijetu. Za univerzum ne postoji koncept veličine, on je neograničen. Ako izmislite mašinu da smanjite osobu, tada će biti moguće smanjiti beskonačno manje, manje, manje... Da, Kvark je najmanja "čestica" Ali postoji nešto manje od čestice. Prostor. Ne. Ima. veličina.

Odgovor od Anton Kurochka[aktivan]
Proton Neutron 1*10^-15 1 femtometar
Quark-U Quark-D Electron 1*10^-18 1 atometar
Quark-S 4*10^-19 400 zeptometara
Quark-C 1*10^-19 100 zeptometara
Quark-B 3*10^-20 30 zeptometara
Neutrino visoke energije 1,5*10^-20 15 zeptometara
Preon 1*10^-21 1 zeptometar
Quark-T 1*10^-22 100 joktometara
MeV Neutrino 2*10^-23 20 joktometara
Neutrino 1*10^-24 1 joktometar -(vrlo male veličine!!!) -
Plonk čestica 1,6*10^-35 0,000 000 000 016 joktometar
Kvantna pjena Kvantna struna 1*10^-35 0.000 000 000 01 joktometar
Ovo je tabela veličina čestica. I ovdje možete vidjeti da je najmanja čestica Plankova čestica, ali pošto je premala, neutrino je najmanja čestica. Ali za svemir je manja samo Plankova dužina