Бидний цаг үеийн материйн үндсэн хэсгүүд. Орчин үеийн байгалийн шинжлэх ухаанд материйн хөдөлгөөн, түүний өөрийгөө хөгжүүлэх чадвар, түүнчлэн материаллаг объектуудын холбоо, харилцан үйлчлэлийн талаархи ойлголт.

МАТЕРИСЫН ХӨДӨЛГӨӨНИЙ ОЙЛГОЛТ, ТҮҮНИЙГ ӨӨРИЙГӨӨ ХӨГЖҮҮЛЭХ ЧАДВАР, МӨН ОРЧИН ҮЕИЙН БАЙГАЛИЙН ШИНЖЛЭХ УХААН дахь МАТЕРИАЛ БАЙГУУЛЛАГЫН ХОЛБОО, ХАРИЛЦААНЫ ТУХАЙ ТУХАЙ

Цюпка В.П.

Холбооны улсын автономит боловсролын байгууллагаилүү өндөр Мэргэжлийн боловсрол"Белгород улсын үндэсний судалгааны их сургууль"(Үндэсний судалгааны их сургууль "BelSU")

1. Бодисын хөдөлгөөн

“Материйн салшгүй шинж чанар нь хөдөлгөөн” 1 бөгөөд энэ нь материйн оршихуйн нэг хэлбэр бөгөөд түүний аливаа өөрчлөлтөд илэрдэг. Матери болон түүний шинж чанарууд, түүний дотор хөдөлгөөний бүтээгдэхүй, үл эвдэшгүй байдлаас үзэхэд материйн хөдөлгөөн мөнхөд оршдог бөгөөд түүний илрэлийн хэлбэрээр хязгааргүй олон янз байдаг.

Аливаа материаллаг объектын оршин тогтнох нь түүний хөдөлгөөнд, өөрөөр хэлбэл түүнтэй холбоотой аливаа өөрчлөлтөд илэрдэг. Өөрчлөлтийн явцад материаллаг объектын зарим шинж чанар үргэлж өөрчлөгддөг. Материаллаг объектын тодорхой цаг мөчид түүний тодорхой байдал, өвөрмөц байдал, өвөрмөц байдлыг тодорхойлдог бүх шинж чанаруудын нийлбэр нь түүний төлөв байдалд тохирсон байдаг тул материаллаг объектын хөдөлгөөн нь түүний төлөв байдлын өөрчлөлтийг дагалддаг. . Шинж чанаруудын өөрчлөлт нь нэг материаллаг объект өөр материаллаг объект болж хувирах боломжтой. “Гэхдээ материаллаг объект хэзээ ч өмч болж хувирч чадахгүй” (жишээ нь: масс, энерги), “хөрөнгө материаллаг биет” 2, учир нь зөвхөн хөдөлгөөнт бодис л өөрчлөгдөж байдаг. Байгалийн шинжлэх ухаанд материйн хөдөлгөөнийг байгалийн үзэгдэл гэж бас нэрлэдэг. байгалийн үзэгдэл).

"Хөдөлгөөнгүй бол матери байхгүй" 3 гэдэг нь материгүйгээр ямар ч хөдөлгөөн байхгүйн нэгэн адил мэдэгдэж байна.

Бодисын хөдөлгөөнийг тоон хэлбэрээр илэрхийлж болно. Аливаа материаллаг объектын нэгэн адил бодисын хөдөлгөөний бүх нийтийн тоон хэмжүүр нь материйн болон аливаа материаллаг объектын дотоод үйл ажиллагааг илэрхийлдэг энерги юм. Иймээс энерги нь хөдөлж буй материйн шинж чанаруудын нэг бөгөөд энерги нь материйн гадна, түүнээс тусдаа байж болохгүй. Эрчим хүч нь масстай эквивалент хамааралтай байдаг. Үүний үр дүнд масс нь зөвхөн бодисын хэмжээг төдийгүй түүний үйл ажиллагааны зэргийг тодорхойлдог. Материйн хөдөлгөөн мөнхөд оршдог бөгөөд түүний илрэлийн хэлбэрээр хязгааргүй олон янз байдгаас материйн хөдөлгөөнийг тоон байдлаар тодорхойлдог энерги нь мөнхөд (бүтээгдээгүй, устаж үгүй ​​болдог) мөнх хэлбэрээр оршдог, хэлбэр дүрсээрээ хязгааргүй олон янз байдаг гэдгийг үгүйсгэх аргагүй гэж үздэг. түүний илрэлүүдийн тухай. “Тиймээс энерги хэзээ ч алга болдоггүй, дахин гарч ирдэггүй, зөвхөн нэг төрлөөс нөгөөд шилждэг” 1 хөдөлгөөний төрлүүдийн өөрчлөлтийн дагуу.

Материйн хөдөлгөөний янз бүрийн хэлбэр (хэлбэр) ажиглагдаж байна. Материаллаг объектын шинж чанарын өөрчлөлт, бие биедээ үзүүлэх нөлөөллийн шинж чанарыг харгалзан тэдгээрийг ангилж болно.

Физик вакуумын хөдөлгөөн (хэвийн төлөвт байгаа чөлөөт үндсэн талбарууд) нь "чичирч" байгаа мэт тэнцвэрт байдлаасаа өөр өөр чиглэлд байнга хазайж байдаг. Ийм аяндаа бага энергитэй өдөөлтүүдийн (хазайлт, эвдрэл, хэлбэлзэл) үр дүнд виртуал бөөмс үүсдэг бөгөөд тэдгээр нь физик вакуумд шууд уусдаг. Энэ бол хөдөлгөөнт физик вакуумын хамгийн бага (үндсэн) энергийн төлөв бөгөөд түүний энерги нь тэгтэй ойролцоо байна. Гэхдээ физик вакуум нь тодорхой хугацааны туршид тодорхой илүүдэл энергиэр тодорхойлогддог сэтгэлийн хөөрөлд хувирч чаддаг. Физик вакуумын ийм чухал, өндөр энергитэй өдөөлтүүд (хазайлт, эвдрэл, хэлбэлзэл) үед виртуал бөөмс нь гадаад төрхөө дуусгаж, дараа нь бодит суурь хэсгүүд физик вакуумаас гарч ирдэг. янз бүрийн төрөл, мөн дүрмээр бол хосоороо (байна цахилгаан цэнэгЭсрэг тэмдэгтэй цахилгаан цэнэгтэй бөөмс ба эсрэг бөөмс хэлбэрээр, жишээлбэл, электрон-позитрон хос хэлбэрээр).

Төрөл бүрийн чөлөөт суурь талбайн нэг квант өдөөлт нь үндсэн бөөмс юм.

Фермионы (спинор) үндсэн талбарууд нь гурван үе (гэр бүл) хуваагдсан 24 фермион (6 кварк ба 6 антикварк, түүнчлэн 6 лептон ба 6 антилептон) үүсгэж чаддаг. Эхний үед дээш доош кваркууд (мөн антикваркууд), түүнчлэн лептонууд, электрон ба электрон нейтрино (мөн электрон антинейтринотой позитрон) нь энгийн бодис (мөн ховор олддог антиматер) үүсгэдэг. Хоёр дахь үеийнхэнд дур булаам, хачирхалтай кваркууд (мөн антикваркууд), мөн лептонууд, мюон ба муон нейтрино (мөн мюон антинейтринотой антимуон) илүү том масстай (илүү их таталцлын цэнэг) байдаг. Гурав дахь үеийнхэнд жинхэнэ, дур булаам кваркууд (мөн антикваркууд), мөн лептонууд таон ба таон нейтрино (мөн таон антинейтринотой антитаон) байдаг. Хоёр ба гурав дахь үеийн фермионууд нь энгийн бодис үүсэхэд оролцдоггүй, тогтворгүй бөгөөд эхний үеийн фермионууд үүсэх үед ялзардаг.

Босоны үндсэн талбарууд нь 18 төрлийн бозон үүсгэдэг: таталцлын орон - гравитон, цахилгаан соронзон орон - фотон, харилцан үйлчлэлийн сул орон - 3 төрлийн "вион" 1, глюоны орон - 8 төрлийн глюон, Хиггсийн талбай - 5 төрлийн Хиггс. бозонууд.

Хангалттай өндөр энергитэй (өдөөгдөх) төлөвт байгаа физик вакуум нь жижиг ертөнц хэлбэрээр чухал энерги бүхий олон үндсэн бөөмсийг үүсгэх чадвартай.

Бичил ертөнцийн бодисын хувьд хөдөлгөөн нь дараах байдлаар буурдаг.

энгийн хэсгүүдийн тархалт, мөргөлдөх, бие бие рүүгээ хувирах;

протон ба нейтроноос атомын цөм үүсэх, тэдгээрийн хөдөлгөөн, мөргөлдөөн, өөрчлөлт;

атомын цөм ба электронуудаас атом үүсэх, тэдгээрийн хөдөлгөөн, мөргөлдөөн, өөрчлөлт, түүний дотор нэг атомын орбиталаас нөгөөд электрон үсрэх, атомаас салгах, нэмэлт электрон нэмэх;

атомаас молекул үүсэх, тэдгээрийн хөдөлгөөн, мөргөлдөөн, өөрчлөлт, үүнд шинэ атом нэмэгдэх, атом ялгарах, зарим атомыг бусадтай солих, молекул дахь атомуудын бие биентэйгээ харьцуулахад дарааллыг өөрчлөх.

Макро ертөнц ба мега ертөнцийн мөн чанарын хувьд хөдөлгөөн нь янз бүрийн биетүүдийн шилжилт хөдөлгөөн, мөргөлдөөн, хэв гажилт, эвдрэл, эвдрэл, нэгдэл, түүнчлэн тэдгээрийн хамгийн олон янзын өөрчлөлтөөс хамаардаг.

Хэрэв материаллаг объектын хөдөлгөөн (квантлагдсан талбай эсвэл материаллаг объект) зөвхөн түүний өөрчлөлтийг дагалддаг бол физик шинж чанаржишээлбэл, квантлагдсан талбайн давтамж эсвэл долгионы урт, агшин зуурын хурд, температур, материаллаг объектын цахилгаан цэнэг, дараа нь ийм хөдөлгөөнийг физик хэлбэр гэж нэрлэдэг. Хэрэв материаллаг объектын хөдөлгөөн нь түүний химийн шинж чанар, жишээлбэл, уусах чадвар, шатамхай байдал, хүчиллэг байдал өөрчлөгддөг бол ийм хөдөлгөөнийг химийн хэлбэр гэж ангилдаг. Хэрэв хөдөлгөөн нь мега ертөнцийн объектуудын өөрчлөлттэй холбоотой бол (сансрын биетүүд) ийм хөдөлгөөнийг одон орны хэлбэр гэж ангилдаг. Хэрэв хөдөлгөөн нь дэлхийн гүний бүрхүүлийн (дэлхийн дотоод хэсэг) объектуудын өөрчлөлттэй холбоотой бол ийм хөдөлгөөнийг геологийн хэлбэр гэж ангилдаг. Хэрэв хөдөлгөөн нь дэлхийн гадаргуугийн бүх бүрхүүлийг нэгтгэдэг газарзүйн бүрхүүлийн объектуудын өөрчлөлттэй холбоотой бол ийм хөдөлгөөнийг газарзүйн хэлбэр гэж ангилдаг. Амьд бие, тэдгээрийн тогтолцооны янз бүрийн амьдралын илрэл хэлбэрээр хөдөлгөөнийг биологийн хэлбэр гэж ангилдаг. Хүний зайлшгүй оролцоотойгоор нийгмийн ач холбогдолтой эд хөрөнгийн өөрчлөлт, жишээлбэл, төмрийн хүдэр олборлох, төмөр, ган үйлдвэрлэх, чихрийн нишингэ тариалах, элсэн чихэр үйлдвэрлэх зэрэг материаллаг объектын хөдөлгөөнийг ангилдаг. нийгмийн тодорхойлогдсон хөдөлгөөний хэлбэр.

Аливаа материаллаг объектын хөдөлгөөнийг үргэлж аль нэг хэлбэрт хамааруулж болохгүй. Энэ нь нарийн төвөгтэй, олон талт юм. Квантлагдсан талбайгаас бие хүртэл материаллаг объектод хамаарах физик хөдөлгөөн хүртэл хэд хэдэн хэлбэрийг агуулж болно. Жишээлбэл, хоёр уян харимхай мөргөлдөөн (мөргөлдөөн). хатуу бодисбильярдын бөмбөг хэлбэрээр бие биетэйгээ болон ширээтэй харьцуулахад цаг хугацааны явцад бөмбөлгүүдийн байрлал өөрчлөгдөх, бөмбөгний эргэлт, ширээний гадаргуу ба агаарын гадаргуу дээрх бөмбөгний үрэлт орно. Бөмбөлөг бүрийн хэсгүүдийн хөдөлгөөн, уян харимхай мөргөлдөөний үед бөмбөлгүүдийн хэлбэрийг бараг эргүүлж өөрчлөх, уян харимхай мөргөлдөөний үед бөмбөгний дотоод энерги болгон хэсэгчлэн хувиргах кинетик энергийн солилцоо, бөмбөг, агаар, дулаан дамжуулалт. хүснэгтийн гадаргуу, бөмбөлөгт агуулагдах тогтворгүй изотопуудын цөмийн цацраг идэвхт задрал, сансрын цацрагийн нейтрино бөмбөлгөөр дамжин нэвтрэн орох гэх мэт. Хими, одон орон, геологи, газар зүй, биологи, нийгэмд тодорхойлогдсон материалын хөгжил, үүсэх явцад. объектууд, хөдөлгөөний хэлбэрүүд илүү төвөгтэй, олон янз болдог. Тиймээс химийн хөдөлгөөнд хөдөлгөөний физик хэлбэр, чанарын хувьд шинэ, физик, химийн хэлбэрт хувирдаггүй аль алиныг нь харж болно. Одон орон, геологи, газар зүй, биологи, нийгмийн хувьд тодорхойлогдсон объектуудын хөдөлгөөнд хөдөлгөөний физик, химийн хэлбэр, түүнчлэн чанарын хувьд шинэ, физик, химийн хувьд буурдаггүй, одон орон, геологи, газар зүй, биологи, нийгмийн хувьд хоёуланг нь харж болно. хөдөлгөөний тодорхой хэлбэрүүд. Үүний зэрэгцээ, материалын хөдөлгөөний доод хэлбэрүүд нь янз бүрийн түвшний нарийн төвөгтэй материаллаг объектуудад ялгаатай байдаггүй. Жишээлбэл, энгийн бөөмс, атомын цөм, атомын физик хөдөлгөөн нь одон орон, геологи, газарзүйн, биологийн болон нийгмийн тодорхойлогддог материаллаг объектуудын хооронд ялгаатай байдаггүй.

Хөдөлгөөний нарийн төвөгтэй хэлбэрийг судлахдаа хоёр туйлшралаас зайлсхийх хэрэгтэй. Нэгдүгээрт, хөдөлгөөний нарийн төвөгтэй хэлбэрийн судалгааг энгийн хөдөлгөөний хэлбэрүүд болгон бууруулж болохгүй, хөдөлгөөний нарийн төвөгтэй хэлбэрийг энгийн хэлбэрээс гаргаж авах боломжгүй. Жишээлбэл, биологийн хөдөлгөөнийг зөвхөн хөдөлгөөний физик, химийн хэлбэрээс гаргаж авах боломжгүй, харин хөдөлгөөний биологийн хэлбэрийг үл тоомсорлодог. Хоёрдугаарт, та энгийн зүйлийг үл тоомсорлож, зөвхөн хөдөлгөөний нарийн төвөгтэй хэлбэрийг судлахаар өөрийгөө хязгаарлаж болохгүй. Жишээлбэл, биологийн хөдөлгөөний судалгаа нь энэ тохиолдолд гарч ирдэг хөдөлгөөний физик, химийн хэлбэрийг судлахад сайнаар нөлөөлдөг.

2. Матери өөрөө өөрийгөө хөгжүүлэх чадвар

Мэдэгдэж байгаагаар материйн өөрийгөө хөгжүүлэх, матери өөрөө өөрийгөө хөгжүүлэх чадвартай байдаг нь хөдөлж буй материйн хэлбэрүүдийн аяндаа, чиглэсэн, эргэлт буцалтгүй үе шаттайгаар хүндрэлтэй байдаг.

Материйн аяндаа өөрөө хөгжих нь материйн хөдөлгөөнт хэлбэрүүд аажмаар хүндрэлтэй болох үйл явц нь дотоод, байгалийн шалтгааны улмаас Бүтээгч ямар нэгэн ер бусын болон ер бусын хүчний оролцоогүйгээр аяндаа явагддаг гэсэн үг юм.

Материйн өөрийгөө хөгжүүлэх чиглэл гэдэг нь материйн хөдөлж буй хэлбэрийг өмнө нь байсан нэг хэлбэрээс хожим үүссэн өөр хэлбэрт шилжүүлэх үйл явцын нэг төрлийн сувагчлалыг хэлнэ: хөдөлж буй материйн аливаа шинэ хэлбэрийн хувьд өмнөх хэлбэрийг олж болно. түүний гарал үүслийг өгсөн хөдөлгөөнт материйн хэлбэр, мөн эсрэгээр, хөдөлж буй материйн өмнөх хэлбэрийн хувьд түүнээс үүссэн хөдөлгөөнт материйн шинэ хэлбэрийг олж болно. Түүгээр ч барахгүй, хөдөлж буй материйн өмнөх хэлбэр нь түүнээс үүссэн хөдөлгөөнт материйн шинэ хэлбэрээс өмнө үргэлж оршин байсан, өмнөх хэлбэр нь түүнээс үүссэн шинэ хэлбэрээс үргэлж хуучин байдаг. Хөдөлгөөнт материйн өөрийгөө хөгжүүлэх сувгийн ачаар түүний хэлбэрүүд ямар чиглэлд, ямар завсрын (шилжилтийн) хэлбэрүүдээр дамжсаныг харуулсан аажмаар хүндрэлийн өвөрмөц цувралууд үүсдэг. түүхэн хөгжилямар нэг хэлбэрийн хөдөлгөөнт бодис.

Материйн өөрөө хөгжих эргэлт буцалтгүй байдал нь хөдөлж буй материйн хэлбэрүүдийн аажмаар хүндрэлтэй болох үйл явц нь эсрэг чиглэлд, хойшоо явж болохгүй гэсэн үг юм: хөдөлж буй материйн шинэ хэлбэр нь материйн хөдөлж буй өмнөх хэлбэрийг үүсгэж чадахгүй. үүссэн боловч энэ нь шинэ хэлбэрийн өмнөх хэлбэр болж чаддаг. Хэрэв гэнэт хөдөлж буй материйн аливаа шинэ хэлбэр нь түүний өмнөх хэлбэрүүдтэй маш төстэй болж хувирвал энэ нь хөдөлж буй матери эсрэг чиглэлд өөрөө хөгжиж эхэлсэн гэсэн үг биш юм: хөдөлж буй материйн өмнөх хэлбэр нь илүү эрт гарч ирсэн. , мөн хөдөлгөөнт материйн шинэ хэлбэр нь жигд бөгөөд үүнтэй маш төстэй нь нэлээд хожуу гарч ирсэн бөгөөд ижил төстэй боловч хөдөлж буй материйн үндсэн өөр хэлбэр юм.

3. Материаллаг объектуудын харилцаа холбоо, харилцан үйлчлэл

Материйн өвөрмөц шинж чанар нь түүний хөдөлгөөний шалтгаан болох холболт ба харилцан үйлчлэл юм. Холболт ба харилцан үйлчлэл нь материйн хөдөлгөөний шалтгаан болдог тул хөдөлгөөнтэй адил холболт ба харилцан үйлчлэл нь бүх нийтийн шинж чанартай, өөрөөр хэлбэл шинж чанар, гарал үүсэл, нарийн төвөгтэй байдлаас үл хамааран бүх материаллаг объектод байдаг. Материаллаг ертөнцийн бүх юмс үзэгдлүүд нь байгалийн материаллаг холбоо, харилцан үйлчлэлээр тодорхойлогддог (болзолт гэдэг утгаараа) холбоо, харилцан үйлчлэлийн зүй тогтлыг тусгасан байгалийн объектив хуулиудаар тодорхойлогддог. "Энэ утгаараа дэлхий дээр ер бусын, материйн эсрэг тэсрэг зүйл гэж байдаггүй." 1 Хөдөлгөөний нэгэн адил харилцан үйлчлэл нь материйн оршихуйн (оршихуйн) хэлбэр юм.

Бүх материаллаг объектуудын оршихуй нь харилцан үйлчлэлээр илэрдэг. Аливаа материаллаг объектын хувьд оршин тогтнох нь бусад материаллаг объектуудтай харьцах, тэдэнтэй харилцах, объектив харилцаа холбоо, харилцаа холбоо тогтоох замаар ямар нэгэн байдлаар илэрдэг гэсэн үг юм. Хэрэв таамагласан материаллаг объект нь бусад материаллаг объектуудтай холбоотой ямар ч байдлаар илэрдэггүй, тэдгээртэй ямар ч байдлаар холбогдоогүй, тэдэнтэй харьцдаггүй байсан бол "эдгээр материаллаг объектуудын хувьд энэ нь байхгүй байх болно. "Гэхдээ түүний талаарх бидний таамаглал юунд ч үндэслэгдэх боломжгүй, учир нь харилцан үйлчлэлгүй байсан тул бид түүний талаар тэг мэдээлэлтэй байх болно." 2

Харилцан үйлчлэл гэдэг нь энерги солилцох замаар зарим материаллаг объектуудын бусад зүйлд харилцан үйлчлэх үйл явц юм. Материаллаг объектуудын харилцан үйлчлэл нь жишээлбэл, хоёр хатуу биетийн мөргөлдөх (нөлөөллийн) хэлбэрээр шууд байж болно. Эсвэл энэ нь хол зайд тохиолдож болно. Энэ тохиолдолд материаллаг объектуудын харилцан үйлчлэл нь тэдгээртэй холбоотой бозоник (хэмжигч) үндсэн талбаруудаар хангагдана. Нэг материаллаг объектын өөрчлөлт нь түүнтэй холбоотой харгалзах бозоник (хэмжигч) үндсэн талбайн өдөөлтийг (хазайлт, цочрол, хэлбэлзэл) үүсгэдэг бөгөөд энэ өдөөлт нь вакуум дахь гэрлийн хурдаас хэтрэхгүй хязгаарлагдмал хурдтай долгион хэлбэрээр тархдаг. (бараг 300 мянган км/ Хамт). Квант-талбарын харилцан үйлчлэлийн механизмын дагуу алсын зайд байгаа материаллаг объектуудын харилцан үйлчлэл нь солилцооны шинж чанартай байдаг, учир нь тээвэрлэгч хэсгүүд харилцан үйлчлэлийг харгалзах бозоник (хэмжигч) үндсэн талбайн квант хэлбэрээр дамжуулдаг. Янз бүрийн бозонууд нь харилцан үйлчлэлийн тээвэрлэгч хэсгүүдийн хувьд харгалзах бозоник (хэмжигч) үндсэн талбайн өдөөлт (хазайлт, цочрол, хэлбэлзэл) юм: материаллаг объектоор ялгарах, шингээх үед тэдгээр нь бодит, тархалтын явцад виртуаль байдаг.

Энэ нь ямар ч тохиолдолд материаллаг объектуудын харилцан үйлчлэл, тэр ч байтугай зайд ч гэсэн богино зайн үйл ажиллагаа юм, учир нь энэ нь цоорхой, хоосон зайгүй явагддаг.

Бодисын эсрэг бөөмстэй бөөмсийн харилцан үйлчлэл нь тэдгээрийн устах, өөрөөр хэлбэл тэдгээр нь харгалзах фермион (спинор) үндсэн талбарт хувирах замаар дагалддаг. Энэ тохиолдолд тэдгээрийн масс (таталцлын энерги) нь харгалзах фермионик (спинор) үндсэн талбайн энерги болж хувирдаг.

Сэтгэл хөдлөм (газайх, түгшээх, "чичиргээ") физик вакуумын виртуал хэсгүүд нь бодит бөөмстэй харилцан үйлчилж, тэдгээрийг бүрхэж, квант хөөс хэлбэрээр дагалддаг. Жишээлбэл, атомын электронууд физик вакуумын виртуал хэсгүүдтэй харилцан үйлчлэлийн үр дүнд атом дахь энергийн түвшинд тодорхой өөрчлөлт гарч, электронууд өөрсдөө бага далайцтай хэлбэлзлийн хөдөлгөөнийг гүйцэтгэдэг.

Таталцлын, цахилгаан соронзон, сул, хүчтэй гэсэн дөрвөн төрлийн үндсэн харилцан үйлчлэл байдаг.

“Таталцлын харилцан үйлчлэл нь масстай материаллаг биетүүдийн харилцан таталцлаар ... илэрнэ” 1 тайван байдал, өөрөөр хэлбэл материаллаг биет, ямар ч хол зайд. Олон тооны үндсэн тоосонцор үүсгэдэг сэтгэл хөдөлсөн физик вакуум нь таталцлын түлхэц үзүүлэх чадвартай гэж үздэг. Таталцлын харилцан үйлчлэлийг таталцлын талбайн гравитонууд гүйцэтгэдэг. Таталцлын орон нь бие ба бөөмсийг тайван масстай холбодог. Таталцлын долгион (виртуал гравитон) хэлбэрээр таталцлын талбайг тараахад орчин шаардлагагүй. Таталцлын харилцан үйлчлэл нь хүч чадлаараа хамгийн сул байдаг тул бөөмийн массын ач холбогдол багатай тул бичил ертөнцөд ач холбогдол багатай байдаг; макро ертөнцөд түүний илрэл нь мэдэгдэхүйц бөгөөд энэ нь жишээлбэл, биетүүдийг Дэлхий болон мега ертөнцөд унахад хүргэдэг. энэ нь мега ертөнц дэх асар их биетүүдийн улмаас тэргүүлэх үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд жишээлбэл, Сар болон хиймэл дагуулуудыг дэлхийн эргэн тойронд эргүүлэх боломжийг олгодог; Нарны аймгийн гаригууд, гаригууд, сүүлт одууд болон бусад биетүүдийн үүсэх, хөдөлгөөн, түүний бүрэн бүтэн байдал; галактик дахь оддын үүсэх, хөдөлгөөн - харилцан таталцал, нийтлэг гарал үүслээр холбогдсон олон зуун тэрбум оддыг багтаасан аварга том оддын системүүд, түүнчлэн тэдгээрийн бүрэн бүтэн байдал; галактикийн бөөгнөрөлүүдийн нэгдмэл байдал - таталцлын хүчээр холбогдсон харьцангуй ойр зайтай галактикуудын системүүд; Метагалактикийн бүрэн бүтэн байдал - таталцлын хүчээр холбогдсон бүх мэдэгдэж буй галактикийн кластеруудын систем, Орчлон ертөнцийн судлагдсан хэсэг болох бүх ертөнцийн бүрэн бүтэн байдал. Таталцлын харилцан үйлчлэл нь орчлон ертөнцөд тархсан материйн концентрацийг тодорхойлж, хөгжлийн шинэ мөчлөгт хамрагдахыг тодорхойлдог.

“Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл нь цахилгаан цэнэгээс үүсдэг ба цахилгаан соронзон орны фотоноор дамждаг” 1 ямар ч том зайд. Цахилгаан соронзон орон нь цахилгаан цэнэгтэй бие ба бөөмсийг холбодог. Түүнчлэн, суурин цахилгаан цэнэгүүд нь зөвхөн цахилгаан соронзон орны цахилгаан бүрэлдэхүүн хэсэг хэлбэрээр холбогддог. цахилгаан орон, хөдөлж буй цахилгаан цэнэгүүд нь цахилгаан соронзон орны цахилгаан ба соронзон бүрэлдэхүүн хэсгүүдээр холбогддог. Цахилгаан соронзон орныг цахилгаан соронзон долгион хэлбэрээр тараахад нэмэлт орчин шаардлагагүй, учир нь "өөрчлөгдөж буй соронзон орон нь хувьсах цахилгаан орон үүсгэдэг бөгөөд энэ нь эргээд хувьсах соронзон орны эх үүсвэр болдог" 2. "Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл нь таталцлын (ялгаатай цэнэгийн хооронд) болон түлхэлт (3 адил цэнэгийн хооронд) хоёулаа илэрч болно. Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл нь таталцлын харилцан үйлчлэлээс хамаагүй хүчтэй байдаг. Энэ нь бичил болон макро болон мега ертөнцөд хоёуланд нь илэрдэг боловч макро ертөнцөд тэргүүлэх үүрэг гүйцэтгэдэг. Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл нь электронуудын цөмтэй харилцан үйлчлэлийг баталгаажуулдаг. Атом хоорондын болон молекул хоорондын харилцан үйлчлэл нь цахилгаан соронзон бөгөөд үүний ачаар жишээлбэл, молекулууд байдаг бөгөөд тэдгээр нь явагддаг. химийн хэлбэрматерийн хөдөлгөөн, биетүүд байдаг бөгөөд тэдгээрээр тодорхойлогддог нэгтгэх төлөвүүд, уян хатан чанар, үрэлт, шингэний гадаргуугийн хурцадмал байдал, харааны функцууд. Тиймээс цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл нь атом, молекул, макроскоп биетүүдийн тогтвортой байдлыг хангадаг.

Амралттай масстай элементийн бөөмс нь сул харилцан үйлчлэлд оролцдог бөгөөд үүнийг 4 царигийн талбайн "вионууд" дамжуулдаг. Сул харилцан үйлчлэлийн талбар нь янз бүрийн энгийн бөөмсийг тайван масстай холбодог. Сул харилцан үйлчлэл нь цахилгаан соронзон хүчнээс хамаагүй сул боловч таталцлын хүчнээс илүү хүчтэй байдаг. Богино хугацаанд үйлчилдэг тул энэ нь зөвхөн бичил ертөнцөд илэрдэг бөгөөд жишээлбэл, энгийн бөөмсийн ихэнх хэсэг нь өөрөө задрахад хүргэдэг (жишээлбэл, чөлөөт нейтрон нь сөрөг цэнэгтэй хэмжигч бозоны оролцоотойгоор өөрөө задардаг. , электрон ба электрон антинейтрино, заримдаа энэ нь бас фотон үүсгэдэг), бусад бодистой нейтриногийн харилцан үйлчлэл.

Хүчтэй харилцан үйлчлэл нь адронуудын харилцан таталцлаар илэрдэг бөгөөд үүнд кваркийн бүтэц, жишээлбэл, хоёр кварк мезон, гурван кварк нуклон орно. Энэ нь глюоны талбайн глюоноор дамждаг. Глюоны талбайнууд адронуудыг холбодог. Энэ бол хамгийн хүчтэй харилцан үйлчлэл боловч богино хугацаанд үйлчилдэг тул зөвхөн бичил ертөнцөд илэрдэг бөгөөд жишээлбэл, нуклон дахь кваркуудын холболт, атомын цөм дэх нуклонуудын холболт, тэдгээрийн тогтвортой байдлыг хангадаг. Хүчтэй харилцан үйлчлэл нь цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийнхээс 1000 дахин хүчтэй бөгөөд цөмд нэгдсэн ижил цэнэгтэй протонуудыг нисэх боломжийг олгодоггүй. Хүчтэй харилцан үйлчлэлийн улмаас хэд хэдэн цөм нэг болж нийлдэг термоядролын урвалууд бас боломжтой байдаг. Байгалийн термоядролын реакторуудбүх зүйлийг бүтээдэг одууд юм химийн элементүүдустөрөгчөөс хүнд. Хүнд multinucleon цөмүүд тогтворгүй болж, хуваагддаг, учир нь тэдгээрийн хэмжээ нь хүчтэй харилцан үйлчлэл үзүүлэх зайнаас аль хэдийн давсан байдаг.

"Үр дүнд нь туршилтын судалгааэнгийн бөөмсийн харилцан үйлчлэл ... протонуудын мөргөлдөөний өндөр энергитэй - ойролцоогоор 100 ГэВ - ... сул ба цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл нь ялгаатай биш - тэдгээрийг нэг цахилгаан сул харилцан үйлчлэл гэж үзэж болохыг олж мэдсэн. 1 "10 15 ГэВ-ийн энергитэй үед тэдгээр нь хүчтэй харилцан үйлчлэлээр нэгддэг ба" 2 "бөөмийн харилцан үйлчлэлийн эрч хүчтэй үед (10 19 ГэВ хүртэл) эсвэл бодисын туйлын өндөр температурт бүгд" гэж үздэг. Дөрвөн үндсэн харилцан үйлчлэл нь ижил хүч чадлаар тодорхойлогддог, өөрөөр хэлбэл нэг харилцан үйлчлэлийг 3 "сүпер гүрэн" хэлбэрээр илэрхийлдэг. Биеийн вакуумаас үүссэн Орчлон ертөнцийн хөгжлийн эхэн үед ийм өндөр энергитэй нөхцөлүүд байсан байж магадгүй юм. Орчлон ертөнцийг цаашид тэлэх явцад үүссэн бодисыг хурдан хөргөхөд нэгдмэл харилцан үйлчлэлийг эхлээд цахилгаан сул, таталцлын болон хүчтэй гэж хувааж, дараа нь цахилгаан сул харилцан үйлчлэлийг цахилгаан соронзон ба сул, өөрөөр хэлбэл үндсэн дөрвөн өөр өөр харилцан үйлчлэлд хуваасан. харилцан үйлчлэл.

НОМ ЗҮЙ:

Карпенков, С.Х. Байгалийн ухааны үндсэн ойлголтууд [Текст]: сурах бичиг. их дээд сургуулиудад зориулсан гарын авлага / С.Х.Карпенков. – 2-р хэвлэл, шинэчилсэн. болон нэмэлт – М.: Эрдмийн төсөл, 2002. – 368 х.

Орчин үеийн байгалийн шинжлэх ухааны үзэл баримтлал [Текст]: сурах бичиг. их дээд сургуулиудад зориулсан / Ed. В.Н.Лавриненко, В.П.Ратникова. – 3 дахь хэвлэл, шинэчилсэн найруулга. болон нэмэлт – М.: НЭГДЭЛ-ДАНА, 2005. – 317 х.

Байгалийн шинжлэх ухааны философийн асуудлууд [Текст]: сурах бичиг. магистрант, философийн оюутнуудад зориулсан гарын авлага. мөн байгалийн хуурамч. un-tov / Ред. С.Т.Мелюхина. - М.: төгссөн сургууль, 1985. – 400 х.

Цюпка, V.P. Дэлхийн байгалийн шинжлэх ухааны зураг: орчин үеийн байгалийн шинжлэх ухааны үзэл баримтлал [Текст]: сурах бичиг. тэтгэмж / V. P. Цюпка. – Белгород: IPK NRU “BelSU”, 2012. – 144 х.

Цюпка, V. P. Дэлхийн орчин үеийн физик дүр төрхийг бүрдүүлдэг орчин үеийн физикийн үзэл баримтлал [Цахим нөөц] // Шинжлэх ухааны цахим архив. Оросын академиБайгалийн шинжлэх ухаан: захидал харилцаа. электрон. шинжлэх ухааны conf. "Орчин үеийн байгалийн шинжлэх ухааны ойлголтууд эсвэл дэлхийн байгалийн шинжлэх ухааны зураглал" URL: http://site/article/6315(нийлэгдсэн: 2011/10/31)

Yandex. Толь бичиг. [Цахим нөөц] URL: http://slovari.yandex.ru/

1Карпенков С.Х.Байгалийн шинжлэх ухааны үндсэн ойлголтууд. M. Эрдмийн төсөл. 2002. P. 60.

2Байгалийн шинжлэх ухааны философийн асуудлууд. М. Дээд сургууль. 1985. P. 181.

3Карпенков С.Х.Байгалийн ухааны үндсэн ойлголтууд... P. 60.

1Карпенков С.Х.Байгалийн ухааны үндсэн ойлголтууд... Х 79.

1Карпенков С.Х.

1Байгалийн шинжлэх ухааны философийн асуудал... Х 178.

2 Мөн түүнчлэн. P. 191.

1Карпенков С.Х.Байгалийн ухааны үндсэн ойлголтууд... P. 67.

1Карпенков С.Х.Байгалийн ухааны үндсэн ойлголтууд... Х 68.

3Байгалийн шинжлэх ухааны философийн асуудал... Х 195.

4Карпенков С.Х.Байгалийн ухааны үндсэн ойлголтууд... P. 69.

1Карпенков С.Х.Байгалийн ухааны үндсэн ойлголтууд... Х 70.

2 Орчин үеийн байгалийн шинжлэх ухааны үзэл баримтлал. M. UNITY-DANA. 2005. P. 119.

3Карпенков С.Х.Байгалийн ухааны үндсэн ойлголтууд... P. 71.

Цюпка В.П. МАТЕРИАЛЫН ХӨДӨЛГӨӨНИЙ ОЙЛГОЛТ, ТҮҮНИЙГ ӨӨРИЙГӨӨ ХӨГЖҮҮЛЭХ ЧАДВАР, МӨН ОРЧИН ҮЕИЙН БАЙГАЛИЙН ШИНЖЛЭХ УХААНЫ МАТЕРИАЛ БАЙГУУЛЛАГЫН ХОЛБОО, ХАРИЛЦААНЫ ТУХАЙ // Шинжлэх ухааны цахим архив.
URL: (хандалтын огноо: 2020/03/17).

±1 1 80,4 Сул харилцан үйлчлэл Z 0 0 1 91,2 Сул харилцан үйлчлэл Глюон 0 1 0 Хүчтэй харилцан үйлчлэл Хиггс бозон 0 0 ≈125.09±0.24 Идэвхгүй масс

Үе үе		Цэнэгтэй кваркууд (+2/3)				Цэнэгтэй кваркууд (−1/3)
			Кварк/антикваркийн тэмдэг	Масс (MeV)		Кварк/антикваркийн нэр/амт	Кварк/антикваркийн тэмдэг	Масс (MeV)
1		у-кварк (up-кварк) / анти-у-кварк	$u\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(u)$	1.5-аас 3 хүртэл		d-кварк (down-кварк) / анти-д-кварк	$d\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(d)$	4.79±0.07
2		с-кварк (сэтгэл татам-кварк) / анти-к-кварк	$c\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(c)$	1250 ± 90		с-кварк (хачин кварк) / анти-с-кварк	$s\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(s)$	95 ± 25
3		т-кварк (топ-кварк) / анти-т-кварк	$t\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(t)$	174 200 ± 3300		б-кварк (доод-кварк) / анти-б-кварк	$b\; /\; \backslash ,\; \backslash overline(b)$	4200±70

бас үзнэ үү

"Үндсэн бөөмс" нийтлэлийн талаар сэтгэгдэл бичээрэй

Тэмдэглэл

Холбоосууд

• С.А.Славатинский// Москвагийн Физик технологийн дээд сургууль (Долгопрудный, Москва муж)
• Славатинский С.А. // SOZH, 2001, No2, х. 62–68 архив web.archive.org/web/20060116134302/journal.issep.rssi.ru/annot.php?id=S1176
• // nuclphys.sinp.msu.ru
• // second-physics.ru
• //physics.ru
• // nature.web.ru
• // nature.web.ru
• // nature.web.ru

Үндсэн тоосонцор Нийлмэл тоосонцор Холболтууд үндсэн ба/эсвэл нийлмэл хэсгүүд Тогтмол Ер бусын Бусад ангилал тоосонцор

Үндсэн бөөмсийг тодорхойлсон ишлэл

Маргааш нь тэр оройтож сэрлээ. Өнгөрсөн үеийн сэтгэгдлийг шинэчлэн, тэрээр юуны түрүүнд өнөөдөр өөрийгөө эзэн хаан Францад танилцуулах ёстойгоо санаж, Дайны сайд, эелдэг Австрийн туслах Билибин, өчигдөр оройн яриаг санав. Бүрэн хувцасласан дүрэмт хувцасУдаан өмсөөгүй байсан тэрээр ордон руу аялахдаа шинэхэн, сэргэлэн, царайлаг, гараа зангидаж, Билибиний өрөөнд оров. Тус албанд дипломат корпусын дөрвөн эрхэм сууж байв. Болконский Элчин сайдын яамны нарийн бичгийн дарга байсан хунтайж Ипполит Курагинтай танил байсан; Билибин түүнийг бусадтай танилцуулав.
Билибинд зочилсон ноёд, шашингүй, залуу, баян, хөгжилтэй хүмүүс Венад ч, энд ч тусдаа дугуйлан байгуулж, энэ дугуйлангийн тэргүүн байсан Билибин манайх гэж les nftres гэж нэрлэдэг байв. Бараг зөвхөн дипломатчдаас бүрдсэн энэ тойрог нь дайн, улс төр, өндөр нийгмийн ашиг сонирхол, тодорхой эмэгтэйчүүдтэй харилцах харилцаа, албаны бичиг хэргийн талтай ямар ч холбоогүй өөрийн гэсэн сонирхолтой байсан бололтой. Эдгээр ноёд хунтайж Андрейг өөрсдийн хүрээлэлд дуртайяа хүлээн зөвшөөрсөн бололтой (цөөн хүнд хүндэтгэл үзүүлсэн). Эелдэг байдлаасаа болоод яриа өрнүүлэх сэдвийн хувьд түүнээс арми, тулалдааны талаар хэд хэдэн асуулт асууж, яриа дахин үл нийцэх, хөгжилтэй хошигнол, хов жив болон хувирав.
"Гэхдээ энэ нь ялангуяа сайн байна" гэж нэг нь дипломат нөхрийнхөө бүтэлгүйтлийг хэлээд, "ялангуяа сайн зүйл бол канцлер түүнд Лондонд томилогдсон нь албан тушаал ахих явдал байсан, тэр үүнийг ингэж харах ёстой гэж шууд хэлсэн явдал юм." Та түүний дүр төрхийг нэгэн зэрэг харж байна уу?...
"Гэхдээ хамгийн муу нь, ноёд оо, би та нарт Курагиныг өгч байна: тэр хүн золгүй байдалд орсон бөгөөд энэ Дон Жуан, энэ аймшигтай хүн үүнийг ашиглаж байна!"
Ханхүү Ипполит Вольтерын сандал дээр хэвтэж, хөлөө гараараа давж байв. Тэр инээсэн.
"Parlez moi de ca, [Алив, нааш ир]" гэж тэр хэлэв.
- Өө, Дон Жуан! Өө могой! - дуу хоолой сонсогдов.
"Болконский, чи мэдэхгүй" гэж Билибин хунтайж Андрейд хандаж, "бүх аймшигт үйл явдал гэдгийг мэдэхгүй байна. Францын арми(Би бараг хэлсэн - Оросын арми) - энэ хүний ​​эмэгтэйчүүдийн хооронд хийсэн зүйлтэй харьцуулахад юу ч биш.
"La femme est la compagne de l"homme, [Эмэгтэй хүн бол эрэгтэй хүний ​​найз юм]" гэж хунтайж Ипполит хэлээд өргөсөн хөлийг нь лоргнеттээр харж эхлэв.
Билибин бид хоёр Ипполитын нүд рүү харан инээвхийлэв. Ханхүү Андрей эхнэртээ атаархаж байсан (хүлээн зөвшөөрөх ёстой байсан) энэ нийгэмд тэнэг хүн болохыг олж харав.
"Үгүй ээ, би чамайг Курагинтай харьцах ёстой" гэж Билибин Болконскийд чимээгүйхэн хэлэв. – Тэр улс төрийн тухай ярихдаа сэтгэл татам, энэ ач холбогдлыг харах хэрэгтэй.
Тэрээр Ипполитусын хажууд суугаад духан дээрээ нугалаа цуглуулж, түүнтэй улс төрийн талаар ярилцаж эхлэв. Ханхүү Андрей болон бусад хүмүүс хоёуланг нь хүрээлэв.
“Le cabinet de Berlin ne peut pas exprimer un sentiment d” эвсэл” гэж Ипполит үгээ хэлж, хүн бүрийг нухацтай харан, “санс эксример... comme dans sa derieniere note... vous comprenez... vous comprenez... et puis si sa Majeste l"Empereur ne deroge pas au principe de notre alliance... [Берлинийн кабинет эвслийн талаарх санал бодлоо илэрхийлэхгүйгээр... сүүлчийн тэмдэглэлдээ дурдсанчлан... та ойлгож байна... ойлгож байна.. Гэсэн хэдий ч Эрхэмсэг эзэн хаан бидний эвслийн мөн чанарыг өөрчлөхгүй бол...]
"Attendez, je n"ai pas fini..." гэж тэр хунтайж Андрейд хэлээд гараас нь атгав. "Жи que l”intervention sera plus forte que la non intervention гэж бодож байна." Et...” Тэр хэсэг зогсов. – On ne pourra pas imputer a la fin de non recevoir notre depeche du 11-р сарын 28. Voila comment tout cela finira. [Хүлээгээрэй, би дуусаагүй байна. Интервенц хийхгүй байхаас илүү хүчтэй байх болно гэж би бодож байна.Бас... 11-р сарын 28-ны өдрийн илгээмжийг хүлээж авахгүй бол асуудлыг дуусгах боломжгүй. Энэ бүхэн яаж дуусах вэ?]
Тэгээд тэр Болконскийн гарыг сулласан нь одоо бүрэн дууссаныг илтгэв.
"Демосфен, je te reconnais au caillou que tu as cache dans ta bouche d"or! [Демосфен, би чамайг алтан уруулдаа нуусан хайрга чулуугаар тань таньж байна!] гэж Билибин хэлээд толгой дээр нь үс нь хөдөлсөн. таашаал.
Бүгд инээв. Ипполит хамгийн чанга инээв. Тэр зовж шаналж, амьсгал хурааж байсан ч үргэлж хөдөлгөөнгүй царайг нь сунгах зэрлэг инээдийг эсэргүүцэж чадсангүй.
"За, ноёд оо," гэж Билибин хэлэв, "Болконский бол миний гэрт, энд Брунн дахь зочин, би түүнд чадах чинээгээрээ эндхийн амьдралын бүхий л аз жаргалыг эдлэхийг хүсч байна." Хэрэв бид Бруннд байсан бол амар байх байсан; Гэхдээ энд, dans ce vilain trou morave [энэ муухай Моравын нүхэнд] энэ нь илүү хэцүү бөгөөд би та бүхнээс тусламж хүсч байна. Il faut lui faire les honneurs de Brunn. [Бид түүнд Брунныг харуулах хэрэгтэй.] Та театрыг эзэгнэдэг, би - нийгэм, та, Ипполит, мэдээжийн хэрэг - эмэгтэйчүүд.
- Бид түүнд Амелиг харуулах хэрэгтэй, тэр хөөрхөн! - гэж бидний нэг хурууныхаа үзүүрийг үнсэв.
"Ерөнхийдөө энэ цуст цэрэг илүү хүмүүнлэг үзэл рүү шилжих ёстой" гэж Билибин хэлэв.
"Ноёд оо, би та бүхний зочломтгой байдлыг ашиглах боломжгүй, одоо миний явах цаг боллоо" гэж Болконский цаг руугаа харав.
- Хаана?
- Эзэн хаанд.
- ТУХАЙ! Өө! Өө!
- За, баяртай, Болконский! Баяртай, ханхүү; "Оройн хоолондоо эрт ирээрэй" гэх хоолой сонсогдов. -Бид таныг асарч байна.
"Эзэн хаантай ярилцахдаа хоол хүнс, маршрутыг хүргэх дарааллыг аль болох магтахыг хичээгээрэй" гэж Билибин Болконскийг урд танхим руу дагуулан хэлэв.
"Би магтмаар байна, гэхдээ би мэддэг ч чадахгүй" гэж Болконский инээмсэглэв.
-За ер нь бол аль болох их ярь. Түүний хүсэл тэмүүлэл бол үзэгчид; гэхдээ тэр өөрөө ярих дургүй бөгөөд яаж хийхээ мэдэхгүй байна.

Эдгээр гурван бөөмс (мөн доор тайлбарласан бусад) нь тэдгээрийн дагуу харилцан татагдаж, түлхэгддэг хураамж, үүнээс байгалийн үндсэн хүчний тоогоор ердөө дөрөвхөн төрөл байдаг. Цэнэгүүдийг харгалзах хүчний буурах дарааллаар дараах байдлаар байрлуулж болно: өнгөт цэнэг (кваркуудын харилцан үйлчлэлийн хүч); цахилгаан цэнэг (цахилгаан ба соронзон хүч); сул цэнэг (зарим цацраг идэвхт үйл явц дахь хүч); эцэст нь масс (таталцлын хүч, эсвэл таталцлын харилцан үйлчлэл). Энд байгаа "өнгө" гэдэг үг нь харагдах гэрлийн өнгөтэй ямар ч хамаагүй; энэ нь зүгээр л хүчтэй цэнэг ба хамгийн агуу хүчний шинж чанар юм.

Төлбөр аврагдсан, өөрөөр хэлбэл системд орох цэнэг цэнэгтэй тэнцүү, үүнээс гарах. Хэрэв харилцан үйлчлэлийн өмнө тодорхой тооны бөөмсийн нийт цахилгаан цэнэг 342 нэгжтэй тэнцүү байвал харилцан үйлчлэлийн дараа үр дүнгээс үл хамааран 342 нэгжтэй тэнцэнэ. Энэ нь бусад цэнэгүүдэд мөн хамаарна: өнгө (хүчтэй харилцан үйлчлэлийн цэнэг), сул ба масс (масс). Бөөмүүд нь цэнэгээрээ ялгаатай: үндсэндээ эдгээр нь эдгээр цэнэгүүд юм. Төлбөр нь зохих хүчинд хариу өгөх эрхийн "гэрчилгээ" шиг юм. Тиймээс зөвхөн өнгөт хэсгүүдэд өнгөт хүч нөлөөлнө, зөвхөн цахилгаан цэнэгтэй хэсгүүдэд цахилгаан хүч нөлөөлнө гэх мэт. Бөөмийн шинж чанарыг түүн дээр үйлчлэх хамгийн их хүчээр тодорхойлно. Зөвхөн кваркууд л бүх цэнэгийг зөөвөрлөгч байдаг тул бүх хүчний үйлчлэлд захирагддаг бөгөөд тэдгээрийн дунд давамгайлах нь өнгө юм. Электронууд нь өнгөнөөс бусад бүх цэнэгтэй бөгөөд тэдгээрийн давамгайлах хүч нь цахилгаан соронзон хүч юм.

Байгалийн хувьд хамгийн тогтвортой нь дүрмээр бол нэг тэмдгийн бөөмсийн цэнэгийг нөгөө тэмдгийн бөөмсийн нийт цэнэгээр нөхдөг бөөмсийн төвийг сахисан хослолууд юм. Энэ нь бүхэл системийн хамгийн бага энергитэй тохирч байна. (Үүний нэгэн адил хоёр баар соронзыг нэг шугаманд байрлуулна Хойд туйлтэдгээрийн нэг нь нөгөөгийнхөө өмнөд туйлтай тулгардаг бөгөөд энэ нь соронзон орны хамгийн бага энергитэй тохирч байна.) Таталцал нь энэ дүрэмд үл хамаарах зүйл юм: сөрөг масс байхгүй. Дээш унасан бие байхгүй.

ЭДИЙН ТӨРӨЛ

Энгийн бодис нь электрон ба кваркуудаас бүрэлдэж, өнгө нь саармаг, дараа нь цахилгаан цэнэгтэй объектуудад хуваагддаг. Бөөмүүдийг гурвалсан болгон нэгтгэх үед өнгөний хүчийг саармагжуулдаг бөгөөд үүнийг доор дэлгэрэнгүй авч үзэх болно. (Тиймээс "өнгө" гэсэн нэр томьёо нь өөрөө оптикаас авсан: гурван үндсэн өнгө холилдсон үед цагаан өнгөтэй болдог.) Тиймээс өнгөний хүч нь гол нь кваркууд гурвалсан болдог. Гэхдээ кваркууд ба тэдгээр нь хуваагддаг у-кваркууд (англи хэлнээс дээш - дээд) ба г-кваркууд (англи хэлнээс доош - доороос), мөн тэнцүү цахилгаан цэнэгтэй байдаг у-кварк ба төлөө г- кварк. Хоёр у- кварк ба нэг г-кваркууд +1 цахилгаан цэнэг өгч протон үүсгэдэг ба нэг у- кварк ба хоёр г-кваркууд тэг цахилгаан цэнэг өгч, нейтрон үүсгэдэг.

Тогтвортой протон ба нейтронууд нь тэдгээрийн бүрдүүлэгч кваркуудын харилцан үйлчлэлийн үлдэгдэл өнгөний хүчээр бие биедээ татагдаж, өнгөт саармаг атомын цөмийг үүсгэдэг. Гэхдээ цөм нь эерэг цахилгаан цэнэгтэй бөгөөд нарны эргэн тойронд эргэлддэг гаригууд шиг цөмийн эргэн тойронд эргэлддэг сөрөг электронуудыг татан төвийг сахисан атом үүсгэдэг. Тэдний тойрог замд байгаа электронууд нь цөмийн радиусаас хэдэн арван мянга дахин их зайд цөмөөс хасагдсан нь тэдгээрийг барьж буй цахилгаан хүч нь цөмийнхөөс хамаагүй сул болохыг нотолж байна. Өнгөний харилцан үйлчлэлийн хүчний ачаар атомын массын 99.945% нь түүний цөмд агуулагддаг. Жин у- Тэгээд г-кваркууд нь электроноос 600 дахин их масстай. Тиймээс электронууд нь цөмөөс хамаагүй хөнгөн бөгөөд хөдөлгөөнтэй байдаг. Тэдний бодис дахь хөдөлгөөн нь цахилгаан үзэгдлээс үүдэлтэй.

Цөм дэх нейтрон ба протоны тоо, үүний дагуу тойрог зам дахь электронуудын тоогоор ялгаатай хэдэн зуун байгалийн атомууд (изотопуудыг оруулаад) байдаг. Хамгийн энгийн нь протон хэлбэртэй цөм ба түүнийг тойрон эргэдэг нэг электроноос бүрдэх устөрөгчийн атом юм. Байгаль дээрх бүх "үзэгдэх" бодисууд нь атомууд болон хэсэгчлэн "зассан" атомуудаас бүрддэг бөгөөд тэдгээрийг ион гэж нэрлэдэг. Ионууд нь хэд хэдэн электроноо алдаж (эсвэл олж авсан) цэнэгтэй бөөмс болсон атомууд юм. Бараг бүхэлдээ ионуудаас бүрдэх бодисыг плазм гэж нэрлэдэг. Төвүүдэд тохиолддог термоядролын урвалын улмаас шатаж буй одод нь ихэвчлэн плазмаас бүрддэг бөгөөд одод нь орчлон ертөнцийн хамгийн түгээмэл материйн хэлбэр тул орчлон ертөнц бүхэлдээ плазмаас бүрддэг гэж хэлж болно. Илүү нарийвчлалтайгаар одод нь ихэвчлэн бүрэн ионжсон устөрөгчийн хий, өөрөөр хэлбэл. бие даасан протон ба электронуудын холимог, тиймээс бараг бүх харагдах ертөнц үүнээс бүрддэг.

Энэ бол харагдах зүйл. Гэхдээ орчлонд үл үзэгдэх бодис бас байдаг. Мөн хүч зөөгч үүрэг гүйцэтгэдэг бөөмс байдаг. Зарим бөөмсийн эсрэг бөөмс ба өдөөгдсөн төлөв байдаг. Энэ бүхэн нь "анхны" тоосонцорыг хэт их хэмжээгээр бий болгоход хүргэдэг. Энэхүү элбэг дэлбэг байдлаас энгийн бөөмс болон тэдгээрийн хооронд үйлчилж буй хүчний бодит, жинхэнэ мөн чанарын үзүүлэлтийг олж болно. Хамгийн сүүлийн үеийн онолын дагуу бөөмс нь үндсэндээ өргөтгөсөн геометрийн объектууд - арван хэмжээст орон зайд "мавч" байж болно.

Үл үзэгдэх ертөнц.

Орчлон ертөнц нь зөвхөн харагдахуйц бодисыг агуулдаггүй (хар нүх ба " харанхуй бодис", гэрэлтүүлэхэд харагдахуйц хүйтэн гаригууд гэх мэт). Мөн бидний болон бүх ертөнцийг секунд тутамд нэвчиж байдаг үнэхээр үл үзэгдэх бодис байдаг. Энэ нь нэг төрлийн бөөмсийн хурдан хөдөлдөг хий - электрон нейтрино юм.

Электрон нейтрино нь электроны хамтрагч боловч цахилгаан цэнэггүй. Нейтрино нь зөвхөн сул цэнэгтэй байдаг. Тэдний амрах масс нь тэг байх магадлалтай. Гэхдээ тэд кинетик энергитэй тул таталцлын оронтой харьцдаг Э, энэ нь үр дүнтэй масстай тохирч байна м, Эйнштейний томъёоны дагуу Э = mc 2 хаана в- гэрлийн хурд.

Нейтриногийн гол үүрэг бол хувиргахад хувь нэмэр оруулах явдал юм Тэгээд- кваркууд г-кваркууд, үүний үр дүнд протон нь нейтрон болж хувирдаг. Нейтрино нь дөрвөн протон (устөрөгчийн цөм) нийлж гелийн цөм үүсгэдэг оддын нэгдэх урвалын "карбюраторын зүү" үүрэг гүйцэтгэдэг. Гэхдээ гелийн цөм нь дөрвөн протон биш, харин хоёр протон, хоёр нейтроноос бүрддэг тул ийм цөмийн нэгдэлд хоёр нь зайлшгүй шаардлагатай. Тэгээд- кваркууд хоёр болж хувирав г- кварк. Өөрчлөлтийн эрч хүч нь одод хэр хурдан шатахыг тодорхойлдог. Мөн хувиргах үйл явц нь бөөмс хоорондын сул цэнэг, сул харилцан үйлчлэлийн хүчээр тодорхойлогддог. Хаана Тэгээд-кварк (цахилгаан цэнэг +2/3, сул цэнэг +1/2), электронтой харилцан үйлчлэх (цахилгаан цэнэг - 1, сул цэнэг -1/2), үүсдэг. г-кварк (цахилгаан цэнэг –1/3, сул цэнэг –1/2) ба электрон нейтрино (цахилгаан цэнэг 0, сул цэнэг +1/2). Энэ процесст нейтриногүйгээр хоёр кваркийн өнгөний цэнэг (эсвэл зүгээр л өнгө) арилдаг. Нейтриногийн үүрэг бол нөхөн олгогдоогүй сул цэнэгийг зайлуулах явдал юм. Тиймээс өөрчлөлтийн хурд нь сул хүч хэр сул байгаагаас хамаарна. Хэрэв тэд өөрсдөөсөө сул байсан бол одод огт шатахгүй байх байсан. Хэрэв тэд илүү хүчтэй байсан бол одод аль хэдийн шатах байсан.

Нейтриногийн талаар юу хэлэх вэ? Эдгээр бөөмс нь бусад бодистой маш сул харилцан үйлчлэлцдэг тул төрсөн оддоо бараг тэр даруйд нь орхидог. Бүх одод гэрэлтэж, нейтрино ялгаруулж, нейтрино нь бидний бие болон дэлхий даяар өдөр шөнөгүй гэрэлтдэг. Тиймээс тэд шинэ харилцаанд орох хүртлээ орчлон ертөнцийг тойрон тэнүүчлэх болно Одод).

Харилцааны тээвэрлэгчид.

Алсын зайд бөөмсийн хооронд ямар хүч үйлчилдэг вэ? Орчин үеийн физикХариултууд: бусад хэсгүүдийн солилцооны улмаас. Хоёр хурдны тамирчин бөмбөг шидэж байна гэж төсөөлөөд үз дээ. Бөмбөгийг шидэх үед эрч хүч өгч, хүлээн авсан бөмбөгөөр импульсийг хүлээн авснаар хоёулаа бие биенээсээ хол зайд түлхэлт авдаг. Энэ нь зэвүүн хүч гарч ирснийг тайлбарлаж болно. Гэхдээ бичил ертөнц дэх үзэгдлүүдийг авч үздэг квант механикт үйл явдлын ер бусын суналт, нүүлгэн шилжүүлэлтийг зөвшөөрдөг бөгөөд энэ нь боломжгүй мэт санагдахад хүргэдэг: тэшүүрчдийн нэг нь бөмбөгийг чиглэл рүү шиддэг. -аасөөр, гэхдээ тэр нь Магадгүйэнэ бөмбөгийг барьж ав. Хэрэв энэ боломжтой байсан бол (мөн энгийн бөөмсийн ертөнцөд боломжтой) тэшүүрчдийн хооронд таталцал бий болно гэж төсөөлөхөд хэцүү биш юм.

Дээр дурдсан дөрвөн "материалын бөөмс"-ийн харилцан үйлчлэлийн хүч солилцоход хүргэдэг бөөмсийг хэмжигч бөөмс гэж нэрлэдэг. Хүчтэй, цахилгаан соронзон, сул ба таталцлын гэсэн дөрвөн харилцан үйлчлэл бүр өөрийн гэсэн хэмжигч бөөмстэй байдаг. Хүчтэй харилцан үйлчлэлийн тээвэрлэгч хэсгүүд нь глюонууд (тэдгээрийн найм нь л байдаг). Фотон бол цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн тээвэрлэгч (зөвхөн нэг л байдаг бөгөөд бид фотоныг гэрэл гэж хүлээн зөвшөөрдөг). Сул харилцан үйлчлэлийн тээвэрлэгч хэсгүүд нь завсрын вектор бозонууд юм (тэдгээрийг 1983, 1984 онд нээсэн. В + -, В- - бозон ба саармаг З-бозон). Таталцлын харилцан үйлчлэлийн зөөвөрлөгч бөөмс нь таамагласан гравитон (зөвхөн нэг л байх ёстой) юм. Хязгааргүй хол замыг туулж чаддаг фотон ба гравитоноос бусад эдгээр бүх бөөмс нь зөвхөн материаллаг бөөмс хоорондын солилцооны явцад л оршдог. Фотонууд орчлон ертөнцийг гэрлээр дүүргэж, гравитонууд дүүргэдэг таталцлын долгион(найдвартай хараахан олдоогүй).

Хэмжилтийн тоосонцор ялгаруулах чадвартай бөөмийг зохих хүчний талбараар хүрээлэгдсэн гэж хэлдэг. Тиймээс фотоныг ялгаруулах чадвартай электронууд нь цахилгаан болон соронзон орон, түүнчлэн сул ба таталцлын талбайнууд. Кваркууд нь эдгээр бүх талбаруудаар хүрээлэгдсэн боловч хүчтэй харилцан үйлчлэлийн талбараар хүрээлэгдсэн байдаг. Өнгөний хүчний талбарт өнгөний цэнэгтэй бөөмс нь өнгөний хүчинд нөлөөлдөг. Байгалийн бусад хүчинд мөн адил хамаарна. Тиймээс бид ертөнц нь матери (материалын бөөмс) ба талбараас (хэмжүүрийн тоосонцор) тогтдог гэж хэлж болно. Энэ талаар доор дэлгэрэнгүй үзнэ үү.

Эсрэг бодис.

Бөөмс бүр нь эсрэг бөөмстэй байдаг бөгөөд түүгээр бөөм нь харилцан устгаж чаддаг, өөрөөр хэлбэл. "устгах", үр дүнд нь энерги ялгардаг. Гэсэн хэдий ч "цэвэр" энерги өөрөө байдаггүй; Устгасны үр дүнд энэ энергийг зөөдөг шинэ бөөмс (жишээлбэл, фотон) гарч ирдэг.

Ихэнх тохиолдолд эсрэг бөөмс нь харгалзах бөөмсийн эсрэг шинж чанартай байдаг: хэрэв бөөмс хүчтэй, сул эсвэл цахилгаан соронзон орны нөлөөн дор зүүн тийш хөдөлдөг бол түүний эсрэг бөөмс баруун тийш шилжих болно. Товчхондоо, эсрэг бөөм нь бүх цэнэгийн эсрэг шинж тэмдэгтэй байдаг (массын цэнэгээс бусад). Хэрэв бөөмс нь нейтрон гэх мэт нийлмэл бол түүний эсрэг бөөмс нь эсрэг талын цэнэгийн шинж тэмдэг бүхий бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс бүрдэнэ. Иймд эсрэг электрон нь +1 цахилгаан цэнэгтэй, +1/2 сул цэнэгтэй бөгөөд позитрон гэж нэрлэгддэг. Антинейтрон нь дараахь зүйлээс бүрдэнэ Тэгээд-цахилгаан цэнэгтэй антикваркууд –2/3 ба г-цахилгаан цэнэгтэй антикваркууд +1/3. Жинхэнэ төвийг сахисан бөөмс нь өөрийн эсрэг бөөмс юм: фотоны эсрэг бөөмс нь фотон юм.

Орчин үеийн онолын үзэл баримтлалын дагуу байгальд байгаа бөөмс бүр өөрийн эсрэг бөөмстэй байх ёстой. Мөн позитрон ба антинейтрон зэрэг олон тооны эсрэг бөөмсийг лабораторид үнэхээр олж авсан. Үүний үр дагавар нь туйлын чухал бөгөөд бүх туршилтын бөөмийн физикийн үндэс суурь юм. Харьцангуйн онолын дагуу масс ба энерги нь тэнцүү бөгөөд тодорхой нөхцөлд энерги нь масс болж хувирдаг. Цэнэг хадгалагдаж, вакуум цэнэг (хоосон орон зай) тэгтэй тэнцүү тул вакуумаас ямар ч хос бөөмс ба эсрэг бөөмс (тэг цэвэр цэнэгтэй) илбэчний малгайнаас гарсан туулай шиг вакуумаас гарч болно. тэдний массыг бий болгох.

Бөөмийн үүслүүд.

Хурдасгуурын туршилтууд нь материалын бөөмсийн дөрвөл илүү их массын утгуудад дор хаяж хоёр удаа давтагддаг болохыг харуулсан. Хоёр дахь үеийн хувьд электроны байрыг мюон (электроны массаас ойролцоогоор 200 дахин их масстай, гэхдээ бусад бүх цэнэгийн ижил утгатай) электрон нейтриногийн байр эзэлдэг. мюон авсан (энэ нь электроныг электрон нейтрино дагалддагтай адил сул харилцан үйлчлэлд мюоныг дагалддаг), байрлуулна. Тэгээд- кварк эзэлдэг -тай- кварк ( сэтгэл татам), А г- кварк - с- кварк ( хачин). Гурав дахь үеийн дөрвөл нь тау лептон, тау нейтрино, т-кварк ба б- кварк.

Жин т- кварк нь хамгийн хөнгөнөөс 500 дахин их масстай - г- кварк. Гурван төрлийн хөнгөн нейтрино байдгийг туршилтаар тогтоосон. Тиймээс дөрөв дэх үеийн бөөмс нь огт байхгүй, эсвэл харгалзах нейтрино нь маш хүнд байдаг. Энэ нь дөрвөн төрлийн гэрлийн нейтрино байж болохгүй сансар судлалын өгөгдөлтэй нийцэж байна.

Өндөр энергитэй тоосонцортой туршилт хийхэд электрон, мюон, тау лептон болон харгалзах нейтрино нь тусгаарлагдсан бөөмсийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Тэд өнгөт цэнэгийг авч явдаггүй бөгөөд зөвхөн сул, цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлд ордог. Хамтдаа тэднийг дууддаг лептонууд.

Хүснэгт 2. ҮНДСЭН БӨӨМСИЙН ҮЕИЙН ҮЕ
Бөөм	Амралтын масс, MeV/ -тай 2	Цахилгаан цэнэг	Өнгөний цэнэг	Сул цэнэг
ХОЁРДУГААР ҮЕ
-тай- кварк	1500	+2/3	Улаан, ногоон эсвэл цэнхэр	+1/2
с- кварк	500	–1/3	Үүнтэй адил	–1/2
Муон нейтрино		0	0	+1/2
Муон	106	0	0	–1/2
ГУРАВДУГААР ҮЕ
т- кварк	30000–174000	+2/3	Улаан, ногоон эсвэл цэнхэр	+1/2
б- кварк	4700	–1/3	Үүнтэй адил	–1/2
Тау нейтрино		0	0	+1/2
Тау	1777	–1	0	–1/2

Өнгөний хүчний нөлөөн дор кваркууд нэгдэж хүчтэй харилцан үйлчлэлцдэг бөөмс болж, ихэнх өндөр энергитэй физикийн туршилтуудад давамгайлдаг. Ийм бөөмсийг нэрлэдэг адронууд. Эдгээрт хоёр дэд анги багтдаг: барионууд(протон ба нейтрон гэх мэт), гурван кваркаас тогтдог ба мезон, кварк ба антикваркаас бүрддэг. 1947 онд сансрын туяанаас пион (эсвэл пи-мезон) гэж нэрлэгддэг анхны мезон нээгдсэн бөгөөд хэсэг хугацаанд эдгээр хэсгүүдийн солилцоо нь цөмийн хүчний гол шалтгаан болсон гэж үздэг. 1964 онд Брукхавен үндэсний лабораторид (АНУ) нээсэн омега хасах адронууд ба JPS бөөмс ( Ж/y-мезон), 1974 онд Брукхэвен болон Стэнфордын шугаман хурдасгуурын төвд (АНУ-д) нэгэн зэрэг нээсэн. Омега хасах бөөмс оршин тогтнохыг М.Гелл-Манн өөрийн "" гэж нэрлэсэн " С.У. 3 онол" (өөр нэр нь "найман дахин зам") бөгөөд үүнд кваркууд оршин тогтнох боломжийг анх санал болгосон (мөн энэ нэрийг тэдэнд өгсөн). Арван жилийн дараа бөөмийн нээлт Ж/yбайгааг баталсан -тай-кварк, эцэст нь хүн бүрийг кварк загвар болон цахилгаан соронзон ба сул хүчийг нэгтгэсэн онолд итгүүлэв ( доороос үзнэ үү).

Хоёр ба гурав дахь үеийн тоосонцор нь эхнийхээс багагүй бодитой юм. Үнэн бол үүссэний дараа тэд секундын сая эсвэл тэрбумын нэг дэх энгийн бөөмс болж задардаг: электрон, электрон нейтрино, мөн Тэгээд- Тэгээд г- кваркууд. Байгальд бөөмсүүд яагаад хэд хэдэн үе байдаг вэ гэсэн асуулт одоог хүртэл нууц хэвээр байна.

Янз бүрийн үеийн кварк ба лептонуудыг бөөмсийн өөр өөр "амт" гэж ихэвчлэн ярьдаг (энэ нь мэдээжийн хэрэг зарим талаараа хазгай). Тэдгээрийг тайлбарлах хэрэгцээг "амт" асуудал гэж нэрлэдэг.

БОЗОН БА ФЕРМИОНУУД, ТАЛБАЙ, МАТЕРИАЛ

Бөөмүүдийн үндсэн ялгаануудын нэг бол бозон ба фермионуудын ялгаа юм. Бүх бөөмсийг эдгээр хоёр үндсэн ангилалд хуваадаг. Ижил бозонууд давхцаж эсвэл давхцаж болох боловч ижил фермионууд давхцаж чадахгүй. Суперпозиция нь квант механик байгалийг хуваадаг салангид энергийн төлөвт тохиолддог (эсвэл тохиолддоггүй). Эдгээр төлөвүүд нь бөөмсийг байрлуулж болох тусдаа эсүүдтэй адил юм. Тиймээс та нэг эсэд хүссэн хэмжээгээрээ ижил бозонуудыг хийж болно, гэхдээ зөвхөн нэг фермион.

Жишээлбэл, атомын цөмийг тойрон эргэдэг электроны ийм эсүүд буюу "төлөв"-ийг авч үзье. Гаригуудаас ялгаатай нарны систем, квант механикийн хуулиудын дагуу электрон ямар ч зууван тойрог замд эргэлдэж чадахгүй, учир нь зөвхөн зөвшөөрөгдсөн "хөдөлгөөний төлөв"-ийн салангид цуваа байдаг. Электроноос цөм хүртэлх зайгаар бүлэглэсэн ийм төлөвүүдийн багцыг нэрлэдэг тойрог замууд. Эхний тойрог замд өөр өөр өнцгийн импульс бүхий хоёр төлөв байдаг тул зөвшөөрөгдсөн хоёр эс, дээд тойрог замд найм ба түүнээс дээш эсүүд байдаг.

Электрон нь фермион учраас эс бүр зөвхөн нэг электрон агуулж болно. Бодисын химийн шинж чанар нь харгалзах атомуудын харилцан үйлчлэлээр тодорхойлогддог тул бүх химийн үр дагавар нь маш чухал үр дагавар юм. Хэрэв та хамт явбал тогтмол хүснэгтЦөм дэх протоны тоог нэгээр нэмэгдүүлэх дарааллаар элементүүдийг нэг атомаас нөгөөд шилжүүлэх (электронуудын тоо мөн адил нэмэгдэх болно), дараа нь эхний хоёр электрон эхний тойрог замд, дараагийн найм нь атомын тойрог замд байрлана. хоёр дахь гэх мэт. Элементээс элемент рүү атомын электрон бүтцийн энэхүү тогтвортой өөрчлөлт нь тэдгээрийн хэв шинжийг тодорхойлдог химийн шинж чанар.

Хэрэв электронууд бозон байсан бол атом дахь бүх электронууд хамгийн бага энергитэй ижил тойрог замд байрлаж болно. Энэ тохиолдолд орчлон ертөнцийн бүх материйн шинж чанар нь огт өөр байх бөгөөд бидний мэдэж байгаа хэлбэрээр орчлон ертөнц боломжгүй байх болно.

Бүх лептонууд - электрон, мюон, тау лептон ба тэдгээрийн харгалзах нейтрино нь фермионууд юм. Кваркуудын талаар мөн адил зүйлийг хэлж болно. Ийнхүү орчлон ертөнцийн гол дүүргэгч болох "матери"-ийг бүрдүүлдэг бүх бөөмс, мөн үл үзэгдэх нейтрино нь фермионууд юм. Энэ нь нэлээд ач холбогдолтой: фермионууд нэгдэж чадахгүй тул материаллаг ертөнцийн объектуудад мөн адил хамаарна.

Үүний зэрэгцээ харилцан үйлчлэгч материаллаг хэсгүүдийн хооронд солилцож, хүчний талбарыг үүсгэдэг бүх "хэмжигч хэсгүүд" ( дээрээс үзнэ үү), бозонууд бөгөөд энэ нь бас маш чухал юм. Жишээлбэл, олон фотон ижил төлөвт байж, соронзон орны эргэн тойронд соронзон орон эсвэл цахилгаан цэнэгийн эргэн тойронд цахилгаан орон үүсгэж болно. Үүний ачаар лазер хийх боломжтой.

Ээрэх.

Бозон ба фермионуудын ялгаа нь энгийн бөөмсийн өөр нэг шинж чанартай холбоотой юм. эргүүлэх. Гайхалтай нь бүх үндсэн бөөмс нь өөрийн гэсэн өнцгийн импульстэй байдаг, эсвэл энгийнээр хэлбэл, тэнхлэгээ тойрон эргэдэг. Момент - шинж чанар эргэлтийн хөдөлгөөн, түүнчлэн нийт импульс – орчуулга. Аливаа харилцан үйлчлэлийн үед өнцгийн импульс ба импульс хадгалагдана.

Бичил ертөнцийн хувьд өнцгийн импульс нь квантлагдсан, өөрөөр хэлбэл. дискрет утгыг авдаг. Тохиромжтой хэмжлийн нэгжид лептон ба кваркуудын эргэлт 1/2, хэмжүүрийн тоосонцор 1 спи (туршилтаар хараахан ажиглагдаагүй боловч онолын хувьд 2 эргэлттэй байх ёстой гравитоноос бусад) байна. Лептон ба кваркууд нь фермионууд, хэмжигч хэсгүүд нь бозонууд байдаг тул "фермионик чанар" нь спин 1/2, "бозоник чанар" нь 1 (эсвэл 2) спинтэй холбоотой гэж бид үзэж болно. Үнэн хэрэгтээ бөөмс хагас бүхэл спинтэй бол фермион, хэрэв бүхэл тоотой бол бозон болохыг туршилт, онол аль аль нь баталж байна.

ХЭМЖИГЧИЙН ОНОЛ БА ГЕОМЕТР

Бүх тохиолдолд фермионуудын хооронд бозоны солилцооны улмаас хүч үүсдэг. Ийнхүү хоёр кварк (кварк - фермион) хоорондын харилцан үйлчлэлийн өнгөт хүч нь глюонуудын солилцооны улмаас үүсдэг. Үүнтэй төстэй солилцоо нь протон, нейтрон, атомын цөмд байнга тохиолддог. Үүний нэгэн адил электрон ба кваркуудын хооронд солигдсон фотонууд нь атом дахь электронуудыг барих цахилгаан татах хүчийг, лептон ба кваркуудын хооронд солилцсон завсрын вектор бозонууд нь протоныг нейтрон болгон хувиргах үүрэгтэй сул харилцан үйлчлэлийн хүчийг үүсгэдэг. термоядролын урвалуудодод.

Энэхүү солилцооны цаадах онол нь гоёмсог, энгийн бөгөөд магадгүй зөв юм. гэж нэрлэдэг хэмжүүрийн онол. Гэхдээ одоогоор хүчтэй, сул, цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн бие даасан хэмжүүрийн онолууд байдаг ба үүнтэй төстэй боловч арай өөр боловч таталцлын хэмжүүрийн онолууд байдаг. Физикийн хамгийн чухал асуудлуудын нэг бол эдгээр бие даасан онолуудыг дан, нэгэн зэрэг энгийн онол болгон бууруулах явдал юм. өөр өөр талууднэг бодит байдал - болор ирмэг шиг.

Хүснэгт 3. ЗАРИМ ХАДРОН

Хүснэгт 3. ЗАРИМ ХАДРОН
Бөөм	Тэмдэг	Кваркийн найрлага *	Амрах масс, MeV/ -тай 2	Цахилгаан цэнэг
БАРИОНУУД
Протон	х	үүд	938	+1
Нейтрон	n	udd	940	0
Омега хасах	W -	сссс	1672	–1
MESONS
Пи нэмэх	х +	у	140	+1
Пи хасах	х –	ду	140	–1
Фи	е	сє	1020	0
JP	Ж/ж	в	3100	0
Upsilon	Ў	б	9460	0
* Кваркийн найрлага: у- дээд; г- доод; с- хачин; в- илбэдсэн; б- Хөөрхөн. Эртний эдлэлийг үсгийн дээрх зураасаар зааж өгсөн байдаг.

Царигийн онолуудаас хамгийн энгийн бөгөөд хамгийн эртний нь цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн хэмжүүрийн онол юм. Үүнд электроны цэнэгийг түүнээс алслагдсан өөр электроны цэнэгтэй харьцуулж (шалгалт тохируулсан) хийдэг. Та төлбөрийг хэрхэн харьцуулах вэ? Жишээлбэл, та хоёр дахь электроныг эхнийх рүү ойртуулж, тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийн хүчийг харьцуулж болно. Гэхдээ электрон сансар огторгуйн өөр цэг рүү шилжихэд түүний цэнэг өөрчлөгддөггүй гэж үү? Шалгах цорын ганц арга бол ойрын электроноос алс хол руу дохио илгээж, хэрхэн хариу үйлдэл үзүүлэхийг харах явдал юм. Сигнал нь хэмжигч бөөмс - фотон юм. Алсын бөөмсийн цэнэгийг шалгахын тулд фотон хэрэгтэй.

Математикийн хувьд энэ онол нь туйлын үнэн зөв бөгөөд үзэсгэлэнтэй юм. Бүх квант электродинамик нь дээр дурдсан "хэмжээний зарчим"-аас үүдэлтэй ( квант онолцахилгаан соронзон), түүнчлэн Максвеллийн цахилгаан соронзон орны онол нь 19-р зууны шинжлэх ухааны хамгийн том ололтуудын нэг юм.

Ийм энгийн зарчим яагаад ийм үр дүнтэй байдаг вэ? Энэ нь орчлон ертөнцийн янз бүрийн хэсгүүдийн хоорондын тодорхой хамаарлыг илэрхийлж, Орчлон ертөнцөд хэмжилт хийх боломжийг олгодог бололтой. Математикийн хэллэгээр талбарыг геометрийн хувьд ямар нэгэн төсөөлж болох "дотоод" орон зайн муруйлт гэж тайлбарладаг. Хэмжих цэнэг гэдэг нь бөөмийн эргэн тойрон дахь нийт "дотоод муруйлт"-ыг хэмжих явдал юм. Хүчтэй ба сул харилцан үйлчлэлийн хэмжүүрийн онолууд нь цахилгаан соронзон хэмжүүрийн онолоос зөвхөн харгалзах цэнэгийн дотоод геометрийн "бүтэц"-ээр ялгаатай байдаг. Энэ дотоод орон зай яг хаана байдаг вэ гэсэн асуултын хариултыг энд авч үзээгүй олон хэмжээст талбарын нэгдмэл онолууд хайж байна.

Хүснэгт 4. ҮНДСЭН ХАРИЛЦААНЫ ҮЙЛЧИЛГЭЭ
Харилцаа холбоо	10-13 см-ийн зайд харьцангуй эрч хүч	Үйлдлийн радиус	Харилцааны тээвэрлэгч	Зөөгчийн амрах масс, MeV/ -тай 2	Тээвэрлэгчийг эргүүл
Хүчтэй	1		Глюон	0	1
Цахилгаан- соронзон	0,01	Ґ	Фотон	0	1
Сул дорой	10 –13		В +	80400	1
			В –	80400	1
			З 0	91190	1
Гравита- үндэсний	10 –38	Ґ	Гравитон	0	2

Бөөмийн физик хараахан дуусаагүй байна. Одоо байгаа өгөгдөл нь бөөмс ба хүчний мөн чанар, орон зай, цаг хугацааны жинхэнэ мөн чанар, хэмжээсийг бүрэн ойлгоход хангалттай эсэх нь тодорхойгүй хэвээр байна. Үүний тулд 10 15 ГВ-ын энергитэй туршилт хэрэгтэй юу, эсвэл бодлын хүчин чармайлт хангалттай байх уу? Одоогоор хариу алга. Гэхдээ эцсийн зураг нь энгийн, гоёмсог, үзэсгэлэнтэй байх болно гэдгийг бид итгэлтэйгээр хэлж чадна. Хэмжээний зарчим, өндөр хэмжээст орон зай, уналт ба тэлэлт, юуны түрүүнд геометр гэсэн олон үндсэн санаа байхгүй байж магадгүй юм.

Бичил ертөнцийн бүтэц

Өмнө нь энгийн бөөмсийг атомын нэг хэсэг бөгөөд электрон ба цөм гэх мэт илүү энгийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд задрах боломжгүй бөөмс гэж нэрлэдэг байв.

Хожим нь цөм нь энгийн хэсгүүдээс бүрддэг болохыг олж мэдсэн. нуклонууд(протон ба нейтрон), энэ нь эргээд бусад хэсгүүдээс бүрддэг. Тийм ч учраас энгийн бөөмсийг авч үзэж эхэлсэн жижиг хэсгүүдасуудал , атом ба тэдгээрийн цөмийг эс тооцвол .

Өнөөдрийг хүртэл олон зуун энгийн бөөмсийг нээсэн бөгөөд эдгээрийг ангилах шаардлагатай.

- харилцан үйлчлэлийн төрлөөр

- амьдралынхаа туршид

- хамгийн том нуруу

Элементар бөөмсийг дараах бүлгүүдэд хуваана.

Нийлмэл ба үндсэн (бүтэцгүй) бөөмс

Нийлмэл хэсгүүд

Адрон (хүнд)- бүх төрлийн үндсэн харилцан үйлчлэлд оролцдог бөөмс. Эдгээр нь кваркуудаас бүрдэх ба эргээд дараахь байдлаар хуваагддаг. мезон– бүхэл тоо ээрэх адронууд, өөрөөр хэлбэл бозонууд; барионууд– Хагас бүхэл тоо спинтэй адронууд, өөрөөр хэлбэл фермионууд. Эдгээрт, ялангуяа атомын цөмийг бүрдүүлдэг бөөмс - протон ба нейтрон, өөрөөр хэлбэл. нуклонууд.

Үндсэн (бүтэцгүй) бөөмс

Лептон (хөнгөн)- фермионууд нь 10-18 м-ийн хэмжээтэй цэгийн бөөмс хэлбэртэй (жишээ нь юу ч биш) бөгөөд тэд хүчтэй харилцан үйлчлэлд оролцдоггүй. Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлд оролцох нь зөвхөн цэнэглэгдсэн лептонуудад (электрон, мюон, тау лептон) туршилтаар ажиглагдсан бөгөөд нейтриногийн хувьд ажиглагдаагүй.

Кваркууд– адроныг бүрдүүлдэг бутархай цэнэгтэй бөөмс. Тэд чөлөөт байдалд ажиглагдаагүй.

Бозоныг хэмжих- харилцан үйлчлэлийн солилцоо явагддаг бөөмс:

– фотон – цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийг явуулдаг бөөмс;

– найман глюон – хүчтэй харилцан үйлчлэлийг явуулдаг бөөмс;

– гурван завсрын вектор бозон В + , В- ба З 0, сул харилцан үйлчлэлийг тэсвэрлэдэг;

– гравитон бол таталцлын харилцан үйлчлэлийг дамжуулдаг таамагласан бөөмс юм. Гравитонууд байгаа нь таталцлын харилцан үйлчлэлийн сул байдлаас болж туршилтаар хараахан нотлогдоогүй боловч нэлээд магадлалтай гэж үздэг; гэхдээ гравитон нь энгийн бөөмсийн стандарт загварт ороогүй болно.

Орчин үеийн үзэл бодлын дагуу, to үндсэн хэсгүүдДотоод бүтэц, хязгаарлагдмал хэмжээсгүй (эсвэл "жинхэнэ" энгийн бөөмс) нь дараахь зүйлийг агуулдаг.

Кварк ба лептонууд

Үндсэн харилцан үйлчлэлийг хангадаг бөөмс: гравитон, фотон, вектор бозон, глюон.

Элемент бөөмсийг амьдралын хугацаагаар нь ангилах:

- тогтвортой: ашиглалтын хугацаа нь маш урт (хязгаарт хязгааргүй байх хандлагатай байдаг) бөөмс. Үүнд: электронууд , протонууд , нейтрино . Нейтрон нь цөм дотор тогтвортой байдаг ч цөмийн гадна талд тогтворгүй байдаг.

- тогтворгүй (хагас тогтвортой): цахилгаан соронзон болон сул харилцан үйлчлэлийн улмаас ялзардаг, амьдрах хугацаа нь 10-20 секундээс илүү байдаг жижиг хэсгүүдийг энгийн хэсгүүд гэнэ. Ийм тоосонцор орно чөлөөт нейтрон (өөрөөр хэлбэл атомын цөмөөс гадуурх нейтрон)

- резонанс (тогтворгүй, богино настай). Резонанс нь хүчтэй харилцан үйлчлэлийн улмаас ялзардаг энгийн бөөмсийг агуулдаг. Тэдний амьдрах хугацаа 10-20 секундээс бага байдаг.

Бөөмсүүдийг харилцан үйлчлэлд оролцох байдлаар нь ангилах:

- лептонууд : Үүнд нейтрон орно. Тэд бүгд цөмийн дотоод харилцан үйлчлэлийн эргүүлэгт оролцдоггүй, өөрөөр хэлбэл. хүчтэй харилцан үйлчлэлд өртдөггүй. Тэд сул харилцан үйлчлэлд оролцдог ба цахилгаан цэнэгтэй хүмүүс цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлд оролцдог

- адронууд : дотор байгаа хэсгүүд атомын цөмболон хүчтэй харилцан үйлчлэлд оролцох. Тэдний хамгийн алдартай нь протон Тэгээд нейтрон .

Өнөөдөр мэдэгдэж байна зургаан лептон :

Электронтой ижил гэр бүлд мюон ба тау бөөмс байдаг бөгөөд тэдгээр нь электронтой төстэй боловч илүү их масстай байдаг. Мюон ба тау бөөмс нь тогтворгүй бөгөөд эцэст нь электрон зэрэг хэд хэдэн өөр бөөмс болж задардаг.

Тэг (эсвэл тэгтэй ойролцоо, эрдэмтэд энэ цэгийг хараахан шийдээгүй байгаа) масстай гурван цахилгаан саармаг бөөмсийг нейтрино . Гурван нейтрино (электрон нейтрино, муон нейтрино, тау нейтрино) тус бүр нь электрон гэр бүлийн гурван төрлийн бөөмсийн аль нэгтэй хосолсон байдаг.

Хамгийн алдартай адронууд , протон ба нейтрино нь олон зуун төрөл төрөгсөдтэй байдаг бөгөөд тэдгээр нь олон тооны төрсөн бөгөөд янз бүрийн цөмийн урвалын явцад шууд ялзардаг. Протоноос бусад нь бүгд тогтворгүй бөгөөд задрах хэсгүүдийн найрлагаар нь ангилж болно.

Хэрэв бөөмийн задралын эцсийн бүтээгдэхүүнд протон байгаа бол түүнийг дуудна барион

Хэрэв задралын бүтээгдэхүүнд протон байхгүй бол бөөмийг дуудна мезон .

Шинэ адрон бүрийг нээснээр улам бүр ээдрээтэй болж байсан субатын ертөнцийн эмх замбараагүй дүр зураг кваркуудын тухай ойлголт бий болсноор шинэ дүр төрхийг бий болгожээ. Кварк загварын дагуу бүх адрон (гэхдээ лептон биш) бүр ч илүү энгийн бөөмс болох кваркуудаас бүрддэг. Тэгэхээр барионууд (ялангуяа протон) гурван кваркаас бүрддэг ба мезон - хос кваркаас - антикварк.