Quarks és a nyolcszoros ösvény • James Trefil, Encyclopedia "A világegyetem kétszáz törvénye"

Quarks és az oktális ösvény

Az elmúlt két évszázadban az Univerzum felépítésében érdeklődő tudósok olyan alapvető építőelemeket kerestek, amelyeknek anyaga van – az anyagi világ legegyszerűbb és oszthatatlan összetevői. Az atommag elmélete megmagyarázta a vegyi anyagok sokféleségét, feltételezve az úgynevezett kémiai elemek korlátozott atomjainak létezését, megmagyarázva az összes többi anyag természetét a különböző kombinációkon keresztül. Így a külső szint bonyolultságából és sokféleségéből a tudósok egyszerűen és rendetlenné váltak az elemi szinten.

De az anyag atomszerkezetének egyszerű képe komoly problémákkal szembesült. Először is, új és új kémiai elemek feltárásával furcsa mintákat kezdtek felfedezni a viselkedésükben, amely azonban tisztázható lenne, ha Mendeleev időszakos rendszerét tudományos célokra vezette be. Azonban az anyag szerkezetére vonatkozó ötletek még mindig nagyon bonyolultak.

A XX. Század elején világossá vált, hogy az atomok egyáltalán nem elemi "építőelemek" az anyagban, ám maguk is összetett szerkezetűek, és még több elemi részecskéből állnak – atomokból álló neutronok és protonok, valamint ezek a magokat körülvevő elektronok.És ismét, az ugyanazon a szinttel rendelkező komplexitás az egyszerűség kedvéért helyettesítette az anyag szerkezetének következő szintjén. Azonban ez a látszólagos egyszerűség nem tartott sokáig, mivel a tudósok egyre több elemi részecskét kezdtek felfedezni. A legnehezebb az volt, hogy sokan foglalkozzanak hadronokat – a neutronhoz és a protonhoz kapcsolódó nehéz részecskék, amelyek – ahogy kiderült – különböző fajtákban születtek és azonnal elbomlanak a különböző nukleáris folyamatok folyamatában.

Sőt, különféle hadronok viselkedése során megmagyarázhatatlan mintákat fedeztek fel – és ezekből a fizikusok egyfajta periodikus asztalt formáltak. Az úgynevezett matematikai berendezés használatával csoportelmélet, a fizikusok sikerült egyesíteni hadronok csoportok nyolc – két fajta részecskék középpontjában, és hat a csúcsai egy szabályos hatszög. Ugyanakkor minden oktális csoportból származó részecskék, amelyek ugyanazon a helyen egy ilyen grafikai ábrázolásban számos közös tulajdonsággal rendelkeznek, éppúgy, mint a periódusos táblázat egy oszlopának kémiai elemei hasonló tulajdonságokat mutatnak, és a részecskék minden hatszög mentén vízszintes vonalak mentén helyezkednek el, közel azonos tömegűde különbözik az elektromos töltésekben (lásd rajz). Ezt az osztályozást hívják nyolcszoros ösvény (a buddhista teológia ugyanazon nevének tanításában). Az 1960-as évek elején a teoretikusok rájöttek, hogy egy ilyen mintát csak azzal magyarázhat, hogy az elemi részecskék valójában nem ilyenek, és maguk is még alapvetőbb szerkezeti egységekből állnak.

Ezeket a szerkezeti egységeket hívják kvarkok (James Joyce zavaros Finnegans Waketől kölcsönzött szó). A mikrovilág új lakói igen furcsa lényeknek bizonyultak. Kezdetben frakcionált elektromos töltéssel rendelkeznek: egy elektron vagy proton töltés 1/3 vagy 2/3-a (lásd a táblázatot). Továbbá, amint az elmélet kifejlődött, kiderült, hogy nem látod őket külön-külön, hiszen általában nem maradhatnak szabad állapotban, nem kapcsolódnak egymáshoz az elemi részecskéken belül, és létezésük tényét csak a hadronok által mutatott tulajdonságok bírják meg, amelyekhez tartoznak. Hogy jobban megértsük ezt a jelenséget, az úgynevezett fogság vagy kvarklimbingKépzeld el, hogy a kezedben hosszú rugalmas zsinór van, amelynek mindegyik vége egy kvark.Ha elegendő energiát helyeztek el egy ilyen rendszerhez – húzzák meg és szakítsák meg a zsinórt, akkor valahol középre fognak törni, és nem kapsz szabad véget, de két gumi vezetéket rövidebb ideig kapsz, és mindegyiknek újra két vége van. Ugyanazok a kvarkok: nem számít, milyen energiákat játszottunk az elemi részecskékre, próbálva "kiülepedni" kvarkokat tőlük, nem fogunk sikerülni – a részecskék más részecskékké bomlanak, egyesülnek, újjáépülnek, de nem kapunk szabad kvarkokat.

Ma az elmélet szerint hat típusú kvark léte létezik, és a laboratóriumokban már felfedezték az összes hat típust tartalmazó elemi részecskéket. A legáltalánosabb kvarkok – felsővagy protonos (megjelölve: u – angolul felvagy pproton) és alacsonyabbvagy neutron (megjelölve: d – tól levagy n – tól neutron), mivel ezek közül az egyetlen valóban hosszú életű hadronok – a proton (UUD) és a neutron (UDD). A következő dublett tartalmazza furcsa kvarkok s (furcsa) és bűbájos kvarkok a (elbűvölte). Végül az utolsó dublet áll szép és igaz kvarkok – b (az szépségvagy alsó) és t (az igazságvagy felső). A hat quark mindegyikét, az elektromos töltés mellett, jellemzi izotóppal (feltételesen irányítva) hátsó centrifugálás. Végül a kvarkok mindegyike három értéket tartalmazhat egy kvantumszámmal, amelyet annak neveznek szín szerint (szín) és rendelkezik az illat (aroma). Természetesen a kvarkok nem szagolnak és nem színesek a hagyományos értelemben, csak a név történelmileg használatos arra, hogy megjelöljék a saját tulajdonságait (cm. Kvantumkromodinamika).

A standard modell a kvarkok szintjén áll meg, részletezve az anyag struktúráját, amelyből a mi Univerzumunk áll; kvarkok – a legfontosabb és elemi szerkezete. Egyes elméleti fizikusok azonban úgy vélik, hogy "a hagymát tovább lehet hámozni", de ezek tisztán spekulatív szerkezetek. Személyes véleményem szerint a standard modell helyesen leírja az anyag szerkezetét, és legalábbis ebben a irányban a tudomány elérte a megismerés folyamatának logikus következtetését.

Lásd még:

1980-eKorai univerzum

Murray GELL-MAN
Murray Gell-Mann, p. 1929

Amerikai fizikus. New York-ban született egy Ausztriában élő bevándorló családban. A "Nyolcszoros ösvény" című könyve (Nyolcszoros, 1964), Yuval Neeman (Yuval Ne'eman, 1925-2006) együttműködésével írták le, különböző rendhagyó,mivel a Dmitri Ivanovich Mendeleev által javasolt időszakos táblázat segítette a kémiai elemek rendezett rendezését. E munkának és a kvarkok és szubatomi kölcsönhatások elméletének fejlesztéséért a Gell-Man 1969-ben fizikai Nobel-díjat kapott. Később a Gell-Man komplex adaptív rendszereket kezdett tanulmányozni.


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: