I whakaaro nga tangata o nehera e wha nga 'ahua' tatou – te wai, te whenua, te ahi me te hau; e mohio ana tatou inaianei ehara i nga huānga. I tenei wa, he 118 nga waahanga. Ko nga huānga katoa he ngota i whakaarohia i mua ka kore e wehewehe. I te timatanga o te rautau rua tekau whai muri i nga kitenga a JJ Thompson raua ko Rutherford, i mohiotia ko nga ngota he karihi (he mea hanga mai i nga protons me nga neutrons) i te pokapū me nga irahiko. pīpe huri noa. I te tekau tau atu i 1970, i mohiotia ko nga iraoho me nga neutrons ehara i te mea taketake engari he mea hanga mai i te 'up quarks' me te 'down quarks' no reira ka hanga 'electrons', 'up quarks' me 'down quarks' te toru o nga mea tino nui o nga mea katoa. i roto i te ao. Na roto i nga whanaketanga pakaruhanga i roto i te ahupūngao quantum, i ako matou ko nga matūriki he pärönaki tonu, ko nga paihere me nga paatete kaha i roto i nga mara e kii ana i nga matūriki ehara i te mea taketake. Ko te mea nui ko te mara kei raro i a raatau. Ka taea e tatou te kii ko nga mara quantum te tino kaupapa o nga mea katoa i roto i te ao (tae atu ki nga punaha koiora matatau penei i a tatou). Ko tatou katoa he mara quantum. Ko nga ahuatanga o nga matūriki penei i te utu hiko me te papatipu, he korero e pa ana ki te taunekeneke o o raatau mara ki etahi atu mara. Hei tauira, ko te taonga e kiia nei e tatou he utu hiko o te irahiko he korero e pa ana ki te pahekoheko o te mara irahiko ki te papa hiko. Na. ko te taonga o tona papatipu ko te korero mo tana mahi ki te mara Higgs.
Mai i nga wa onamata, kua whakaaro nga tangata he aha tatou? He aha te ao hanga o? He aha nga tino hangahanga o te taiao? A, he aha nga ture taketake o te taiao e whakahaere ana i nga mea katoa i roto i te ao? Tauira paerewa o te pūtaiao te ariā e whakautu ana i ēnei pātai. E kiia ana ko tenei te ariā angitu o te putaiao i hangaia i roto i nga rautau kua hipa, kotahi te ariā e whakamarama ana i te nuinga o nga mea o te ao.
I mohio wawe nga tangata he mea hanga tatou. Ko ia huānga, he ngota. I te timatanga, i whakaarohia ko nga ngota kaore e wehewehe. Heoi, i te tau 1897 ka kitea e JJ Thompson nga irahiko ma te tuku hiko ma te ngongo hihi cathode. I muri tata mai, i te tau 1908, ko tana kairiiwhi a Rutherford i whakaatu mai i tana whakamatautauranga koura rongonui ko te ngota he nucleus iti whai utu pai kei te pokapū e karapoti ana i nga irahiko toraro ki roto. orbit. I muri mai, ka kitea ko nga karihi he iraoho me nga neutrons.
I nga tau 1970, i kitea ko nga neutrons me nga protons ehara i te wehewehe na reira ehara i te mea taketake, engari ko ia proton me ia neutron he matūriki iti e toru e kiia ana ko te quark e rua nga momo - "up quarks'' me "down quarks'' (" Ko nga kupu 'ake' me te 'raro' kaore he hononga ki te ahunga me te wa). Ko nga protons e rua nga "kuka whakarunga'' me te "kuka whakararo" engari ko te neutron e rua nga "kuka whakararo" me tetahi "kuka whakarunga". No reira, ko te "electrons", "up quarks" me "down quarks" e toru nga matūriki taketake e hangai ana i nga mea katoa o te ao. Heoi, na te ahunga whakamua o te aoiao, kua kite ano tenei maaramatanga i nga huringa. Ka kitea he mea taketake nga mara, ehara i te matūriki.
Ko nga matūriki ehara i te mea taketake. Ko te mea nui ko te mara kei raro i a raatau. Ko tatou katoa he mara quantum.
E ai ki te maaramatanga o naianei mo te putaiao, nga mea katoa i roto i te ao he mea hanga mai i nga hinonga waitara e kore e kitea e kiia nei ko 'para' e tohu ana i nga poraka hanga o te taiao. Ko te mara he mea kua horahia puta noa ao me te tango i tetahi uara i nga waahi katoa o te waahi ka taea te huri me te wa. He rite ki nga ripples of fluid that swings throughout the ao, hei tauira, ka horahia nga mara autō me te hiko puta noa i te ao. Ahakoa kaore e taea e tatou te kite i nga papa hiko, aukume ranei, he mea mau, he tinana ano hoki e kitea ana e te kaha e rongohia ana i te wa e tata atu ana nga aukume e rua. E ai ki nga miihini quantum, ko te whakaaro he haere tonu nga mara kaore i rite ki te kaha ka horahia i nga wa katoa ki etahi putunga motuhake.
Ko te ariā mara quantum te whakaaro o te whakakotahi i nga miihini quantum ki nga mara. E ai ki tenei, ka herea te wai irahiko (ara nga ripples o nga ngaru o tenei wai) ki nga paihere iti o te kaha. Ko enei paihere o te kaha te mea e kiia nei he irahiko. No reira, ehara i te mea taketake nga irahiko. Ko nga ngaru o te mara o raro. Waihoki, ko nga ripples o nga mara quark e rua ka puta mai he "up quarks" me "down quarks". He pera ano mo nga matūriki katoa o te ao. Ko nga mara kei raro i nga mea katoa. Ko ta tatou e whakaaro nei he matūriki he ngaru o nga mara kua herea ki roto i nga paihere iti o te kaha. Ko nga poraka hanga taketake o to tatou ao ko enei matū ahua wai e kiia nei he mara. Ko nga matūriki he hua noa iho o enei mara. I roto i te korehau parakore, ka tangohia katoatia nga matūriki, kei te noho tonu nga mara.
E toru nga waahanga nui o te taiao ko te "irahiko", te "up quark", me te "down quark". Ko te tuawha e kiia nei ko te neutrino, heoi, ehara i te mea ko tatou engari he mahi nui ki etahi atu waahi o te ao. ao. Ko nga Neutrinos kei nga waahi katoa, ka rere i roto i nga mea katoa i nga waahi katoa kaore he taunekeneke.
Nga mara take: Ko nga apure matua e wha me o ratou matūriki e hono ana (ara, "irahiko", "up quark", "down quark" me "neutrino") ka hanga te toka o te ao. Mo nga take e kore e mohiotia, ko enei matūriki taketake e wha ka whakaputa tuarua i a raatau ano. Ka whakaputahia e nga irahiko te "muon" me te "tau" (e 200 nga wa me te 3000 nga wa taumaha ake i nga irahiko); ka puta mai te "quark ke" me te "quark raro"; ko nga quark raro ka puta mai he "charm quark" me "top quark"; ko te neutrino ka puta he "muon neutrino" me te "tau neutrino".
No reira, 12 nga mara e puta mai ai nga matūriki, ka kiia e matou mara take.
Kei raro nei te rarangi o nga matū matū 12 e 12 nga matūriki o te ao.
Nga mara kaha: Ko nga mara matū 12 e taunekeneke ana tetahi ki tetahi na roto i nga kaha rereke e wha - mahara, hikohiko, nga ope karihi kaha (ka mahi i te tauine iti o te karihi, ka pupuri i nga quark i roto i nga protons me nga neutrons) me nga kaha karihi ngoikore (ka mahi i te iti noa o te karihi, te haepapa mo te pirau irirangi me te whakakorikori karihi). Ko ia o enei topa e hono ana ki tetahi mara – te topana hiko e hono ana ki gluon mara, ko nga mara e pa ana ki nga ope karihi kaha me te ngoikore W and Z boson mara a ko te mara e pa ana ki te kaha waahi-wa ake.
Kei raro nei te rarangi o nga papa kaha e wha e hono ana ki nga topana e wha.
| te kaha hiko | gluon mara |
| Nga ope karihi kaha me te ngoikore | w & z boson mara |
| mahara | wa waahi |
te ao kua whakakiia ki enei mara 16 (12 mara matū me nga mara e 4 e hono ana ki nga kaha e wha). Ko enei mara e mahi tahi ana i roto i nga huarahi pai. Hei tauira, ka timata te mara irahiko (tetahi o nga waahi matū), ki te ngaru whakarunga, ki raro (no te mea he irahiko kei reira), ka whana tetahi o era atu mara, me kii ko te mara hiko-aukume, ka huri. oscillate me te ripple hoki. Ka puta te marama ka puta kia iti te oscillate. I tetahi wa, ka timata te mahi tahi me te mara quark, ka huri, ka oho, ka riwha. Ko te pikitia whakamutunga ka mutu, ko te kanikani pai i waenganui i enei mara katoa, te hono tetahi ki tetahi.
Higgs mara
I te tekau tau atu i 1960, ko tetahi atu mara i tohuhia e Peter Higgs. Tae rawa ki te tau 1970, kua noho tenei hei waahanga nui o to maatau maaramatanga mo te ao. Engari karekau he taunakitanga whakamatautau (ko te tikanga, ki te hanga tatou i te higgs mara ripple, me kite tatou i te matūriki e hono ana) tae noa ki te tau 2012 i te korero a nga kairangahau CERN i LHC i tana kitenga. He rite tonu te whanonga o te matūriki i te ara i tohuhia e te tauira. He poto rawa te ora o te matūriki Higgs, tata ki te 10-22 hēkona.
Koinei te poraka whare whakamutunga o te ao. He mea nui tenei kitenga na te mea ko tenei mara te kawenga mo te mea e kiia nei ko te papatipu i roto i te ao.
Ko nga ahuatanga o te matūriki (pēnei i te utu hiko me te papatipu) he korero mo te taunekeneke o a raatau mara ki etahi atu mara.
Ko te taunekeneke o nga mara kei roto i te ao ka puta mai nga ahuatanga penei i te papatipu, te utu me etahi atu o nga matūriki rereke kua wheakohia e tatou. Hei tauira, ko te taonga e kiia nei e tatou he utu hiko o te irahiko he korero e pa ana ki te pahekoheko o te mara irahiko ki te papa hiko. Waihoki, ko te taonga o tona papatipu ko te korero e pa ana ki tana taunekeneke ki te mara Higgs.
Me tino mohio ki te mara Higgs kia mohio ai matou ki te tikanga o te papatipu i roto i te ao. Ko te kitenga o te mara a Higgs he whakapumautanga ano mo te Tauira Paerewa i mau mai i nga tau 1970.
Ko nga mara quantum me te ahupūngao matūriki he waahi ako hihiri. Mai i te kitenga o te mara a Higgs, he maha nga whanaketanga kua pa ki te tauira Paerewa. Kei te haere tonu te rapu whakautu mo nga herenga o te tauira Paerewa.
Te tauira paerewa o nga matūriki timatanga: nga fermiona taketake 12 me nga pounamu taketake e 5.
***
Rauemi:
The Royal Institution 2017. Quantum Fields: The Real Building Blocks of the Universe – with David Tong. Kei runga ipurangi kei https://www.youtube.com/watch?v=zNVQfWC_evg
***
TE WHAKAMAHI KAUPAPA - He Tiro Tere
| Ko nga matūriki taketake ka whakarōpūhia ki nga Fermion me nga Boson i runga i te miro. |
| [A]. FERMIONS |
| Kua miro nga fermion ki nga uara haurua tauoti (½, 3/2, 5/2, ….). Ko enei matūriki mea ko nga quark me nga lepton katoa. – whai i nga tatauranga a Fermi–Dirac, – he haurua-tauoti-tauoti – kia mau ki te maataapono whakakore a Pauli, ara, e rua nga fermio rite e kore e taea te noho i te ahua rahinga kotahi, te waahi kotahi ranei i te waahi me te tau rahinga kotahi. Kaore e taea e raua te miro i te huarahi kotahi, engari ka taea e raua te huri ki tetahi huarahi rereke. – Kei roto i nga fermion nga quark me nga lepton katoa, me nga matūriki hiato katoa i hangaia mai i te tau rerekee o enei. - Quarks = e ono nga quark (runga, whakararo, tauhou, ataahua, raro me runga quark). – Whakakotahitia ki te hanga hadrons penei i te protons me te neutrons. – Kaore e taea te kite i waho o nga hadrons. – Leptons = electrons + muons + tau + neutrino + muon neutrino + tau neutrino. – 'Electrons', 'up quarks' and 'down quarks' nga mea tino nui e toru o nga mea katoa o te ao. – Ko nga protons me nga neutrons ehara i te mea taketake engari he mea hanga mai i te 'up quarks' me te 'down quarks' no reira he matūriki hiato. Ko nga protons me nga neutrons he mea hanga e toru nga quark - kei roto i te iraoho e rua nga quark "runga" me tetahi quark "raro" engari kei roto i te neutron e rua" ki raro" me tetahi "runga." Ko te “Runga” me te “raro” e rua nga “Rau,” he momo momo quark. - Paraiona he fermion hiato i hangaia mai i nga quark e toru, hei tauira, he baryons nga protons me te neutrons. - Ko Hadron he quark anake, hei tauira, baryons (he mea hanga e rua, neke atu ranei nga quark) me meson (he mea hanga mai i te quark me te antiquark). |
| [B]. NGA PAHA |
| He miro nga uara tauoti (0, 1, 2, 3, …). – Ka whai a Boson i nga tatauranga a Bose-Einstein; he miro tauoti. – whakaingoatia Satyendra Nath Bose (1894–1974), nana raua ko Einstein i whakawhanake i nga whakaaro matua i muri i te whakamaaramatanga tauanga o te hau boson. – kaua e whakarongo ki te maataapono whakakore a Pauli, ara, ka taea e rua nga pounamu rite te noho i te ahua rahinga kotahi, te waahi kotahi ranei i te waahi me te tau rahinga kotahi. Ka taea e raua te huri i te huarahi kotahi, – Ko nga pounamu tuatahi ko te photon, te gluon, te Z boson, W boson me te Higgs boson. Higgs boson has spin=0 while the gauge bosons (arā, photon, the gluon, the Z boson, and W boson) have spin=1. |
| [C]. RANGATIRA HOTO |
| Ko nga matūriki whakahiato ka taea te peera, te fermion ranei i runga i o raatau waahanga. – Ko nga matūriki hiato katoa e hanga ana i te maha o nga fermion he boson (na te mea he mio tauoti to nga peeke, he miro taurite te haurua taurite). – Ko nga mesons katoa he boson (no te mea katoa meson he rite te maha o nga quark me nga antiquarks). – Ko nga karihi e mau ana me nga tau papatipu rite ko nga putea hei tauira, deuterium, helium-4, Carbon -12 etc. – Kare ano hoki nga putea hiato e whakarongo ki te kaupapa whakakore a Pauli. – He maha nga pounamu i roto i te ahua o te rahinga ka whakakotahi ki te hanga "Bose-Einstein Condensate (BEC).” |
***
