10 теоретических частиц, кои умеют растолковать все

    В протяжении столетий население земли вгрызалось в гранит науки, пытаясь узнать четкий состав Вселенной. Древнейшие греки первыми представили существование атомов, кои, по них воззрению, были малейшими частичками — «строительными блоками» всего сущего. В протяжении 1500 лет это же существовало всем, что мы знали об материи. В 1897 году открытие электрона разрушило научный мир перед началом руин. Оказалось, что определенно эдак же, как только молекулы состояли из атомов, атомы состоят из компонент.

    10 теоретических частиц, кои умеют растолковать все

    И чем поглубже мы смотрели, тем самым все больше ответов, казалось, утекает через наши пальцы. Даже протоны и нейтроны — строительные блоки атомов — сделаны из гораздо наименьших частиц — кварков. Каждое открытие порождало все больше вопросцев. Состоит ли время и место из россыпей мелких частиц, кои даже нереально узреть? Может быть. Перед вами десять теоретических частиц, кои умеют растолковать все. Ежели мы них обнаружим.

    Содержание

    • 1 Страпельки
    • 2 Суперпартнеры
    • 3 Античастицы
    • 4 Гравитоны
    • 5 Гравифотоны
    • 6 Преоны
    • 7 Тахионы
    • 8 Струны
    • 9 Браны
    • 10 Частичка Бога

    Страпельки

    10 теоретических частиц, кои умеют растолковать все

    Начнем с чего-то, ближнего к тамошнему, что мы уже знаем — кварки. Насчитывается шесть типов кварков. «Верхние» и «нижние» кварки наиболее всераспространены, из их состоят протоны и нейтроны. «Странные» кварки, с альтернативный стороны, и не эдак всераспространены. Когда странноватые кварки соединяются воединыжды с верхними и нижними кварками в равных количествах, они производят частичку под заглавием «страпелька» (от «странный» и «капелька»). Страпельки — это же тончайшие куски, из которых состоит странноватая материя.

    Согласно теории необычной материи, страпельки образуются в природе, когда громоздкая нейтронная кинозвезда — трудная коллапсирующая кинозвезда — выдает столько давления, что электроны и протоны в ядре соединяются, а уж потом коллапсируют далее в нечто вроде плотного кваркового волдыря, который мы называем необычной материей. И хотя заглавные страпельки умеют на теоретическом уровне существовать за пределами центров кинозвезд с высоченным давлением, скорее всего, они уплыли от этаких кинозвезд в альтернативные солнечные системы — включая нашу свою.

    Однако снова же: ежели они есть, объемная страпелька может перевоплотить ядро атома в другую страпельку, ежели столкнется с ним. Новенькая страпелька столкнется с иными ядрами, что вызовет цепную реакцию, пока что вся материя на Планете земля и не будет преобразована в необычную материю. На деле, аналогичные ужасы были вызваны работой Немалого адронного коллайдера, представителям коего удалось в свое время уверить граждан в надуманности сего факта. Навряд ли они могли бы случаем сделать страпельку, которая убила бы планетку.

    Суперпартнеры

    10 теоретических частиц, кои умеют растолковать все

    Теория суперсимметрии говорит, что у каждой крупицы во Вселенной существуют обратная частица-близнец, популярная как только суперсимметричная частичка, суперпартнер либо счастица. Таким макаром, у каждого кварка существуют скварк, который делит с первым безупречную симметрию. У каждого фотона существуют фотино. И т.д., пока что ни одна из 61 заведомых простых частиц и не остается без внимания. Что ж, ежели них настолько не мало, посему мы и не нашли ни одну?

    Существуют такова теория: в физике простых частиц наиболее томные крупицы разлагаются скорее, чем наиболее несложные. Ежели появляется довольно трудная частичка, она сломается почти сразу же опосля сотворения. Ежели представить, что счастицы неописуемо томные, они обязаны разрушаться в мгновение ока, пока что них суперпартнеры — частицы, кои мы смотрим — живут. Это же может растолковать, посему во Вселенной наблюдается этакий перевес черной материи — счастицы умеют содержать черную материю и существовать в поле, которое для нас далековато и ненаблюдаемо.

    Античастицы

    10 теоретических частиц, кои умеют растолковать все

    Материя состоит из частиц — и определенно эдак же антивещество состоит из античастиц. В этом существуют здравый смысл. Античастицы владеют этакий же толпой, что и обычные крупицы, однако обратным зарядом и обратным угловым моментом (спином). Похоже на суперсимметрию, однако в отличие от частиц, античастицы ведут себя определенно эдак же, как только крупицы, даже участвуют в разработке антиэлементов вроде антиводорода. В принципе, на всякую материю найдется антиматерия.

    Во всяком случае, обязана найтись. В этом-то и неполадка — вокруг не мало материи, а уж антиматерии и не отыскали нигде. Лишь сделали искусственным методом. За пределами Немалого адронного коллайдера вакантное антивещество и не бытует даже в теории.

    Согласно теории Немалого Взрыва, вначале существовало равное количество частиц и античастиц. Вся материя во Вселенной существовала сотворена в точке сего взрыва. По дефлоту, все антивещество обязано существовало быть сотворено в то же время. Иная теория говорит, что в остальных частях Вселенной антивещество преобладает. Все, что мы лицезреем, самые отдаленные суперзвезды, состоят из материи. Однако наша зримая Вселенная возможно только маленьким участком вселенной, кое-где там умеют быть целые астральные системы из антивещества.

    Гравитоны

    10 теоретических частиц, кои умеют растолковать все

    Сейчас античастицы воображают собой большую неурядицу в современной теоретической физике простых частиц. Альтернативный неувязкой является гравитация. По сопоставлению с иными силами, к примеру электромагнетизмом, гравитация — крайне малосильная сила. За исключением тамошнего, она хорошо ишачит на планетарном уровне — при помощи гравитации не сложно следить альтернативные суперзвезды и планетки, однако на молекулярном уровне ее почти нереально поймать и там она творит непонятные вещи. В дополнение ко всему иному, у гравитации нет частиц, кои ее переносят, вроде фотонов, кои переносят свет.

    И здесь возникает гравитон. Это же теоретическая частичка, которая обязана уместить гравитацию в ту самую же фотомодель, что и всякую другую наблюдаемую силу. Так как гравитация оказывает хлипкое притяжение на каждый объект, вне зависимости от расстояния, она обязана быть безмассовой. Однако это же и не неполадка — у фотонов нет массы, и они всюду. Мы зашли эдак далековато, что можем даже обусловить четкие характеристики, которым обязан соответствовать гравитон, потому ежели мы обнаружим частичку — всякую частичку — удовлетворяющую сиим характеристикам, у нас будет гравитон.

    Определить гравитон максимально немаловажно, так как ныне общественная теория относительности и квантовая физика несовместимы. Но на конкретных уровнях энергии, заведомых как только масштабы Планка, гравитация перестает следовать правилам относительности и соскальзывает к квантовым правилам. Потому решение трудности гравитации возможно ключом к единой теории.

    Гравифотоны

    10 теоретических частиц, кои умеют растолковать все

    Существуют и иная теоретическая гравитационная частичка, и она великолепна едва наименее, чем целиком. Гравифотон — это же частичка, которая образовывается, когда гравитационное поле проявляется в пятом измерении. Она берет начало из теории Калуцы — Клейна, которая дает сплотить электромагнетизм и гравитацию в одну силу при условии, что в пространстве-времени существуют все больше, чем пять измерений. Гравифотон владел бы чертами гравитона, однако а также воспринимал бы характеристики фотона и образовывал то, что физики именуют «пятой силой» (ну а уж вообщем существуют лишь четверо базовых силы).

    Альтернативные теории говорят, что гравифотон мог бы быть суперпартнером гравитона, однако они отталкивались бы и притягивались сразу. В теории, это же могло бы сделать спецэффект антигравитации. И это же исключительно в пятом измерении. Теория супергравитации тоже постулирует существование гравифотонов, однако дает расширить количество измерений до… одиннадцати.

    Преоны

    10 теоретических частиц, кои умеют растолковать все

    Из чего же состоят кварки? Для начала, давайте ознакомимся с масштабами. В ядре атома золота семьдесять девять протонов. Каждый протон состоит из трех кварков. Ширина ядра атома золота — приблизительно восемь фемтометров в диаметре. Это же восемь миллионных толикой нанометра, а уж нанометр — это же одна миллиардная от погонного метра. Кварки максимально мизерные, а уж преоны, в этаком случае, обязаны быть так ничтожно минимальны, что них ординарно нереально измерить современными способами.

    Существуют и альтернативные слова, кои употребляются для описания теоретических архитектурных блоков кварков, включая примоны, субкварки, квинки и твидлы, однако «преон» приняли предпочтительнее любых. И преоны — очень значимая часть теоретической физики, так как сейчас базовой крупицей остаются кварки. Ежели выяснится, что они состоят из остальных элементов, это же откроет путь к тыщам новеньких теорий. К примеру, одна из теорий говорит, что неуловимое антивещество во Вселенной на деле содержится в преонах, потому все вокруг владеет частицами антиматерии, которая заперта в этом всем. Согласно данной теории, и вы являетесь носителем антивещества — ординарно вы и не сумеете ее узреть, так как материя складывается из наиболее больших блоков.

    Тахионы

    10 теоретических частиц, кои умеют растолковать все

    Ничто и не приближается к нарушению заведомых законов относительности поближе, чем тахион. Эта частичка движется скорее света, и если б она была, базовое ограничение скорости все больше и не существовало бы ограничено скоростью света. На деле, это же означало бы, что скорость света предстала бы центральной точкой — и по обе стороны от данной точки будут крупицы, кои едут нескончаемо медлительно (и не едут вообщем), и тахионы, кои умеют двигаться нескончаемо резво.

    Как только ни удивительно, них отношение к скорости света существовало бы зеркальным. Грубо говоря, когда традиционная частичка ускоряется, ее энерго потребности растут. Дабы прорвать барьер световой скорости, надо нескончаемое количество энергии. В случае с тахионом, чем медлительнее он движется, тем самым все больше энергии просит. Когда он замедляется и приближается к скорости света с иного финала, его энерго требования приближаются к бесконечности. Однако когда его скорость возрастает, и нужда в энергии миниатюризируется — ему нежелательно энергии вообщем, дабы двигаться с нескончаемой скоростью.

    Представьте его как только магнит — один магнит приклеен к стенке, а уж альтернативный у вас в руке. Когда вы соприкасаете одинакие полюса магнитов, ваш магнит отталкивается. Чем поближе вы приближаете собственный магнит, тем самым сложнее для вас жать. Сейчас представьте, что на той стороне стенки существуют альтернативный магнит, который выполняет то же самое. Магнит на стенке — это же скорость света, а уж два остальных магнита — это же тахионы и нормальные крупицы. Если б даже тахион существовал, они все время будут необщительны на той стороне западни, которую мы сами и не можем обойти. Хотя на техническом уровне они умеют быть применены для отправления сообщений в прошедшее.

    Струны

    10 теоретических частиц, кои умеют растолковать все

    Многие крупицы, об которых мы поведали, именуются точечными частичками: кварки и фотоны есть как только одна точка — маленькая крохотная точечка — с нулевыми измерениями. Теория струн подразумевает, что эти тривиальные крупицы — далековато и не точки, а уж струны, одномерные нитки частиц. По собственной сущности, теория струн — это некоторая «теория всего», которая намерено примирить гравитацию и квантовую физику. В теории струн — огромное количество отдельных теорий, но и самих теорий струн тоже не мало. Из тамошнего, что нам ныне понятно, гравитация и квантовая механика и не умеют сосуществовать на физическом уровне в одном пространстве — гравитация и не ишачит на квантовом уровне.

    Таким макаром, в широченном смысле, теория струн на деле воображает собой квантовую теорию гравитации. Для сопоставления, струны умеют поменять преоны в качестве архитектурных блоков для кварков, хотя на наиболее больших уровнях все останется неизменным. И в теории струн струна может перевоплотиться во что угодно зависимо от формы, в которую сворачивается. Ежели струна останется открытой, она становится фотоном. Ежели финалы одной струны замыкаются в петлю, она становится гравитоном. Приблизительно эдак же деревце готов стать целой хижиной либо флейтой.

    Как только мы пометили, теорий струн не мало, и любая из их предвещает разнообразное число измерений. Большая часть из этих теорий утверждает, что бытует десять либо одиннадцать измерений, а уж бозонно-струнная теория (либо теория суперструн) утверждает, что измерений и не все меньше двадцати шести. В этих остальных измерениях гравитация владеет равной либо наибольшей силой относительно остальных базовых сил, что поясняет беспомощность гравитации в наших трех пространственных измерениях.

    Браны

    10 теоретических частиц, кои умеют растолковать все

    Ежели вы вправду желаете получить разъяснение гравитации, для вас надо углубиться в М-теорию, либо мембранную теорию. Мембраны, либо браны — это крупицы, кои умеют курсировать по нескольким измерениям. Например, 0-брана — это точечная брана, которая бытует в нулевых измерениях как только кварк. 1-брана владеет одним измерением — это же струна. 2-брана — двухмерная мембрана и т.д.. Многомерные браны умеют владеть хоть какими объемами, что приводит к теории об фолиант, что наша Вселенная — это же одна объемная брана с четырьмя измерениями. Эта брана — наша Вселенная — просто фрагмент многомерного места.

    Что касается гравитации, наша четырехмерная брана ординарно и не может содержать ее, потому энергия гравитации улетучивается в альтернативные браны, в многомерное место; мы ординарно довольствуемся тем самым, что осталось, потому гравитация кажется этакий слабенькой сравнимо с иными силами.

    Само собой разумеется, несложно додумать, что существуют не мало бран, передвигающихся сквозь место — нескончаемых бран сквозь нескончаемое место. Отсюда появляются теории мультивселенной и повторяющейся вселенной. Согласно крайней, вселенная подчиняется циклам: она расширяется по причине энергии Немалого Взрыва, потом гравитация стягивает все в одну точку. Это же стягивание порождает новейший Взрыв, и эдак перед началом бесконечности.

    Частичка Бога

    10 теоретических частиц, кои умеют растолковать все

    Бозон Хиггса был найден 14 марта 2013 года на Огромном адронном коллайдере и опосля доказан, а уж за его находку присудили Нобелевскую премию. В первый раз его существование существовало предсказано в 60-х годах. Это же частичка, которая предлагает толпу иным крупицам.

    Бозон Хиггса родился из поля Хиггса и был предложен в качестве разъяснения тамошнему, посему некие крупицы, кои обязаны владеть толпой, практически ею и не владеют. Поле Хиггса — которое никто ни разу и не следил — обязано существовать во всей Вселенной и предоставлять силу, нужную для тамошнего, дабы крупицы получали толпу. Бозон Хиггса обязан заполнить гигантские пробелы в Обычной фотомодели, очень пользующейся популярностью и объясняющей почти все (за исключением гравитации, конечно же).

    Бозон Хиггса важен тем самым, что обосновывает существование поля Хиггса и поясняет, как только энергия снутри поля Хиггса может проявляться в образе массы. А также он важен, так как образовывает прецедент. Перед началом его обнаружения он был стандартной теорией. У него существовала математическая фотомодель, физические характеристики, спин — все. Ординарно надобны были подтверждения его существования. И мы его отыскали.

    И ежели мы сумели предпринять это же один раз, кто может поспорить, что неважно какая из этих частиц и не возможно настоящей? Тахионы, страпельки, гравитоны — эти крупицы умеют целиком перевернуть нашу картинку мира и приблизить нас к осознанию базовых основ мира, в каком мы живем.