የመስተጋብር ችሎታ የቁስ አካል በጣም አስፈላጊ እና ዋና ንብረት ነው። የተለያዩ የሜጋ-፣ ማክሮ- እና ማይክሮ-ዓለም የተለያዩ ቁሳዊ ነገሮች ወደ ስርዓቶች አንድነታቸውን የሚያረጋግጡ መስተጋብሮች ናቸው። ሁሉም ታዋቂ ዘመናዊ ሳይንስኃይሎች ወደ አራት ዓይነት መስተጋብር ይቀንሳሉ, እነሱም መሠረታዊ ተብለው ይጠራሉ-ስበት, ኤሌክትሮማግኔቲክ, ደካማ እና ጠንካራ.
የስበት መስተጋብርበመጀመሪያ በ 17 ኛው ክፍለ ዘመን የፊዚክስ ጥናት ዓላማ ሆነ. I. የኒውተን የስበት ኃይል ንድፈ ሐሳብ፣ እሱም በሕግ ላይ የተመሠረተ ሁለንተናዊ ስበት፣ አንዱ አካል ሆነ ክላሲካል ሜካኒክስ. የዩኒቨርሳል ስበት ህግ እንዲህ ይላል፡- በሁለት አካላት መካከል ከጅምላዎቻቸው ምርት ጋር በቀጥታ የሚመጣጠን እና በመካከላቸው ካለው ርቀት ካሬ ጋር የተገላቢጦሽ የሆነ ማራኪ ሃይል አለ (2.3)። ማንኛውም የቁሳቁስ ቅንጣት የስበት ተጽእኖ ምንጭ ነው እና በራሱ ላይ ይለማመዳል. የጅምላ መጠን ሲጨምር, የስበት ግንኙነቶች ይጨምራሉ, ማለትም, ብዙ መስተጋብር የሚፈጥሩ ንጥረ ነገሮች ብዛት, የስበት ኃይሎች እየጠነከሩ ይሄዳሉ. የስበት ሃይሎች የመሳብ ሃይሎች ናቸው። በቅርብ ጊዜ የፊዚክስ ሊቃውንት የአጽናፈ ሰማይ ሕልውና የመጀመሪያዎቹ ጊዜያት (4.2) ውስጥ የሠራውን የስበት ኃይል መቃወም መኖሩን ጠቁመዋል, ነገር ግን ይህ ሃሳብ እስካሁን አልተረጋገጠም. የስበት መስተጋብር በአሁኑ ጊዜ በጣም ደካማው ነው. የስበት ኃይል በጣም ይሠራል ረጅም ርቀት, ርቀቱ እየጨመረ በሄደ መጠን ጥንካሬው ይቀንሳል, ነገር ግን ሙሉ በሙሉ አይጠፋም. የስበት መስተጋብር ተሸካሚ እንደሆነ ይታመናል ግምታዊ ቅንጣትግራቪተን በማይክሮ ዓለሙ ውስጥ የስበት ኃይል መስተጋብር ጉልህ ሚና አይጫወትም ፣ ግን በማክሮ እና በተለይም በሜጋ ሂደቶች ውስጥ ግንባር ቀደም ሚና ይጫወታል።
ኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብርበ 19 ኛው ክፍለ ዘመን የፊዚክስ ጥናት ርዕሰ ጉዳይ ሆነ. የመጀመሪያው የተዋሃደ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ጽንሰ-ሐሳብ የጄ. ማክስዌል (2.3) ጽንሰ-ሐሳብ ነበር። ከስበት ሃይል በተለየ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር የሚፈጠሩት በተሞሉ ቅንጣቶች መካከል ብቻ ነው፡ ኤሌክትሪክ መስኩ በሁለት ቋሚ ቻርጅ በተሞሉ ቅንጣቶች መካከል ነው፣ መግነጢሳዊው መስክ በሁለት የሚንቀሳቀሱ ቻርጅ ቅንጣቶች መካከል ነው። ኤሌክትሮማግኔቲክ ኃይሎች ማራኪ ወይም አስጸያፊ ኃይሎች ሊሆኑ ይችላሉ. የተከሰሱ ሊሆኑ የሚችሉ ቅንጣቶች ወደ ኋላ ይመለሳሉ፣ በተቃራኒው የተሞሉ ቅንጣቶች ይስባሉ። የዚህ አይነት መስተጋብር ተሸካሚዎች ፎቶኖች ናቸው. ኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር በማይክሮ-, ማክሮ- እና ሜጋ-ዓለማት ውስጥ እራሱን ያሳያል.
በ 20 ኛው ክፍለ ዘመን አጋማሽ ላይ. ተፈጠረ የኳንተም ኤሌክትሮዳይናሚክስ - መሰረታዊ መርሆችን የሚያረካ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር ጽንሰ-ሐሳብ የኳንተም ቲዎሪእና አንጻራዊነት ጽንሰ-ሐሳብ. እ.ኤ.አ. በ 1965 ደራሲዎቹ ኤስ ቶማናጋ ፣ አር ፌይንማን እና ጄ. ሽዊንገር የኖቤል ሽልማት ተሰጥቷቸዋል። ኳንተም ኤሌክትሮዳይናሚክስ የተሞሉ ቅንጣቶች - ኤሌክትሮኖች እና ፖዚትሮን መስተጋብርን ይገልፃል።
ደካማ መስተጋብርበ 20 ኛው ክፍለ ዘመን, በ 1960 ዎቹ ውስጥ ብቻ ተገኝቷል. የደካማ መስተጋብር አጠቃላይ ንድፈ ሐሳብ ተገንብቷል. ደካማው ኃይል ከቅንጣዎች መበስበስ ጋር የተቆራኘ ነው, ስለዚህ ግኝቱ የተከተለው ራዲዮአክቲቭ ከተገኘ በኋላ ብቻ ነው. የንጥሎች ራዲዮአክቲቭ መበስበስን በተመለከቱበት ጊዜ የኃይል ጥበቃ ህግን የሚቃረኑ የሚመስሉ ክስተቶች ተገኝተዋል። እውነታው ግን በመበስበስ ሂደት ውስጥ የኃይል ክፍል "ጠፍቷል." የፊዚክስ ሊቅ ደብልዩ ፓውሊ የአንድ ንጥረ ነገር በሬዲዮአክቲቭ መበስበስ ሂደት ውስጥ ከፍተኛ የሆነ ወደ ውስጥ የመግባት ሃይል ያለው ቅንጣት ከኤሌክትሮን ጋር እንደሚለቀቅ ጠቁመዋል። ይህ ቅንጣት በኋላ "neutrino" ተብሎ ተሰይሟል. በደካማ መስተጋብር የተነሳ የአቶሚክ አስኳል የሆነው ኒውትሮን በሦስት ዓይነት ቅንጣቶች መበስበስ ችሏል፡- አዎንታዊ ቻርጅ የተደረገባቸው ፕሮቶኖች፣ አሉታዊ ኃይል ያላቸው ኤሌክትሮኖች እና ገለልተኛ ኒውትሪኖዎች። ደካማው መስተጋብር ከኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር በጣም ያነሰ ነው, ነገር ግን ከስበት መስተጋብር የበለጠ ነው, እና ከነሱ በተለየ, በትንሽ ርቀት ላይ ይሰራጫል - ከ10-22 ሳ.ሜ ያልበለጠ. ለዚህም ነው ደካማው መስተጋብር በሙከራ ለረጅም ጊዜ ያልታየው. የደካማ መስተጋብር ተሸካሚዎች ቦሶኖች ናቸው.
በ 1970 ዎቹ ውስጥ የኤሌክትሮማግኔቲክ አጠቃላይ ጽንሰ-ሀሳብ እና ደካማ መስተጋብር ተፈጠረ ፣ ይባላል የኤሌክትሮ ደካማ መስተጋብር ጽንሰ-ሐሳብ.ፈጣሪዎቹ ኤስ. ዌይንበርግ፣ ኤ. ሳላም እና ኤስ ግላሾ በ1979 የኖቤል ሽልማት አግኝተዋል። የኤሌክትሮዳክ መስተጋብር ጽንሰ-ሐሳብ ሁለት ዓይነት መሠረታዊ መስተጋብሮችን እንደ አንድ ጥልቅ አንድ መገለጫዎች ይመለከታል። ስለዚህ, ከ 10-17 ሴ.ሜ በላይ ርቀት ላይ, የዝግጅቱ ኤሌክትሮማግኔቲክ ገጽታ የበላይ ነው, በትንሽ ርቀት. በተመሳሳይ ዲግሪሁለቱም ኤሌክትሮማግኔቲክ እና ደካማ ገጽታዎች አስፈላጊ ናቸው. ግምት ውስጥ ያለው ጽንሰ-ሐሳብ መፈጠር አንድ መሆን ማለት ነው ክላሲካል ፊዚክስየ 19 ኛው ክፍለ ዘመን ፣ በፋራዳይ-ማክስዌል ንድፈ-ሀሳብ ፣ ኤሌክትሪክ ፣ ማግኔቲዝም እና ብርሃን በ 29 ኛው ክፍለ ዘመን የመጨረሻ ሶስተኛው ውስጥ። በደካማ መስተጋብር ክስተት ተሟልቷል.
ጠንካራ መስተጋብርበተጨማሪም በ 20 ኛው ክፍለ ዘመን ብቻ ተገኝቷል. በኤሌክትሮማግኔቲክ አስጸያፊ ኃይሎች ተጽዕኖ ስር እንዳይበታተኑ በአቶም አስኳል ውስጥ ፕሮቶኖችን ይይዛል። ጠንካራ መስተጋብር የሚከሰተው ከ10-13 ሴ.ሜ በማይበልጥ ርቀት ላይ ሲሆን ለኒውክሊየስ መረጋጋት ተጠያቂ ነው. በጊዜያዊው ጠረጴዛ መጨረሻ ላይ ያሉት የንጥረ ነገሮች ኒውክሊየሮች ያልተረጋጉ ናቸው, ምክንያቱም ራዲየስ ትልቅ ስለሆነ እና በዚህ መሠረት, ጠንካራ መስተጋብር ጥንካሬውን ያጣል. እንደነዚህ ያሉት አስኳሎች ለመበስበስ የተጋለጡ ናቸው, ይህም ራዲዮአክቲቭ ተብሎ ይጠራል. ጠንካራ መስተጋብር ለአቶሚክ ኒውክሊየስ መፈጠር ተጠያቂ ነው፡ በውስጡም ከባድ ቅንጣቶች ብቻ ይሳተፋሉ፡ ፕሮቶን እና ኒውትሮን። የኑክሌር ግንኙነቶችበቅንጦት ክፍያ ላይ አይመረኮዙም፤ የዚህ አይነት መስተጋብር ተሸካሚዎች ግሉኖች ናቸው። ግሉኖች ወደ ግሉዮን መስክ (ከኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ጋር ተመሳሳይ) ይጣመራሉ, በዚህ ምክንያት ጠንካራ መስተጋብር ይከሰታል. በኃይሉ ውስጥ, ጠንካራ መስተጋብር ከሌሎች ከሚታወቁት ይበልጣል እና ከፍተኛ የኃይል ምንጭ ነው. የጠንካራ መስተጋብር ምሳሌ በፀሐይ እና በሌሎች ከዋክብት ውስጥ ያሉ የሙቀት አማቂ ምላሾች ነው። የጠንካራ መስተጋብር መርህ የሃይድሮጂን የጦር መሳሪያዎችን ለመፍጠር ጥቅም ላይ ውሏል.
የጠንካራ መስተጋብር ጽንሰ-ሐሳብ ይባላል ኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ.በዚህ ፅንሰ-ሀሳብ መሰረት, ጠንካራ መስተጋብር የ gluons ልውውጥ ውጤት ነው, ይህም በ hadrons ውስጥ የኳርክን ግንኙነትን ያመጣል. ኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ ማደጉን ቀጥሏል፣ እና ምንም እንኳን የጠንካራ መስተጋብር ሙሉ ፅንሰ-ሀሳብ ተደርጎ ሊወሰድ ባይችልም ፣ ቢሆንም ፣ ይህ ፊዚካዊ ፅንሰ-ሀሳብ ጠንካራ የሙከራ መሠረት አለው።
በዘመናዊ ፊዚክስ ፍለጋው ይቀጥላል የተዋሃደ ንድፈ ሐሳብ, ይህም ሁሉንም አራቱን የመሠረታዊ ግንኙነቶችን ዓይነቶች ለማብራራት ያስችላል. ፍጥረት ተመሳሳይ ጽንሰ-ሐሳብእንዲሁም የተዋሃደ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ፅንሰ-ሀሳብ መገንባት ማለት ነው። ይህ ፕሮጀክት "ታላቅ ውህደት" ተብሎ ይጠራ ነበር. እንዲህ ዓይነቱ ጽንሰ-ሐሳብ ይቻላል ተብሎ የሚታመንበት መሠረት በአጭር ርቀት (ከ 10-29 ሴ.ሜ ያነሰ) እና በከፍተኛ ኃይል (ከ 1014 GeV በላይ) ኤሌክትሮማግኔቲክ, ጠንካራ እና ደካማ መስተጋብሮች በተመሳሳይ መልኩ ይገለፃሉ. ተፈጥሮአቸው የተለመደ ነው ማለት ነው። ሆኖም፣ ይህ መደምደሚያ አሁንም በንድፈ ሃሳባዊ ብቻ ነው፣ እስካሁን በሙከራ ማረጋገጥ አልተቻለም።
የተለያዩ ተፎካካሪ ግራንድ የተዋሃዱ ንድፈ ሃሳቦች ኮስሞሎጂን (4.2) በተለየ መንገድ ይተረጉማሉ። ለምሳሌ፣ አጽናፈ ዓለማችን በተወለደበት ወቅት አራቱም መሰረታዊ መስተጋብሮች በተመሳሳይ መልኩ የሚገለጡባቸው ሁኔታዎች እንደነበሩ ይገመታል። አራቱንም አይነት መስተጋብር በአንድነት የሚያብራራ ንድፈ ሃሳብ መፍጠር የኳርክክስ፣ የኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ፣ የዘመናዊ ኮስሞሎጂ እና አንጻራዊ አስትሮኖሚ ንድፈ-ሀሳብን ማጣመርን ይጠይቃል።
ይሁን እንጂ የአራት ዓይነት መሠረታዊ መስተጋብር አንድ ወጥ ንድፈ ሐሳብ ፍለጋ የሌሎች የቁስ ትርጓሜዎች መፈጠር የማይቻል ነው ማለት አይደለም፡- የአዳዲስ መስተጋብሮች ግኝት፣ አዲስ አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶችን መፈለግ፣ ወዘተ... አንዳንድ የፊዚክስ ሊቃውንት በጉዳዩ ላይ ጥርጣሬዎችን ይገልጻሉ። የተዋሃደ ንድፈ ሐሳብ. ስለዚህ, የ synergetics ፈጣሪዎች I. Prigogine እና I. Stengers "Time, Chaos, Quantum" በተባለው መጽሐፍ ውስጥ እንዲህ ብለው ጽፈዋል: "እንዲህ ያለውን "የሁሉም ነገር ጽንሰ-ሐሳብ" ለመገንባት ያለው ተስፋ, ከዚህ ሙሉ መግለጫ ሊገኝ ይችላል. አካላዊ እውነታ, መተው አለበት " እና በሲነርጂቲክስ ማዕቀፍ ውስጥ በተቀረጹት ህጎች (7.2) ጥናታቸውን ያረጋግጣሉ.
የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶችን የመስተጋብር ዘዴዎችን፣ አፈጣጠራቸውን እና መበስበስን ለመረዳት የጥበቃ ህጎች ትልቅ ሚና ተጫውተዋል። በማክሮ ዓለም ውስጥ ከሚሠሩት የጥበቃ ሕጎች በተጨማሪ (የኃይል ጥበቃ ሕግ፣ የፍጥነት ጥበቃ ሕግ እና የማዕዘን ሞመንተም ሕግ) በማክሮ ዓለም ፊዚክስ ውስጥ አዳዲስ ሰዎች ተገኝተዋል-የመጠበቅ ሕግ ባሪዮን፣ የሌፕቶን ክፍያዎች፣ እንግዳነት፣ ወዘተ.
እያንዳንዱ የጥበቃ ህግ በአከባቢው አለም ውስጥ ካሉ አንዳንድ የሲሜትሪ ዓይነቶች ጋር የተያያዘ ነው። በፊዚክስ፣ ሲምሜትሪ እንደ ተለዋዋጭነት ይገነዘባል፣ የስርአት ለውጥ ከለውጦቹ አንጻር፣ ማለትም ከበርካታ የአካል ሁኔታዎች ለውጦች አንጻር። የጀርመን የሂሳብ ሊቅኤማ ኖተር በቦታ እና በጊዜ ባህሪያት እና በጥንታዊ ፊዚክስ ጥበቃ ህጎች መካከል ያለውን ግንኙነት አቋቁሟል። የኖተርስ ቲዎረም ተብሎ የሚጠራው የሒሳብ ፊዚክስ መሠረታዊ ንድፈ ሐሳብ፣ ከጠፈር ተመሳሳይነት የፍጥነት ጥበቃ ሕግ ይከተላል፣ ከጊዜ ተመሳሳይነት የኃይል ጥበቃ ሕግ ይከተላል፣ ከጠፈር isotropy ደግሞ የጥበቃ ሕግ ይከተላል ይላል። የማዕዘን ፍጥነት ይከተላል. እነዚህ ሕጎች በተፈጥሮ ውስጥ መሠረታዊ ናቸው እና ለሁሉም የቁስ ሕልውና ደረጃዎች ትክክለኛ ናቸው.
የኢነርጂ ጥበቃ እና ለውጥ ህግ ጉልበት አይጠፋም እና እንደገና አይታይም, ነገር ግን ከአንዱ ቅርጽ ወደ ሌላ ብቻ ይሸጋገራል. የፍጥነት ጥበቃ ህግ በጊዜ ሂደት የተዘጋውን ስርዓት የማያቋርጥ ግፊት ያስቀምጣል. የማዕዘን ሞመንተም የመጠበቅ ህግ እንደሚያሳየው የማዕዘን ሞገድ የዝግ ዑደት ስርዓት በጊዜ ሂደት ቋሚ ሆኖ ይቆያል። የጥበቃ ህጎች የሲሜትሜትሪ ውጤቶች ናቸው፣ ማለትም ተለዋዋጭነት፣ ከለውጦች አንጻር የቁሳዊ ነገሮች አወቃቀሮች አለመቀየር ወይም በሕልውናቸው አካላዊ ሁኔታዎች ላይ የሚደረጉ ለውጦች።
የመስተጋብር ችሎታ የቁስ አካል በጣም አስፈላጊ እና ዋና ንብረት ነው። የተለያዩ የሜጋ-፣ ማክሮ- እና ማይክሮ-ዓለም የተለያዩ ቁሳዊ ነገሮች ወደ ስርዓቶች አንድነታቸውን የሚያረጋግጡ መስተጋብሮች ናቸው። በዘመናዊ ሳይንስ የሚታወቁ ኃይሎች በሙሉ ወደ አራት ዓይነት መስተጋብር ይወርዳሉ, እነሱም መሠረታዊ ተብለው ይጠራሉ-ስበት, ኤሌክትሮማግኔቲክ, ደካማ እና ጠንካራ.
የስበት መስተጋብርበመጀመሪያ በ 17 ኛው ክፍለ ዘመን የፊዚክስ ጥናት ዓላማ ሆነ. በአለም አቀፍ የስበት ህግ ላይ የተመሰረተው የ I. ኒውተን የስበት ፅንሰ-ሀሳብ ከክላሲካል ሜካኒክስ ክፍሎች አንዱ ሆኗል. ማንኛውም የቁሳቁስ ቅንጣት የስበት ተጽእኖ ምንጭ ነው እና በራሱ ላይ ይለማመዳል. የጅምላ መጠን ሲጨምር, የስበት ግንኙነቶች ይጨምራሉ, ማለትም. መስተጋብር የሚፈጥሩ ንጥረ ነገሮች ብዛት በጨመረ መጠን የስበት ሃይሎች እየጠነከሩ ይሄዳሉ። የስበት ሃይሎች የመሳብ ሃይሎች ናቸው። የስበት መስተጋብር በአሁኑ ጊዜ በጣም ደካማው ነው. የስበት ኃይል በጣም ሰፊ በሆነ ርቀት ላይ ይሰራል፤ ርቀቱ እየጨመረ ሲሄድ ጥንካሬው ይቀንሳል ነገር ግን ሙሉ በሙሉ አይጠፋም። የስበት መስተጋብር ተሸካሚው መላምታዊ ቅንጣት ግራቪተን እንደሆነ ይታመናል። በማይክሮ ዓለሙ ውስጥ የስበት ኃይል መስተጋብር ጉልህ ሚና አይጫወትም ፣ ግን በማክሮ እና በተለይም በሜጋ ሂደቶች ውስጥ ግንባር ቀደም ሚና ይጫወታል።
ኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብርበ 19 ኛው ክፍለ ዘመን የፊዚክስ ጥናት ርዕሰ ጉዳይ ሆነ. የመጀመሪያው የተዋሃደ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ጽንሰ-ሐሳብ የጄ. ማክስዌል ጽንሰ-ሐሳብ ነበር። የኤሌክትሮማግኔቲክ ግንኙነቶች በተሞሉ ቅንጣቶች መካከል ብቻ ይኖራሉ-የኤሌክትሪክ መስክ በሁለት ቋሚ ቻርጅ በተሞሉ ቅንጣቶች መካከል ነው ፣ መግነጢሳዊው መስክ በሁለት የሚንቀሳቀሱ ቻርጅ ቅንጣቶች መካከል ነው። ኤሌክትሮማግኔቲክ ኃይሎች ማራኪ ወይም አስጸያፊ ኃይሎች ሊሆኑ ይችላሉ. የተከሰሱ ሊሆኑ የሚችሉ ቅንጣቶች ወደ ኋላ ይመለሳሉ፣ በተቃራኒው የተሞሉ ቅንጣቶች ይስባሉ። የዚህ አይነት መስተጋብር ተሸካሚዎች ፎቶኖች ናቸው. ኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር በማይክሮ-, ማክሮ- እና ሜጋ-ዓለማት ውስጥ እራሱን ያሳያል.
በ 20 ኛው ክፍለ ዘመን አጋማሽ ላይ. ተፈጠረ የኳንተም ኤሌክትሮዳይናሚክስ- የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር ፅንሰ-ሀሳብ ፣ የተሞሉ ቅንጣቶች መስተጋብርን የሚገልፅ - ኤሌክትሮኖች እና ፖዚትሮኖች። እ.ኤ.አ. በ 1965 ደራሲዎቹ ኤስ ቶማናጋ ፣ አር ፌይንማን እና ጄ. ሽዊንገር የኖቤል ሽልማት ተሰጥቷቸዋል።
ደካማ መስተጋብርበ 20 ኛው ክፍለ ዘመን, በ 60 ዎቹ ውስጥ ብቻ ተገኝቷል. የደካማ መስተጋብር አጠቃላይ ንድፈ ሐሳብ ተገንብቷል. ደካማው ኃይል ከቅንጣዎች መበስበስ ጋር የተቆራኘ ነው, ስለዚህ ግኝቱ የተከተለው ራዲዮአክቲቭ ከተገኘ በኋላ ብቻ ነው. የፊዚክስ ሊቅ ደብልዩ ፓውሊ የአንድ ንጥረ ነገር በሬዲዮአክቲቭ መበስበስ ሂደት ውስጥ ከፍተኛ የሆነ ወደ ውስጥ የመግባት ሃይል ያለው ቅንጣት ከኤሌክትሮን ጋር እንደሚለቀቅ ጠቁመዋል። ይህ ቅንጣት በኋላ "neutrino" ተብሎ ተሰይሟል. በደካማ መስተጋብር የተነሳ የአቶሚክ አስኳል የሆነው ኒውትሮን በሦስት ዓይነት ቅንጣቶች መበስበስ ችሏል፡- አዎንታዊ ቻርጅ የተደረገባቸው ፕሮቶኖች፣ አሉታዊ ኃይል ያላቸው ኤሌክትሮኖች እና ገለልተኛ ኒውትሪኖዎች። ደካማው መስተጋብር ከኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር በጣም ያነሰ ነው, ነገር ግን ከስበት ኃይል ይበልጣል, እና ከነሱ በተለየ, በትንሽ ርቀት ላይ ይሰራጫል - ከ 10-22 ሳ.ሜ ያልበለጠ. ጊዜ. የደካማ መስተጋብር ተሸካሚዎች ቦሶኖች ናቸው.
በ 70 ዎቹ ውስጥ XX ክፍለ ዘመን የኤሌክትሮማግኔቲክ አጠቃላይ ጽንሰ-ሀሳብ እና ደካማ መስተጋብር ተፈጠረ ፣ ይባላል የኤሌክትሮ ደካማ መስተጋብር ጽንሰ-ሐሳብ.ፈጣሪዎቹ ኤስ ዌይንበርግ፣ ኤ. ሳፓም እና ኤስ ግላሾው በ1979 የኖቤል ሽልማት አግኝተዋል። የኤሌክትሮዳክ መስተጋብር ጽንሰ-ሐሳብ ሁለት ዓይነት መሠረታዊ መስተጋብሮችን እንደ አንድ ጥልቅ አንድ መገለጫዎች ይመለከታል። ስለዚህ ከ10-17 ሳ.ሜ በላይ ርቀት ላይ የዝግጅቱ ኤሌክትሮማግኔቲክ ገጽታ የበላይ ነው ፣ በአጭር ርቀት ሁለቱም ኤሌክትሮማግኔቲክ እና ደካማ ገጽታዎች እኩል አስፈላጊ ናቸው ። የታሰበው ጽንሰ-ሐሳብ መፍጠር በ 19 ኛው ክፍለ ዘመን ክላሲካል ፊዚክስ ውስጥ በፋራዳይ - ማክስዌል ቲዎሪ ፣ ኤሌክትሪክ ፣ ማግኔቲዝም እና ብርሃን ማዕቀፍ ውስጥ ፣ በ 20 ኛው ክፍለ ዘመን የመጨረሻ ሦስተኛው ውስጥ ማለት ነው ። በደካማ መስተጋብር ክስተት ተሟልቷል.
ጠንካራ መስተጋብርበተጨማሪም በ 20 ኛው ክፍለ ዘመን ብቻ ተገኝቷል. በኤሌክትሮማግኔቲክ አስጸያፊ ኃይሎች ተጽዕኖ ስር እንዳይበታተኑ በአቶም አስኳል ውስጥ ፕሮቶኖችን ይይዛል። ጠንካራ መስተጋብር የሚከሰተው ከ10-13 ሴ.ሜ በማይበልጥ ርቀት ላይ ሲሆን ለኒውክሊየስ መረጋጋት ተጠያቂ ነው. በሠንጠረዡ መጨረሻ ላይ የሚገኙት የንጥረ ነገሮች ፍሬዎች D.I. ሜንዴሌቭ ያልተረጋጉ ናቸው, ምክንያቱም ራዲየስ ትልቅ ስለሆነ እና, በዚህ መሰረት, ጠንካራ መስተጋብር ጥንካሬውን ያጣል. እንደነዚህ ያሉት አስኳሎች ለመበስበስ የተጋለጡ ናቸው, ይህም ራዲዮአክቲቭ ተብሎ ይጠራል. ጠንካራ መስተጋብር ለአቶሚክ ኒውክሊየስ መፈጠር ተጠያቂ ነው፡ በውስጡም ከባድ ቅንጣቶች ብቻ ይሳተፋሉ፡ ፕሮቶን እና ኒውትሮን። የኑክሌር መስተጋብር በንጥረ ነገሮች ክፍያ ላይ የተመካ አይደለም፤ የዚህ አይነት መስተጋብር ተሸካሚዎች ግሉኖች ናቸው። ግሉኖች ወደ ግሉዮን መስክ (ከኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ጋር ተመሳሳይ) ይጣመራሉ, በዚህ ምክንያት ጠንካራ መስተጋብር ይከሰታል. በኃይሉ ውስጥ, ጠንካራ መስተጋብር ከሌሎች ከሚታወቁት ይበልጣል እና ከፍተኛ የኃይል ምንጭ ነው. የጠንካራ መስተጋብር ምሳሌ በፀሐይ እና በሌሎች ከዋክብት ውስጥ ያሉ የሙቀት አማቂ ምላሾች ነው። የጠንካራ መስተጋብር መርህ የሃይድሮጂን የጦር መሳሪያዎችን ለመፍጠር ጥቅም ላይ ውሏል.
የጠንካራ መስተጋብር ጽንሰ-ሐሳብ ይባላል ኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ.በዚህ ፅንሰ-ሀሳብ መሰረት, ጠንካራ መስተጋብር የ gluons ልውውጥ ውጤት ነው, ይህም በ hadrons ውስጥ የኳርክን ግንኙነትን ያመጣል. ኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ ማደጉን ቀጥሏል፤ የጠንካራ መስተጋብር ሙሉ ጽንሰ-ሐሳብ እስካሁን ተደርጎ ሊወሰድ አይችልም፣ ነገር ግን ጠንካራ የሙከራ መሠረት አለው።
በዘመናዊው ፊዚክስ ውስጥ፣ አራቱንም አይነት መሰረታዊ መስተጋብሮችን የሚያብራራ የተዋሃደ ንድፈ ሃሳብ ፍለጋ ይቀጥላል። የእንደዚህ አይነት ንድፈ ሃሳብ መፈጠርም የተዋሃደ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶችን መገንባት ማለት ነው. ይህ ፕሮጀክት "ታላቅ ውህደት" ተብሎ ይጠራ ነበር. እንዲህ ዓይነቱ ጽንሰ-ሐሳብ ይቻላል ተብሎ የሚታመንበት መሠረት በአጭር ርቀት (ከ10-29 ሴ.ሜ ያነሰ) እና በከፍተኛ ኃይል (ከ 10 14 ጂቪ) ኤሌክትሮማግኔቲክ, ጠንካራ እና ደካማ ግንኙነቶች በተመሳሳይ መንገድ ይገለፃሉ. , ይህም ማለት ተፈጥሮአቸው የተለመደ ነው. ሆኖም፣ ይህ መደምደሚያ በንድፈ ሃሳባዊ ብቻ ነው፣ እስካሁን በሙከራ ማረጋገጥ አልተቻለም።
የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶችን የመስተጋብር ዘዴዎችን፣ አፈጣጠራቸውን እና መበስበስን ለመረዳት የጥበቃ ህጎች ትልቅ ሚና ተጫውተዋል። በማክሮ ዓለም ውስጥ ከሚሠሩት የጥበቃ ሕጎች በተጨማሪ (የኃይል ጥበቃ ሕግ፣ የፍጥነት ጥበቃ ሕግ እና የማዕዘን ሞመንተም ሕግ) በማክሮ ዓለም ፊዚክስ ውስጥ አዳዲስ ሰዎች ተገኝተዋል-የመጠበቅ ሕግ ባሪዮን፣ የሌፕቶን ክፍያዎች፣ ወዘተ.
በ 20 ኛው ክፍለ ዘመን ሁለተኛ አጋማሽ ላይ, የተጫኑ ቅንጣት አፋጣኝ መፈጠር, በፊዚክስ ውስጥ በእውነት አስደናቂ ውጤቶች ተገኝተዋል. ብዙ አዳዲስ የሱባቶሚክ ቅንጣቶች ተገኝተዋል። አዲስ ቅንጣቶች በአብዛኛው የሚታወቁት ቀደም ሲል የታወቁትን ቅንጣቶች የመበታተን ምላሽ በመመልከት ነው። ይህንን ለማድረግ, ማፍጠኛዎች በተቻለ መጠን ብዙ ጉልበት ያላቸውን ቅንጣቶች ይጋጫሉ, ከዚያም የግንኙነታቸውን ምርቶች ያጠናሉ.
የሱባቶሚክ ቅንጣቶች ዓለም በእውነት የተለያዩ ናቸው። አተሞች እና ሞለኪውሎች የተገነቡበት (ፕሮቶን ፣ ኒውትሮን ፣ ኤሌክትሮኖች) ፣ ሌሎች ብዙ ተጨምረዋል-ሙኦኖች ፣ ሜሶኖች ፣ ሃይፖሮኖች ፣ ፀረ-ንጥረ-ምግቦች ፣ የተለያዩ ገለልተኛ ቅንጣቶች ፣ ወዘተ. በዙሪያችን ያለው ጉዳይ በጭራሽ አይከሰትም - አስተጋባ። የህይወት ጊዜያቸው የሰከንድ ትንሹ ክፍልፋዮች ነው። ከዚህ እጅግ በጣም አጭር ጊዜ በኋላ ወደ ተራ ቅንጣቶች ይከፋፈላሉ.
በ1950-1970ዎቹ። የፊዚክስ ሊቃውንት አዲስ በተገኙት የሱባቶሚክ ቅንጣቶች ብዛት፣ ልዩነት እና እንግዳነት ግራ ተጋብተው ነበር። በ 1940 ዎቹ መጨረሻ ላይ ከሆነ. 15 አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ቢታወቁም፣ በ1970ዎቹ መጨረሻ 400 ያህሉ ነበሩ። አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች በዘፈቀደ የቁስ ቁርጥራጭ ናቸው ወይስ ምናልባት አንዳንድ ቅደም ተከተሎች ከግንኙነታቸው በስተጀርባ ተደብቀዋል? በቀጣዮቹ አሥርተ ዓመታት ውስጥ የፊዚክስ እድገት እንደሚያሳየው የሱባቶሚክ ቅንጣቶች ዓለም በጥልቅ መዋቅራዊ ቅደም ተከተል ተለይቶ ይታወቃል. ይህ ቅደም ተከተል በመሠረታዊ አካላዊ ግንኙነቶች ላይ የተመሰረተ ነው.
10.1. መሰረታዊ አካላዊ ግንኙነቶች
10.1.1. የመሠረታዊ አካላዊ መስተጋብር ጽንሰ-ሐሳብ.
በእሱ ውስጥ የዕለት ተዕለት ኑሮአንድ ሰው በሰውነት ላይ የሚሠሩ ብዙ ኃይሎችን ያጋጥመዋል-የንፋስ ወይም የውሃ ፍሰት ኃይል; የአየር ግፊት; ኃይለኛ የፈንጂ ፍንዳታ የኬሚካል ንጥረነገሮች; የሰው ጡንቻ ጥንካሬ; የነገሮች ክብደት; የብርሃን ኳንታ ግፊት; የኤሌክትሪክ ክፍያዎችን መሳብ እና መቃወም; የመሬት መንቀጥቀጥ ማዕበሎች ፣ አንዳንድ ጊዜ አስከፊ ጥፋት ያስከትላል; ለሥልጣኔ ሞት ምክንያት የሆኑ የእሳተ ገሞራ ፍንዳታዎች
ions, ወዘተ. አንዳንድ ኃይሎች ከሰውነት ጋር በሚገናኙበት ጊዜ በቀጥታ ይሠራሉ, ሌሎች እንደ ስበት, በሩቅ, በጠፈር በኩል ይሠራሉ. ነገር ግን በተፈጥሮ ሳይንስ እድገት ምክንያት እንደ ተለወጠ, ምንም እንኳን እንደዚህ አይነት ልዩነት ቢኖረውም, ሁሉም በተፈጥሮ ውስጥ የሚሰሩ ኃይሎች ወደ አራት መሰረታዊ ግንኙነቶች ሊቀንስ ይችላል.
ጥንካሬን ለመጨመር እነዚህ መሰረታዊ መስተጋብሮች ይወከላሉ በሚከተለው መንገድየስበት መስተጋብር; ደካማ መስተጋብር; ኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር; ጠንካራ መስተጋብር. በተፈጥሮ ውስጥ ለሚፈጠሩ ለውጦች ሁሉ ተጠያቂ የሆኑት እነዚህ መስተጋብሮች ናቸው፤ የቁሳዊ አካላት እና ሂደቶች ለውጦች ሁሉ ምንጭ ናቸው። እያንዳንዳቸው አራቱ መሠረታዊ ግንኙነቶች ከሌሎቹ ሦስቱ ጋር ተመሳሳይነት አላቸው እና በተመሳሳይ ጊዜ ልዩነታቸው.
በመጀመሪያ ደረጃ, ለእነዚህ መሰረታዊ መስተጋብሮች የተለመደ ነገር መነገር አለበት. በሌላ አነጋገር ዘመናዊ ፊዚክስ የመስተጋብርን ምንነት እንዴት ይገነዘባል? ቀደም ሲል እንደተገለፀው በ 19 ኛው ክፍለ ዘመን አጋማሽ ላይ. የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ፅንሰ-ሀሳብ ሲፈጠር ፣ የግንኙነቶች ሽግግር ወዲያውኑ እንደማይከሰት ግልፅ ሆነ (የረጅም ጊዜ እርምጃ መርህ) ፣ ግን በተወሰነ መካከለኛ ፍጥነት - መስክ ያለማቋረጥ በቦታ ውስጥ ተሰራጭቷል። የአጭር ጊዜ እርምጃ መርህ). የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ስርጭት ፍጥነት ከብርሃን ፍጥነት ጋር እኩል ነው (8.1.4 ይመልከቱ)።
ሆኖም ፣ ቀድሞውኑ በ 20 ኛው ክፍለዘመን የመጀመሪያ ሩብ ፣ የኳንተም ሜካኒክስ መምጣት ፣ የአካላዊ መስክ ግንዛቤ በከፍተኛ ሁኔታ ጨምሯል። ከኳንተም-ሞገድ ምንታዌነት አንፃር፣ ማንኛውም መስክ ቀጣይነት ያለው አይደለም፣ ነገር ግን የተለየ መዋቅር አለው፣ የተወሰኑ ቅንጣቶች፣ የዚህ መስክ ኩንታ፣ ከእሱ ጋር መዛመድ አለባቸው። ለምሳሌ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ኳንታ ፎቶኖች ናቸው። የተሞሉ ቅንጣቶች እርስ በእርሳቸው ፎቶን ሲለዋወጡ, ይህ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ መልክን ያመጣል. ፎቶኖች የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር ተሸካሚዎች ናቸው።
በተመሳሳይ ሌሎች የመሠረታዊ ግንኙነቶች ዓይነቶች የራሳቸው መስኮች እና ይህንን የመስክ መስተጋብር የሚሸከሙ ተጓዳኝ ቅንጣቶች አሏቸው። የተወሰኑ ንብረቶችን ፣ የእነዚህን መስኮች እና ቅንጣቶች ቅጦች - የመሠረታዊ ግንኙነቶች ተሸካሚዎች - ዋና ተግባር ነው ። ዘመናዊ ፊዚክስ.
10.1.2. የስበት ኃይል.
የሳይንሳዊ ምርምር ርዕሰ ጉዳይ ለመሆን ከአራቱ መሰረታዊ መስተጋብሮች መካከል የስበት ኃይል የመጀመሪያው ነው። በ 17 ኛው ክፍለ ዘመን የተፈጠረ. የኒውተን የስበት ፅንሰ-ሀሳብ (የአለም አቀፍ የስበት ህግ) የስበት ኃይልን እንደ ተፈጥሮ ሃይል ያለውን ሚና ለመጀመሪያ ጊዜ ለመረዳት አስችሎታል (6.4.1 ይመልከቱ)። አንጻራዊ የስበት ንድፈ ሃሳብ አጠቃላይ አንፃራዊነት ነው፣ እሱም በደካማ የስበት መስኮች አካባቢ ወደ ኒውተን የስበት ፅንሰ-ሀሳብ ይቀየራል።
የስበት ኃይል ከሌሎች መሠረታዊ መስተጋብሮች በደንብ የሚለዩት በርካታ ገፅታዎች አሉት። በጣም የሚያስደንቀው የስበት ኃይል ዝቅተኛ ጥንካሬ ነው. የስበት መስተጋብር ከኤሌክትሪክ ክፍያዎች መስተጋብር ኃይል 1039 እጥፍ ያነሰ ነው. ስለዚህ, የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶችን መስተጋብር ሲገልጹ ብዙውን ጊዜ ግምት ውስጥ አይገቡም. በማይክሮ አለም ውስጥ የስበት ኃይል እዚህ ግባ የሚባል አይደለም።
1 የሃይድሮጂን አቶም ልኬቶች በኤሌክትሪክ ክፍያዎች መካከል ባለው መስተጋብር ሳይሆን በስበት ኃይል የሚወሰኑ ከሆነ፣ የዝቅተኛው (ወደ ኒውክሊየስ ቅርብ) የኤሌክትሮን ምህዋር ራዲየስ ከሚታየው የዩኒቨርስ ክፍል ራዲየስ ይበልጣል።
እንዴት እንዲህ ያለ ደካማ ኃይል በአጽናፈ ሰማይ ውስጥ የበላይ ኃይል ሊሆን ይችላል? ይህ ሁሉ ስለ ሁለተኛው አስደናቂ የስበት ባህሪ ነው - ሁለንተናዊነቱ። በዩኒቨርስ ውስጥ ምንም ነገር ከስበት ማምለጥ አይችልም። እያንዳንዱ ቅንጣት የስበት ኃይልን ይለማመዳል እና እራሱ የስበት ምንጭ ነው, ይህም የስበት መስህብ ይፈጥራል. በትላልቅ እና ትላልቅ የቁስ አካላት ክምችት መጠን የስበት ኃይል ይጨምራል። እና ምንም እንኳን የአንድ አቶም መስህብ እዚህ ግባ የሚባል ባይሆንም ከሁሉም አተሞች የሚፈጠረው የመሳብ ኃይል ግን ጉልህ ሊሆን ይችላል። ይህ ደግሞ በዕለት ተዕለት ሕይወት ውስጥ ራሱን ይገለጻል፡ ሁሉም የምድር አተሞች አንድ ላይ ስለሚስቡን የስበት ኃይል ይሰማናል።
በተጨማሪም የስበት ኃይል ረጅም ርቀት ያለው የተፈጥሮ ኃይል ነው. ይህ ማለት ምንም እንኳን የስበት መስተጋብር ከርቀት ቢቀንስም በህዋ ላይ ይሰራጫል እና ከምንጩ በጣም ርቀው የሚገኙ አካላትን ሊጎዳ ይችላል። በሥነ ፈለክ ሚዛን፣ የስበት መስተጋብር ትልቅ ሚና ይጫወታል። ለረጅም ርቀት እርምጃ ምስጋና ይግባውና የስበት ኃይል አጽናፈ ሰማይ እንዳይፈርስ ይከላከላል፡ ፕላኔቶችን በመዞሪያቸው፣ በጋላክሲዎች ውስጥ ያሉ ኮከቦችን፣ ጋላክሲዎችን በክላስተር፣ በሜታጋላክሲ ውስጥ ስብስቦችን ይይዛል።
በንጥሎች መካከል የሚሠራው የስበት ኃይል ሁል ጊዜ የሚስብ ኃይል ነው፡ ቅንጣቶችን ወደ አንድ ላይ የማቅረብ አዝማሚያ አለው። የስበት ኃይል ማባረር ከዚህ በፊት ታይቶ አያውቅም።
1 ምንም እንኳን በኳሲ-ሳይንሳዊ አፈ ታሪክ ወጎች ውስጥ ሌቪቴሽን የሚባል አጠቃላይ ቦታ አለ - የፀረ-ስበት ኃይል “እውነታዎች” ፍለጋ።
የስበት ኃይልን በተመለከተ ሀሳቦችን ማዘጋጀት በጣም አስቸጋሪ ነው. ቢሆንም፣ በአጠቃላይ ንድፈ ሃሳባዊ እና ፊዚካዊ ፅንሰ-ሀሳቦች መሰረት፣ የስበት መስተጋብር መታዘዝ አለበት። የኳንተም ህጎችልክ እንደ ኤሌክትሮማግኔቲክ. (አለበለዚያ ብዙ ተቃርኖዎች በዘመናዊ ፊዚክስ መሠረቶች ውስጥ ይነሳሉ, ከእርግጠኛነት መርህ ጋር የተያያዙትን ጨምሮ, ወዘተ.) በዚህ ሁኔታ, የስበት መስተጋብር ከስበት ኳንተም ጋር ካለው መስክ ጋር መዛመድ አለበት - ግራቪተን (ዜሮ እረፍት ያለው ገለልተኛ ቅንጣት) የጅምላ እና ሽክርክሪት 2). የኳንተም የስበት ኃይል የቦታ-ጊዜ ልዩ ባህሪዎች ፣ የአንደኛ ደረጃ ርዝመት ጽንሰ-ሀሳቦች ፣ የቦታ ኳንተም r ≈ 10-33 ሴ.ሜ እና የአንደኛ ደረጃ የጊዜ ክፍተት ፣ የጊዜ ኳንተም t ≈ 10-43 ሴ. ወጥነት ያለው የኳንተም የስበት ኃይል ንድፈ ሐሳብ ገና አልተፈጠረም።
እንደ አለመታደል ሆኖ የዘመናዊው የሙከራ ስበት ፊዚክስ እና አስትሮኖሚ ችሎታዎች እንድንገነዘብ አይፈቅዱልንም። የኳንተም ውጤቶችበከፍተኛ ድክመታቸው የተነሳ ስበት. የሆነ ሆኖ፣ የስበት ኃይል የኳንተም ባህሪያት የሚገለጡባቸው ክስተቶች አሉ። እነሱ እራሳቸውን በጣም ጠንካራ በሆኑ የስበት መስኮች ውስጥ ያሳያሉ ፣ እነሱም ቅንጣት የመፍጠር ኳንተም ሂደቶች በሚከሰቱበት (የነጠላነት ነጥብ ፣ የመጀመሪያ ጊዜያትየአጽናፈ ሰማይ አመጣጥ, የስበት ውድቀት, ጥቁር ቀዳዳዎች (11.4 እና 11.7 ይመልከቱ)).
10.1.3. ኤሌክትሮማግኔቲክስ.
የኤሌክትሪክ ሃይሎች ከስበት ሃይሎች በጣም ትልቅ ናቸው, ስለዚህ, እንደ ደካማ የስበት መስተጋብር በተቃራኒ, በተለመደው መጠን አካላት መካከል የሚሰሩ የኤሌክትሪክ ሃይሎች በቀላሉ ሊታዩ ይችላሉ. ኤሌክትሮማግኔቲዝም ከጥንት ጀምሮ በሰዎች ዘንድ ይታወቃል ( አውሮራስ፣ የመብረቅ ብልጭታ ፣ ወዘተ)። ነገር ግን ለረጅም ጊዜ የኤሌክትሪክ እና መግነጢሳዊ ክስተቶች እርስ በእርሳቸው በተናጥል ይጠኑ ነበር. እና በ 19 ኛው ክፍለ ዘመን አጋማሽ ላይ ብቻ. ጄ.ሲ. ማክስዌል የኤሌትሪክ እና ማግኔቲዝምን አስተምህሮዎች ወደ አንድ የተዋሃደ የኤሌክትሮማግኔቲክ ንድፈ ሃሳብ አዋህዷል
ሜዳ የለም። እና የኤሌክትሮን መኖር (የኤሌክትሪክ ክፍያ አሃድ) በ 1890 ዎቹ ውስጥ በጥብቅ ተመስርቷል. ነገር ግን ሁሉም የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች የኤሌክትሪክ ክፍያ ተሸካሚዎች አይደሉም. በኤሌክትሪክ ገለልተኛ, ለምሳሌ, ፎቶን እና ኒውትሪኖ. ኤሌክትሪክ ከስበት ኃይል የሚለየው በዚህ መንገድ ነው። ሁሉም የቁሳቁስ ቅንጣቶች የስበት መስክ ይፈጥራሉ, ከኤሌክትሪክ ጋር መግነጢሳዊ መስክየተሞሉ ቅንጣቶች ብቻ ታስረዋል።
እንደ ኤሌክትሪክ ክፍያዎች፣ እንደ ማግኔቲክ ዋልታዎች፣ እና ተቃራኒዎች ይስባሉ። ነገር ግን ከኤሌክትሪክ ክፍያዎች በተቃራኒ መግነጢሳዊ ምሰሶዎች በተናጥል አይከሰቱም, ነገር ግን በጥንድ ብቻ - የሰሜን ምሰሶ እና የደቡብ ምሰሶ. ከጥንት ጊዜያት ጀምሮ ፣ ማግኔትን በመከፋፈል ፣ አንድ ገለልተኛ መግነጢሳዊ ምሰሶ - ሞኖፖል ለማግኘት ሙከራዎች ይታወቃሉ። ሁሉም ግን በሽንፈት ተጠናቀቀ። ምናልባት በተፈጥሮ ውስጥ የተገለሉ መግነጢሳዊ ምሰሶዎች መኖራቸው አይካተትም? ለዚህ ጥያቄ እስካሁን ትክክለኛ መልስ የለም። አንዳንድ ዘመናዊ ንድፈ ሐሳቦች መግነጢሳዊ ሞኖፖል መኖሩን ይፈቅዳሉ (10.3.5 ይመልከቱ).
ቋሚ ወይም ወጥ በሆነ መልኩ የሚንቀሳቀሱ ቻርጅ ያላቸው ቅንጣቶች ኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ከእነዚህ ቅንጣቶች ሊነጣጠሉ አይችሉም። ግን መቼ የተፋጠነ እንቅስቃሴቅንጣቶች, የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ከነሱ "ይሰብራል" እና በገለልተኛ ቅርጽ ይሳተፋል ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች. በዚህ አጋጣሚ የሬዲዮ ሞገዶች (103-1012 Hz), የኢንፍራሬድ ጨረር(1012 - 3.7 1014 Hz), የሚታይ ብርሃን (3.7 1014 - 7.5 1014 Hz), አልትራቫዮሌት ጨረሮች (7.5 1014 - 3 1017 Hz), የኤክስሬይ ጨረር (3 1017 - 3 1020 Hz) እና ጋማ - ጨረራ (3) 1023 Hz) የተለያዩ ድግግሞሾች ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች ናቸው። ከዚህም በላይ በአጎራባች ክልሎች መካከል ስለታም ድንበሮች የሉም (የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ርዝመት እና ድግግሞሹ ከግንኙነቱ ጋር የተገናኘ ነው፡ λ = c/v፣ λ የሞገድ ርዝመት፣ v ድግግሞሽ፣ ሐ የብርሃን ፍጥነት ነው) .
ኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር (እንደ ስበት) ረጅም ርቀት ነው, ከምንጩ ብዙ ርቀት ላይ ይታያል. ልክ እንደ ስበት, ህግን ያከብራል የተገላቢጦሽ ካሬዎች. የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር በሁሉም የቁስ ደረጃዎች ውስጥ እራሱን ያሳያል - በሜጋ ዓለም ፣ በማክሮ ዓለም እና በማይክሮ ዓለም።
የምድር ኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ወደ ውጫዊው ጠፈር ይርቃል, ኃይለኛ የፀሐይ መስክ ሙሉውን የፀሐይ ስርዓት ይሞላል; ጋላክቲክ ኤሌክትሮማግኔቲክ መስኮችም አሉ. በተመሳሳይ ጊዜ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር የአተሞች እና ሞለኪውሎች አወቃቀር ይወስናል (አዎንታዊ ቻርጅ ኒውክሊየስ እና አሉታዊ ኃይል ያላቸው ኤሌክትሮኖች)። ለአብዛኞቹ አካላዊ እና ኬሚካላዊ ክስተቶች እና ሂደቶች (ከኑክሌር በስተቀር) ተጠያቂ ነው-የመለጠጥ ኃይሎች ፣ ግጭት ፣ የገጽታ ውጥረት ፣ ባህሪያቱን ይወስናል። የመደመር ሁኔታንጥረ ነገሮች ፣ ኬሚካዊ ለውጦች ፣ የኦፕቲካል ክስተቶች, ionization ክስተቶች, በአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ዓለም ውስጥ ያሉ ብዙ ምላሾች, ወዘተ.
10.1.4. ደካማ መስተጋብር.
ደካማ መስተጋብር መኖሩን ለመለየት ፊዚክስ ቀስ በቀስ ተንቀሳቅሷል. ደካማው መስተጋብር ለቅንጣት መበስበስ ተጠያቂ ነው. ስለዚህ, የእሱ መገለጥ የሬዲዮአክቲቭ ግኝት እና የቤታ መበስበስ ጥናት ወቅት አጋጥሞታል (8.1.5 ይመልከቱ).
ቤታ መበስበስ በጣም ከፍተኛ ሆኖ ተገኝቷል እንግዳ ባህሪ. በዚህ መበስበስ ውስጥ የኃይል ጥበቃ ህግ የተጣሰ ይመስላል, የኃይል ክፍል የሆነ ቦታ ጠፋ. የኃይል ቁጠባ ህግን "ለማዳን" ደብልዩ ፓውሊ በቅድመ-ይሁንታ መበስበስ ወቅት ሌላ ቅንጣት ከኤሌክትሮን ጋር አብሮ በመብረር የጎደለውን ሃይል ይዞ እንዲወጣ ሐሳብ አቅርቧል። ገለልተኛ እና ያልተለመደ ከፍተኛ የመግባት ችሎታ አለው, በዚህም ምክንያት ሊታይ አልቻለም. ኢ.ፌርሚ የማይታየውን ቅንጣት "neutrino" ብሎ ጠራው።
ነገር ግን ኒውትሪኖስን መተንበይ የችግሩ መጀመሪያ ብቻ ነው, አጻጻፉ. የኒውትሪኖስን ተፈጥሮ ማብራራት አስፈላጊ ነበር ፣ እዚህ ብዙ ምስጢር ቀርቷል ። እውነታው ግን ኤሌክትሮኖች እና ኒውትሪኖዎች ያልተረጋጉ ኒውክሊየሮች ይመነጫሉ, ነገር ግን በኒውክሊየስ ውስጥ እንደዚህ አይነት ቅንጣቶች እንደሌሉ ይታወቅ ነበር. እንዴት ተነሱ? በኒውክሊየስ ውስጥ የተካተቱት ኒውትሮኖች ወደ ራሳቸው መሳሪያ በመተው ከጥቂት ደቂቃዎች በኋላ ወደ ፕሮቶን፣ ኤሌክትሮን እና ኒውትሪኖ መበስበስ ጀመሩ። እንዲህ ዓይነቱን መበታተን የሚፈጥሩት የትኞቹ ኃይሎች ናቸው? ጥናቱ እንደሚያሳየው የታወቁ ኃይሎች እንዲህ ዓይነቱን መበታተን ሊያስከትሉ አይችሉም. ከአንዳንድ “ደካማ መስተጋብር” ጋር በሚዛመድ ባልታወቀ ኃይል የተፈጠረ ይመስላል።
ደካማው መስተጋብር ከስበት መስተጋብር በስተቀር ከሁሉም ግንኙነቶች በመጠን በጣም ትንሽ ነው። በሚገኝበት ቦታ, ውጤቶቹ በኤሌክትሮማግኔቲክ እና በጠንካራ መስተጋብሮች ይሸፈናሉ. በተጨማሪም, ደካማው መስተጋብር በጣም ትንሽ ርቀት ላይ ይዘልቃል. የደካሞች ራዲየስ
መስተጋብር በጣም ትንሽ ነው (10-16 ሴ.ሜ). ስለዚህ, ማክሮስኮፕ ብቻ ሳይሆን በአቶሚክ እቃዎች ላይ ተጽእኖ ሊያሳድር አይችልም እና በንዑስ ንኡስ ቅንጣቶች ብቻ የተገደበ ነው. በተጨማሪም, ከኤሌክትሮማግኔቲክ እና ጠንካራ መስተጋብር ጋር ሲነጻጸር, ደካማው መስተጋብር እጅግ በጣም ቀርፋፋ ነው.
ብዙ ያልተረጋጉ ንዑስ ኒውክሌር ቅንጣቶች ግኝቶች ሲጀምሩ፣ አብዛኞቹ በደካማ መስተጋብር ውስጥ እንደሚሳተፉ ታወቀ። ደካማው መስተጋብር በተፈጥሮ ውስጥ በጣም ጠቃሚ ሚና ይጫወታል. በፀሐይ እና በከዋክብት ውስጥ የቴርሞኑክሌር ምላሾች ዋና አካል ነው ፣ ይህም የ pulsars እና ፍንዳታዎችን ውህደት ያቀርባል ሱፐርኖቫስ, በከዋክብት ውስጥ የኬሚካል ንጥረ ነገሮች ውህደት, ወዘተ.
የደካማ መስተጋብር ጽንሰ-ሐሳብ የተፈጠረው በ 1960 ዎቹ መገባደጃ ላይ ነው። (10.3.3 ይመልከቱ)። የዚህ ንድፈ ሃሳብ መፈጠር ወደ ፊዚክስ አንድነት ትልቅ እርምጃ ነበር።
10.1.5. ጠንካራ መስተጋብር።
በተከታታይ መሰረታዊ መስተጋብሮች ውስጥ የመጨረሻው ከፍተኛ የኃይል ምንጭ የሆነው ጠንካራ መስተጋብር ነው. የተለቀቀው የኃይል በጣም የተለመደው ምሳሌ ጠንካራ መስተጋብር, - ፀሐይ. በፀሐይ እና በከዋክብት ጥልቀት ውስጥ, ቴርሞኑክሌር ምላሾች ያለማቋረጥ ይከሰታሉ, በጠንካራ መስተጋብር (በደካማ መስተጋብር ጉልህ ተሳትፎ). ነገር ግን ሰው ጠንካራ መስተጋብር መፍጠርን ተምሯል፡ ተፈጠረ ኤች-ቦምብ፣ ቁጥጥር የሚደረግባቸው የሙቀት አማቂ ምላሽ ቴክኖሎጂዎች ተቀርፀዋል እና ተሻሽለዋል።
ፊዚክስ የአቶሚክ ኒውክሊየስ አወቃቀርን በማጥናት ወቅት ጠንካራ መስተጋብር መኖሩን ወደ ሃሳቡ መጣ. አንዳንድ ሃይል በኒውክሊየስ ውስጥ አዎንታዊ ቻርጅ የተደረገባቸውን ፕሮቶኖች መያዝ አለበት፣ ይህም በኤሌክትሮስታቲክ መገለል ተጽእኖ ስር እንዳይበሩ ይከላከላል። ይህንን ለማቅረብ የስበት ኃይል በጣም ደካማ ነው; በግልጽ ለማየት እንደሚቻለው, አንዳንድ ዓይነት መስተጋብር አስፈላጊ ነው, እና ከኤሌክትሮማግኔቲክ የበለጠ ጠንካራ ነው. ከዚያ በኋላ ተገኝቷል እና "ጠንካራ መስተጋብር" ተብሎ ተጠርቷል.
ምንም እንኳን ጠንካራው መስተጋብር ከሌሎቹ መሰረታዊ መስተጋብሮች በትልቅነቱ የሚበልጥ ቢሆንም ከኒውክሊየስ ውጭ ግን አልተሰማም። ጠንከር ያለ መስተጋብር በርቀት በሚወስነው ርቀት ላይ እራሱን ያሳያል
ዋና መለኪያዎች, ማለትም. በግምት 10-13 ሴ.ሜ. ዋና ተግባርበተፈጥሮ ውስጥ ጠንካራ መስተጋብር - በአተሞች ኒውክሊየስ ውስጥ በኒውክሊዮኖች (ፕሮቶኖች እና የነርቭ ሴሎች) መካከል ጠንካራ ትስስር መፍጠር። በዚህ ሁኔታ የኒውክሊየስ ወይም የኒውክሊን ግጭት ከፍተኛ ኃይል ወደ ተለያዩ ይመራል የኑክሌር ምላሾችምላሽን ጨምሮ ቴርሞኑክሊየር ውህደትበምድር ላይ ዋነኛው የኃይል ምንጭ በሆነው በፀሐይ ላይ።
በተመሳሳይ ጊዜ, ሁሉም ቅንጣቶች ጠንካራ መስተጋብር እንደማይፈጥሩ ተገለጠ. ስለዚህ ፕሮቶን እና ኒውትሮን ያጋጥሙታል, ነገር ግን ኤሌክትሮኖች, ኒውትሪኖዎች እና ፎቶኖች ለሱ ተገዢ አይደሉም. ብዙውን ጊዜ በጠንካራ መስተጋብር ውስጥ ከባድ ቅንጣቶች ብቻ ይሳተፋሉ.
የጠንካራ መስተጋብር ተፈጥሮ የንድፈ ሃሳባዊ ማብራሪያ ለማዳበር አስቸጋሪ ሆኗል. አንድ ግኝት በ 1960 ዎቹ መጀመሪያ ላይ የኳርክ ሞዴል ሲቀርብ ብቻ ታየ. በዚህ ጽንሰ-ሀሳብ ውስጥ ኒውትሮን እና ፕሮቶን እንደ አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ሳይሆን ከኳርክክስ የተገነቡ የተዋሃዱ ስርዓቶች ተደርገው ይወሰዳሉ (10.3.2 ይመልከቱ)።
ስለዚህ በመሠረታዊ አካላዊ ግንኙነቶች በረዥም ርቀት እና በአጭር ርቀት ኃይሎች መካከል ያለው ልዩነት በግልጽ ይታያል. በአንድ በኩል, ያልተገደበ ራዲየስ (የስበት ኃይል, ኤሌክትሮማግኔቲዝም) እና በሌላኛው ትንሽ ራዲየስ (ጠንካራ እና ደካማ) መካከል ያለው ግንኙነት. የአካላዊ ሂደቶች ዓለም በእነዚህ ሁለት ዋልታዎች ድንበሮች ውስጥ ይከፈታል እና እጅግ በጣም ትንሽ እና እጅግ በጣም ትልቅ የሆነውን - ማይክሮዌል እና ሜጋአለም ፣ የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣትእና መላው አጽናፈ ሰማይ።
10.1.6. የፊዚክስ አንድነት ችግር.
እውቀት የእውነታውን አጠቃላይ መግለጫ ነው, ስለዚህም የሳይንስ ግብ በተፈጥሮ ውስጥ አንድነት መፈለግ ነው, የተለያዩ የእውቀት ቁርጥራጮችን ወደ አንድ ምስል በማያያዝ. እንደዚህ አይነት ለመፍጠር የተዋሃደ ስርዓት, ጥልቁን መክፈት ያስፈልግዎታል ማገናኛ አገናኝመካከል የተለያዩ ኢንዱስትሪዎችእውቀት. እንደነዚህ ያሉ ግንኙነቶችን ማግኘት የሳይንሳዊ ምርምር ዋና ተግባራት አንዱ ነው. እንደነዚህ ያሉ አዳዲስ ግንኙነቶችን መመስረት በሚቻልበት ጊዜ ሁሉ በዙሪያው ያለው ዓለም ግንዛቤ በከፍተኛ ሁኔታ እየጨመረ ይሄዳል, ቀደም ሲል ወደማይታወቁ ክስተቶች የሚጠቁሙ አዳዲስ የእውቀት መንገዶች ይፈጠራሉ.
በተለያዩ የተፈጥሮ አካባቢዎች መካከል ጥልቅ ግንኙነቶችን መፍጠር ሁለቱም የእውቀት ውህደት እና አዲስ ዘዴ፣ መምራት ሳይንሳዊ ምርምርባልተሸነፉ መንገዶች ላይ. ስለዚህ የኒውተን በምድራዊ ሁኔታዎች ውስጥ አካላትን በመሳብ እና በፕላኔቶች እንቅስቃሴ መካከል ያለውን ግንኙነት መለየት የዘመናዊው ስልጣኔ የቴክኖሎጂ መሠረት የተገነባበት የጥንታዊ ሜካኒክስ መወለድን ያሳያል ። በጋዝ ቴርሞዳይናሚክስ ባህሪያት እና በሞለኪውሎች ትርምስ እንቅስቃሴ መካከል ያለው ግንኙነት መመስረት የአቶሚክ-ሞለኪውላዊ የቁስ ንድፈ ሐሳብን በጠንካራ መሠረት ላይ ያደርገዋል። ባለፈው ክፍለ ዘመን አጋማሽ ላይ ማክስዌል ነጠላ ፈጠረ ኤሌክትሮማግኔቲክ ቲዎሪ, ሁለቱንም የኤሌክትሪክ እና መግነጢሳዊ ክስተቶችን ይሸፍናል. ከዚያም በ 1920 ዎቹ ውስጥ. አንስታይን ኤሌክትሮ ማግኔቲዝምን እና የስበት ኃይልን ወደ አንድ ቲዎሪ ለማጣመር ሞክሯል።
ግን በ 20 ኛው ክፍለ ዘመን አጋማሽ ላይ. የፊዚክስ ሁኔታ በከፍተኛ ሁኔታ ተለወጠ-ሁለት አዳዲስ መሠረታዊ ግንኙነቶች ተገኝተዋል - ጠንካራ እና ደካማ። በሚፈጥሩበት ጊዜ የተዋሃደ ፊዚክስከአራት መሠረታዊ መስተጋብሮች ጋር እንጂ ከሁለት ጋር መቁጠር የለብንም። ይህም የፊዚክስ አንድነት ችግር ፈጣን መፍትሔ ለማግኘት ተስፋ ያደረጉ ሰዎችን ውበቱ በተወሰነ ደረጃ ቀዝቅዟል። ይሁን እንጂ እቅዱ ራሱ በቁም ነገር አልተጠራጠረም.
በዘመናዊ ቲዎሬቲካል ፊዚክስ ውስጥ ዋናው እይታ አራቱም (ወይም ቢያንስ ሶስት) መስተጋብሮች አንድ አይነት ተፈጥሮ ያላቸው ክስተቶች በመሆናቸው የተዋሃደ ተፈጥሮአቸው ሊገኙ እንደሚችሉ ነው. የንድፈ ሐሳብ መግለጫ. የአካላዊ አካላት አለም አንድ ወጥ ንድፈ ሃሳብ የመፍጠር ተስፋ (በአንድ መሰረታዊ መስተጋብር ላይ የተመሰረተ) የዘመናዊ ፊዚክስ ከፍተኛው ሀሳብ ነው። ይህ ዋና ህልምየፊዚክስ ሊቃውንት. ግን ለረጅም ጊዜ ህልም ብቻ ነው የቀረው ፣ እና በጣም ግልፅ ያልሆነ።
ይሁን እንጂ በ 20 ኛው ክፍለ ዘመን ሁለተኛ አጋማሽ. ለህልም አፈፃፀም ቅድመ ሁኔታዎች እና ይህ በምንም መልኩ የሩቅ የወደፊት ጉዳይ አይደለም የሚል እምነት ነበረው። በቅርቡ እውን ሊሆን የሚችል ይመስላል። ወደ አንድ የተዋሃደ ቲዎሪ ወሳኙ እርምጃ በ1960ዎቹ እና 1970ዎቹ ውስጥ ተወሰደ። በመጀመሪያ የኳርክክስ ፅንሰ-ሀሳብ ከመፈጠሩ እና ከዚያም የኤሌክትሮዳክ ግንኙነት ፅንሰ-ሀሳብ። ከመቼውም ጊዜ በበለጠ ኃይለኛ እና ጥልቅ ውህደት ላይ መሆናችንን የምናምንበት ምክንያት አለ። የጠንካራ፣ ደካማ እና የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር የተዋሃደ ንድፈ-ሐሳብ-ግራንድ ውህደት-መታየት መጀመሩን የፊዚክስ ሊቃውንት እምነት እያደገ ነው። እና ልክ ጥግ ላይ የሁሉም መሰረታዊ መስተጋብሮች አንድ ወጥ ንድፈ ሃሳብ አለ - ሱፐርግራቪቲ።
10.2. የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ምደባ
10.2.1. የሱባቶሚክ ቅንጣቶች ባህሪያት.
በ 20 ኛው ክፍለ ዘመን, በተለይም በሁለተኛው አጋማሽ ላይ, የቁስ መዋቅራዊ አደረጃጀት አዲስ ጥልቅ ሽፋን ተገኝቷል - የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ዓለም. ይህ ስም ግን ትክክለኛ አይደለም። በአንደኛ ደረጃ ቅንጣት ስር ትክክለኛ ዋጋመዋቅራዊ አደረጃጀቱን ያቀፈውን የማይበሰብሱ “የግንባታ ብሎኮች”ን የበለጠ ተረዱ። እንደ እውነቱ ከሆነ፣ የተገኙት አብዛኞቹ ቅንጣቶች ይበልጥ የበለጡ የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶችን ያካተቱ ሥርዓታዊ ቅርጾች ሆነው ተገኝተዋል። ስለዚህ ፣ “የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ዓለም የቁስ አደረጃጀት ልዩ ደረጃ ነው - ንዑስ-ኑክሌር ቁስ ፣ የቁስ አካላት ኒውክሊየስ እና አተሞች ፣ አካላዊ መስኮች የተዋቀሩ ናቸው” ማለት የበለጠ ትክክል ነው። ነገር ግን "አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች" የሚለው ቃል የተመሰረተ እና በሰፊው ጥቅም ላይ የዋለ በመሆኑ "ንዑሳን ቁስ አካል" በሚለው ትርጉም ውስጥ እንጠቀማለን.
የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ጥናት እንደሚያሳየው ከሌሎች የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች ጋር በሚገናኙበት ጊዜ የተወለዱ እና የተበላሹ ናቸው. በተጨማሪም, በድንገት ሊበታተኑ ይችላሉ. እነዚህ ሁሉ የንዑሳን ለውጦች (መበስበስ፣ መወለድ፣ መጥፋት) የሚከናወኑት በተከታታይ የመምጠጥ እና የንጥረትን ልቀቶች አማካኝነት ነው።
የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ባህሪያት የተለያዩ ናቸው. ስለዚህ, እያንዳንዱ ቅንጣቢ የራሱ የሆነ ፀረ-ንጥረ-ነገር አለው, ከእሱ የሚለየው በክፍያው ምልክት ብቻ ነው. የሁሉም ክፍያዎች ዜሮ እሴት ላላቸው ቅንጣቶች፣ አንቲፓርተሉ ከቅንጣቱ (ለምሳሌ ፎቶን) ጋር ይጣጣማል። እያንዳንዱ የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣት በተወሰኑ አካላዊ መጠኖች የራሱ እሴቶች ስብስብ ተለይቶ ይታወቃል። እነዚህ መጠኖች የሚያካትቱት፡ የጅምላ፣ የኤሌትሪክ ክፍያ፣ ስፒን፣ የንጥል ህይወት ጊዜ፣ መግነጢሳዊ አፍታ፣ የቦታ እኩልነት ፣ የሊፕቶን ክፍያ ፣ የባሪዮን ክፍያ ፣ ወዘተ.
የሁሉም ቅንጣቶች አጠቃላይ ባህሪያት-ጅምላ, የህይወት ዘመን, ሽክርክሪት. ስለ ቅንጣቢው ብዛት ሲያወሩ የእረፍት መጠኑ በእንቅስቃሴው ሁኔታ ላይ የተመሰረተ ስላልሆነ የእረፍቱ ብዛት ማለታቸው ነው። ዜሮ እረፍት ያለው ቅንጣት በብርሃን ፍጥነት (ፎቶ) ይንቀሳቀሳል። ሁለት ቅንጣቶች አንድ አይነት ክብደት የላቸውም። ኤሌክትሮን ዜሮ ያልሆነ የእረፍት ክብደት ያለው በጣም ቀላል ቅንጣት ነው። ፕሮቶን እና ኒውትሮን ከኤሌክትሮን በ 2000 እጥፍ ገደማ ይከብዳሉ። እና በጣም ከባድ የሆነው ኤሌሜንታሪ ቅንጣቢ በአክሰለርተሮች (Z-boson) ውስጥ የሚመረተው የኤሌክትሮን ክብደት 200,000 እጥፍ ይበልጣል።
የአንድ ቅንጣት አስፈላጊ ባህሪ እሽክርክሪት ነው - ቅንጣቱ የራሱ የማዕዘን ፍጥነት። ስለዚህ ፕሮቶን፣ ኒውትሮን እና ኤሌክትሮን ስፒን 1/2 ሲሆን የፎቶን ስፒን ደግሞ 1. የ 0.3/2.2 ሽክርክሪት ያላቸው ቅንጣቶች ይታወቃሉ። ስፒን 0 ያለው ቅንጣት በማንኛውም የማዞሪያ ማዕዘን ላይ አንድ አይነት ይመስላል። ስፒን 1 ያለው ቅንጣት ከ 360 ° ሙሉ ሽክርክሪት በኋላ ተመሳሳይ ቅጽ ይወስዳል። ስፒን 1/2 ያለው ቅንጣት ከ 720° ሽክርክር በኋላ፣ ወዘተ. ስፒን 2 (ግምታዊ ግራቪቶን) ያለው ቅንጣት ከግማሽ መዞር (180°) በኋላ ወደ ቀድሞው ቦታው ይመለሳል። በአከርካሪው ላይ በመመስረት ሁሉም ቅንጣቶች በሁለት ቡድን ይከፈላሉ-bosons - ኢንቲጀር ስፒሎች 0, 1 እና 2 ያላቸው ቅንጣቶች; ፌርሚኖች የግማሽ ኢንቲጀር ሽክርክሪት ያላቸው (1/2፣ 3/2) ቅንጣቶች ናቸው። ከ 2 በላይ ሽክርክሪት ያላቸው ቅንጣቶች በጭራሽ ላይኖሩ ይችላሉ.
ቅንጣቶች በህይወታቸውም ተለይተው ይታወቃሉ። በዚህ መስፈርት መሰረት, ቅንጣቶች ወደ ተረጋጋ እና ያልተረጋጋ ይከፋፈላሉ. የተረጋጋ ቅንጣቶች ኤሌክትሮን, ፕሮቶን, ፎቶን እና ኒውትሪኖ ናቸው. (የፕሮቶን መረጋጋት ጥያቄ ገና ሙሉ በሙሉ መፍትሄ አላገኘም. በ t = 1031 ዓመታት ውስጥ ሊበሰብስ ይችላል.) ኒውትሮን በአቶም አስኳል ውስጥ በሚሆንበት ጊዜ የተረጋጋ ነው, ነገር ግን ነፃ ኒውትሮን ወደ ውስጥ ይበሰብሳል. 15 ደቂቃዎች. ሁሉም ሌሎች የታወቁ ቅንጣቶች ያልተረጋጉ ናቸው; የህይወት ዘመናቸው ከጥቂት ማይክሮ ሰከንድ እስከ 10-24 ሰከንድ ይደርሳል። በጣም ያልተረጋጉ ቅንጣቶች ሬዞናንስ ናቸው. የሕይወታቸው ጊዜ 10-22-10-24 ሴ.
በአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ፊዚክስ ውስጥ ትልቅ ሚና የሚጫወተው የስርዓቱ የመጀመሪያ እና የመጨረሻ ሁኔታዎችን በሚያሳዩ የተወሰኑ የመጠን ጥምረት መካከል እኩልነትን በሚያሰፍኑ የጥበቃ ህጎች ነው። በኳንተም ፊዚክስ ውስጥ የጥበቃ ህጎች የጦር መሳሪያ ከክላሲካል ፊዚክስ ይበልጣል። በተለያዩ የፓርቲዎች ጥበቃ ሕጎች (ቦታ፣ ክፍያ)፣ ክፍያዎች (ሌፕቶኒክ፣ ባሪዮን፣ ወዘተ)፣ የአንድ ወይም ሌላ ዓይነት መስተጋብር በሚታይ ውስጣዊ ሲሜትሮች ተሞልቷል። ከዚህም በላይ ግንኙነቱ ይበልጥ በጠነከረ መጠን፣ የበለጠ የጥበቃ ሕጎች፣ ማለትም፣ ማለትም፣ ከዚህም በላይ, የተመጣጠነ ነው. በኳንተም ፊዚክስ፣ የጥበቃ ህጎች ሁል ጊዜ የተከለከሉ ህጎች ናቸው። ነገር ግን አንዳንድ ሂደቶች በጥበቃ ህጎች ከተፈቀደ ፣ በእውነቱ በእውነቱ ይከሰታል።
በኳንተም ፊዚክስ ውስጥ ስለ ጥበቃ ህጎች የሃሳቦች እድገት ቁንጮው ድንገተኛ የሲሜትሪ መስበር ጽንሰ-ሀሳብ ነው ፣ ማለትም። ለተወሰኑ የችግሮች ዓይነቶች የተረጋጋ asymmetric መፍትሄዎች መኖር. በ 1960 ዎቹ ውስጥ የተጣመረውን መጣስ ተብሎ የሚጠራው
ግልጽነት. በሌላ አገላለጽ ፣ በማይክሮ ኮስም ውስጥ ቅንጣቶች እና ፀረ-ፓርቲኮች ፣ “በቀኝ” እና “በግራ” መካከል ፣ ያለፈው እና የወደፊቱ (የጊዜ ቀስት ፣ ወይም የማይቀለበስ ፣ የማይክሮፕሮሰሶች) ፍጹም ልዩነቶች እንዳሉ ታውቋል ፣ እና ማክሮ ፕሮሰሴዎች ብቻ አይደሉም። ).
የግለሰቦችን ንዑስ ቅንጣቶች ባህሪያት ማግለል እና ዕውቀት አስፈላጊ ነው ፣ ግን የእነሱን ዓለም የመረዳት የመጀመሪያ ደረጃ ብቻ ነው። በሚቀጥለው ደረጃ, የእያንዳንዱ ግለሰብ ቅንጣት ሚና ምን እንደሆነ, ተግባሮቹ በቁስ መዋቅር ውስጥ ምን እንደሆኑ አሁንም መረዳት አለብን.
የፊዚክስ ሊቃውንት በመጀመሪያ ደረጃ የአንድ ቅንጣት ባህሪያት የሚወሰነው በጠንካራ መስተጋብር ውስጥ ለመሳተፍ ባለው ችሎታ (ወይም አለመቻል) ነው. በጠንካራ መስተጋብር ውስጥ የሚሳተፉ ቅንጣቶች ልዩ ክፍል ይፈጥራሉ እና hadrons ይባላሉ. በደካማ መስተጋብር ውስጥ በብዛት የሚሳተፉ እና በጠንካራ መስተጋብር ውስጥ የማይሳተፉ ቅንጣቶች ሌፕቶንስ ይባላሉ። በተጨማሪም, መስተጋብሮች ተሸካሚ የሆኑ ቅንጣቶች አሉ.
የእነዚህን ዋና ዋና ዓይነቶች ቅንጣቶች ባህሪያት እንመልከት.
10.2.2. ሌፕቶኖች።
ሌፕቶኖች እጅግ በጣም ከፍተኛ በሆኑ ሃይሎች ውስጥ እንኳን ምንም አይነት ውስጣዊ መዋቅር አያሳዩም እንደ ነጥብ ነገሮች ይሠራሉ። እነሱ አንደኛ ደረጃ (በተገቢው የቃሉ ትርጉም) እቃዎች ይመስላሉ, ማለትም. ከሌሎች ቅንጣቶች የተውጣጡ አይደሉም. ምንም እንኳን ሌፕቶኖች የኤሌክትሪክ ክፍያ ላይኖራቸውም ላይኖራቸውም ይችላሉ፣ ሁሉም የ1/2 ሽክርክሪት አላቸው።
ከሊፕቶኖች መካከል በጣም ታዋቂው ኤሌክትሮን ነው. ኤሌክትሮን የተገኘ የመጀመሪያው ኤሌሜንታሪ ቅንጣት ነው። ኤሌክትሮን በተፈጥሮ ውስጥ ትንሹን የጅምላ እና አነስተኛ የኤሌክትሪክ ክፍያ (ኳርክስ ሳይቆጠር) ተሸካሚ ነው።
ሌላው በጣም የታወቀ ሌፕቶን ኒውትሪኖ ነው. ኒውትሪኖስ ከፎቶኖች ጋር በመሆን በአጽናፈ ሰማይ ውስጥ በጣም የተለመዱ ቅንጣቶች ናቸው. ዩኒቨርስ ወሰን የለሽ የፎቶን-ኒውትሪኖ ውቅያኖስ ነው ተብሎ ሊታሰብ ይችላል፣ በውስጡም የአተሞች ደሴቶች አልፎ አልፎ ይገኛሉ። ነገር ግን የኒውትሪኖዎች ስርጭት ቢኖርም, ለማጥናት በጣም አስቸጋሪ ናቸው. ቀደም ብለን እንደገለጽነው፣ ኒውትሪኖዎች በቀላሉ የማይታወቁ እና ከፍተኛ የሆነ የስርቆት ሃይል አላቸው፣ በተለይም በአነስተኛ ሃይሎች። በጠንካራም ሆነ በኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር ውስጥ ሳይሳተፉ፣ እዚያ እንደሌለ አድርገው ወደ ቁስ አካል ዘልቀው ይገባሉ። ኒውትሪኖስ አንዳንድ ዓይነት “መናፍስት” ናቸው አካላዊ ዓለም. በአንድ በኩል, ይህ ማወቃቸውን ያወሳስበዋል, በሌላ በኩል ደግሞ የከዋክብትን, የጋላክቲክ ኒውክሊየስ, የኳሳር ወዘተ ውስጣዊ መዋቅርን ለማጥናት እድል ይፈጥራል.
በኒውትሪኖዎች ጥናት ታሪክ ውስጥ ካሉት አስደሳች ገጾች መካከል አንዱ ከጅምላዎቻቸው ጥያቄ ጋር ይዛመዳል-ኒውትሪኖ የእረፍት ጊዜ አለው ወይም አይኖረውም። ጽንሰ-ሐሳቡ ይፈቅዳል, እንደ ፎቶን ሳይሆን, ኒውትሪኖ ትንሽ የእረፍት ክብደት ሊኖረው ይችላል. ኒውትሪኖ በእውነቱ የእረፍት ብዛት ካለው (ከ 0.1 ኢቪ እስከ 10 ኢቪ ይገመታል) ፣ ከዚያ ይህ በታላቁ ውህደት ፣ ኮስሞሎጂ እና አስትሮፊዚክስ ፅንሰ-ሀሳብ ውስጥ መሠረታዊ ውጤቶችን ያስከትላል። ለ 60 ዓመታት ያህል ሲካሄድ የቆየው የማይታወቅ ቅንጣት ብዛት የፊዚክስ ሊቃውንት “ማሳደድ” የሚያበቃ ይመስላል። በሚቀጥሉት አመታት ጉዳዩ በመጨረሻ በአዲስ የሙከራ ተቋማት (ጃፓን, ጣሊያን) እንደሚፈታ ለማመን የሚያበቃ ምክንያት አለ.
ሙንኖች በተፈጥሮ ውስጥ በጣም የተስፋፉ ናቸው ፣ ይህም ከፍተኛውን የጠፈር ጨረር ክፍል ነው። ሙዮን በ 1936 ከተገኘው የመጀመሪያው ያልተረጋጋ የሱባቶሚክ ቅንጣቶች አንዱ ነው. በሁሉም ረገድ, muon ከኤሌክትሮን ጋር ይመሳሰላል: ተመሳሳይ ክፍያ እና ሽክርክሪት አለው, በተመሳሳይ መስተጋብር ውስጥ ይሳተፋል, ነገር ግን ትልቅ ክብደት ያለው እና ያልተረጋጋ ነው. በሰከንድ ሁለት ሚሊዮንኛ ገደማ ውስጥ ሙኦን ወደ ኤሌክትሮን እና ሁለት ኒውትሪኖዎች ይበሰብሳል። ወደ ቁስ አካል ውስጥ ዘልቀው ሲገቡ muons ከአቶሞች ኒዩክሊየሎች እና ኤሌክትሮኖች ጋር ይገናኛሉ እና ያልተለመዱ ውህዶች ይፈጥራሉ። አንድ ፖዘቲቭ muon ኤሌክትሮን ከራሱ ጋር በማያያዝ ከሃይድሮጂን አቶም ጋር ተመሳሳይ የሆነ ስርዓት ይመሰርታል - muonium ፣ የኬሚካል ባህሪያቱ በብዙ መንገዶች ከሃይድሮጂን ባህሪዎች ጋር ተመሳሳይ ነው። እና አሉታዊ muon በኤሌክትሮን ሼል ላይ ያለውን ኤሌክትሮኖች መካከል አንዱን በመተካት mesoatom ተብሎ የሚጠራውን ይፈጥራል. በሜሶአቶም ውስጥ፣ muons ከኤሌክትሮኖች ይልቅ በመቶዎች ለሚቆጠሩ ጊዜያት ወደ ኒውክሊየስ ቅርብ ይገኛሉ። ይህ ሜሶአቶም የኒውክሊየስን ቅርፅ እና መጠን ለማጥናት ያስችላል.
በ 1970 ዎቹ መጨረሻ. ሦስተኛው የተከሰሰ ሌፕቶን ታው ሌፕቶን ተብሎ ይጠራል። ይህ በጣም ከባድ የሆነ ቅንጣት ነው. የክብደቱ መጠን ወደ 3500 የኤሌክትሮን መጠን ነው, ነገር ግን በሁሉም መልኩ እንደ ኤሌክትሮን እና ሙዮን ነው.
በ1960ዎቹ የሊፕቶኖች ዝርዝር በከፍተኛ ሁኔታ ተስፋፍቷል። በርካታ የኒውትሪኖ ዓይነቶች እንዳሉ ታውቋል፡- ኤሌክትሮን ኒውትሪኖስ፣ ሙኦን ኒውትሪኖስ እና ሜይ ኒውትሪኖስ። ስለዚህ, አጠቃላይ የኒውትሪኖ ዝርያዎች ሦስት ናቸው, እና አጠቃላይ የሊፕቶኖች ቁጥር ስድስት ነው. እርግጥ ነው, እያንዳንዱ ሌፕቶን የራሱ የሆነ ፀረ-ንጥረ-ነገር አለው; ስለዚህ አጠቃላይ የሌፕቶኖች ብዛት 12. ገለልተኛ ሌፕቶኖች በደካማ መስተጋብር ውስጥ ብቻ ይሳተፋሉ; ተሞልቷል - በደካማ እና ኤሌክትሮማግኔቲክ (ሰንጠረዡን ይመልከቱ).
10.2.3. ሃድሮንስ።
12 ሌፕቶኖች ብቻ ካሉ በመቶዎች የሚቆጠሩ hadrons አሉ። አብዛኛዎቹ ሬዞናንስ ናቸው, ማለትም. እጅግ በጣም ያልተረጋጋ ቅንጣቶች. በመቶዎች የሚቆጠሩ ሃድሮን መኖራቸው ሃድሮን እራሳቸው የተገነቡት ከብዙ ነገሮች መሆኑን ያሳያል ጥቃቅን ቅንጣቶች.
ሁሉም ሀድሮኖች በሁለት ዓይነቶች ይገኛሉ - በኤሌክትሪክ የተሞሉ እና ገለልተኛ። በጣም ዝነኛ እና የተስፋፋው ሃድሮን ኒውትሮን እና ፕሮቶን ናቸው። የተቀሩት ሃድሮኖች በፍጥነት ይበሰብሳሉ. Hadrons በሁለት ክፍሎች የተከፈለ ነው. ይህ የባሪዮን (ከባድ ቅንጣቶች) (ፕሮቶን፣ ኒውትሮን፣ ሃይፖሮን እና ባሪዮን ሬዞናንስ) እና ትልቅ የቀላል ሜሶኖች ቤተሰብ (ሙኦን፣ ቦሶኒክ ሬዞናንስ፣ ወዘተ) ነው።
በአብዛኛዎቹ የታወቁ hadrons መኖር እና ባህሪያት በአፋጣኝ ሙከራዎች ውስጥ ተመስርተዋል. በ 1950 ዎቹ እና 1960 ዎቹ ውስጥ ብዙ አይነት hadrons ግኝት። የፊዚክስ ሊቃውንት በጣም ግራ ተጋብተው ነበር። ነገር ግን ከጊዜ በኋላ, ቅንጣቶች በጅምላ, ክፍያ እና ሽክርክሪት ተከፋፍለዋል. ቀስ በቀስ ብዙ ወይም ያነሰ ግልጽ የሆነ ምስል ብቅ ማለት ጀመረ. የተጨባጭ መረጃን ምስቅልቅል ስርዓት እንዴት ማደራጀት እና የሃድሮን ምስጢር በሁለገብ መንገድ መግለጥ እንደሚቻል ላይ የተወሰኑ ሀሳቦች ብቅ አሉ። ሳይንሳዊ ጽንሰ-ሐሳብ. ወሳኙ እርምጃ የተወሰደው በ1963 የሀድሮንስ የኳርክ ሞዴል ሲቀርብ ነው።
10.2.4. ቅንጣቶች የግንኙነቶች ተሸካሚዎች ናቸው።
የታወቁት ቅንጣቶች ዝርዝር የቁስ አካልን የግንባታ ቁሳቁስ በሚፈጥሩት ሌፕቶኖች እና ሃድሮን ብቻ የተወሰነ አይደለም. የቁስ አካል የግንባታ ቁሳቁስ ያልሆነ ሌላ ዓይነት ቅንጣቶች አሉ ፣ ግን በቀጥታ መሠረታዊ ግንኙነቶችን ይሰጣሉ ፣ ማለትም። ቁስ አካል እንዳይፈርስ የሚከለክል "ሙጫ" ዓይነት ይፍጠሩ.
የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር ተሸካሚው ፎቶን ነው። የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር ጽንሰ-ሐሳብ በኳንተም ኤሌክትሮዳይናሚክስ ይወከላል (10.3.1 ይመልከቱ)።
ግሉኖች (ከነሱ ውስጥ ስምንቱ አሉ) በኳርክክስ መካከል ያለውን ጠንካራ መስተጋብር ተሸካሚዎች ናቸው። የኋለኛው, ለግሉኖች ምስጋና ይግባውና, በጥንድ ወይም በሶስት እጥፍ ይያያዛሉ (10.3.2 እና 10.3.4 ይመልከቱ).
የደካማ መስተጋብር ተሸካሚዎች ሶስት ቅንጣቶች ናቸው - W± እና Z ° -bosons (10.3.3 ይመልከቱ). እነሱ የተገኙት በ 1983 ብቻ ነው ። የደካማ መስተጋብር ራዲየስ በጣም ትንሽ ነው ፣ ስለሆነም ተሸካሚዎቹ ቅንጣቶች መሆን አለባቸው ። ትልቅ ሕዝብሰላም. በእርግጠኛነት መርህ መሰረት, እንደዚህ ያለ ትልቅ የእረፍት መጠን ያላቸው ቅንጣቶች ህይወት በጣም አጭር መሆን አለበት - ከ10-26 ሰከንድ ብቻ.
የስበት መስክ ተሸካሚ, ግራቪቶን መኖሩንም ይጠቁማል (10.1.2 ይመልከቱ). ልክ እንደ ፎቶኖች, ግራቪተኖች በብርሃን ፍጥነት ይጓዛሉ; ስለዚህ, እነዚህ ዜሮ የእረፍት ክብደት ያላቸው ቅንጣቶች ናቸው. ነገር ግን ፎቶን ስፒን 1 ሲኖረው፣ ግራቪተን ስፒን አለው 2. ይህ አስፈላጊ ልዩነትየኃይሉን አቅጣጫ ይወስናል-በኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር ወቅት, በተመሳሳይ ሁኔታ የተሞሉ ቅንጣቶች (ኤሌክትሮኖች) ይመለሳሉ, እና በስበት ኃይል መስተጋብር ወቅት, ሁሉም ቅንጣቶች እርስ በእርሳቸው ይሳባሉ.
በተለይም እያንዳንዱ የእነዚህ መስተጋብር ተሸካሚዎች ቡድን በራሱ ልዩ የጥበቃ ህጎች ተለይቶ መታወቁ በጣም አስፈላጊ ነው። እና እያንዳንዱ የጥበቃ ህግ እንደ አንድ የተወሰነ የመስክ (እንቅስቃሴ) እኩልታዎች መገለጫዎች ሊወከል ይችላል። ይህ ሁኔታ አንድ ወጥ የሆነ የመሠረታዊ መስተጋብር ንድፈ ሐሳብ ለመገንባት ያገለግላል።
ቅንጣቶችን ወደ ሃድሮን ፣ ሌፕቶኖች እና የግንኙነት ተሸካሚዎች መመደብ ለእኛ የሚታወቁትን ንዑስ ኑክሌር ቅንጣቶችን ያሟጥጣል። የእያንዲንደ አይነት ቅንጣት የቁስ አወቃቀሩን አጽናፈ ሰማይን በመፍጠር ሚናውን ይጫወታሌ።
10.3. የንጥል ንድፈ ሃሳቦች
10.3.1. ኳንተም ኤሌክትሮዳይናሚክስ.
የኳንተም ሜካኒክስ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶችን እንቅስቃሴ ለመግለጽ ያስችለናል, ነገር ግን አፈጣጠራቸውን ወይም ጥፋታቸውን አይደለም, ማለትም. ቋሚ ቅንጣቶች ያላቸውን ስርዓቶች ለመግለጽ ብቻ ጥቅም ላይ ይውላል. የኳንተም ሜካኒክስ አጠቃላይነት የኳንተም መስክ ንድፈ ሀሳብ ነው - ይህ የስርዓቶች ጽንሰ-ሀሳብ ነው። ማለቂያ የሌለው ቁጥርየሁለቱም የኳንተም ሜካኒክስ መስፈርቶች እና የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብን ከግምት ውስጥ በማስገባት የነፃነት ደረጃዎች (አካላዊ መስኮች)። የእንደዚህ አይነት ጽንሰ-ሀሳብ አስፈላጊነት በኳንተም-ሞገድ ድብልዝም, ሕልውና ነው የሞገድ ባህሪያትለሁሉም ቅንጣቶች. በኳንተም መስክ ንድፈ ሃሳብ፣ መስተጋብር የሚወከለው በመስክ የኳንታ ልውውጥ ምክንያት ሲሆን የመስክ መጠኖች ከልደት እና የመስክ ኩንታ መጥፋት ድርጊቶች ጋር በተያያዙ ኦፕሬተሮች ይገለጻል ፣ ማለትም። ቅንጣቶች.
በ 20 ኛው ክፍለ ዘመን አጋማሽ ላይ. የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር ጽንሰ-ሀሳብ ተፈጠረ - ኳንተም ኤሌክትሮዳይናሚክስ (QED)። ይህ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ እና የተሞሉ ቅንጣቶች መስተጋብር ጽንሰ-ሀሳብ ነው ፣ እንዲሁም የተሞሉ ቅንጣቶች (በዋነኛነት ኤሌክትሮኖች ወይም ፖዚትሮን) እርስ በእርሳቸው በትንሹ ዝርዝር የታሰቡ እና ፍጹም የሆነ የሂሳብ መሳሪያ የታጠቁ። ይህ ንድፈ ሃሳብ የኳንተም ቲዎሪ እና አንጻራዊነት መሰረታዊ መርሆችን ያሟላል።
በQED ውስጥ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብርን ለመግለጽ የቨርቹዋል ፎቶን ጽንሰ-ሀሳብ ጥቅም ላይ ይውላል ፣ እሱም “የሚታየው” በተበታተነ ሁኔታ በተሞሉ ቅንጣቶች ብቻ ነው። በክላሲካል ገለፃ ኤሌክትሮኖች እንደ ጠንካራ ነጥብ ኳስ ከተወከሉ በ QED ውስጥ በኤሌክትሮን ዙሪያ ያለው የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ በኤሌክትሮን ያለማቋረጥ የሚከተላቸው እንደ ቨርቹዋል ፎቶኖች ደመና ተደርጎ ይቆጠራል ፣ በኃይል ኳንታ። ፎቶኖች በፍጥነት ይከሰታሉ እና ይጠፋሉ, እና ኤሌክትሮኖች በደንብ በተገለጹ ትራኮች ውስጥ በጠፈር ውስጥ አይንቀሳቀሱም. እንዲሁም የመጀመሪያውን እና መወሰን ይችላሉ የመጨረሻ ነጥብዱካዎች - ከመበታተን በፊት እና በኋላ ፣ ግን መንገዱ ራሱ በእንቅስቃሴው መጀመሪያ እና መጨረሻ መካከል ባለው የጊዜ ክፍተት ውስጥ በእርግጠኝነት አይታወቅም።
ለምሳሌ ከኤሌክትሮን (ምናባዊ) ፎቶን የማውጣትን ተግባር ተመልከት። ኤሌክትሮን ፎቶን ከለቀቀ በኋላ (ምናባዊ) ኤሌክትሮን-ፖዚትሮን ጥንድ ያመነጫል, ይህም አዲስ ፎቶን ለመፍጠር ሊያጠፋ ይችላል. የኋለኛው በዋናው ኤሌክትሮን ሊዋጥ ይችላል ፣ ግን ማመንጨት ይችላል። አዲስ ጥንድወዘተ. ስለዚህም ኤሌክትሮን በተለዋዋጭ ሚዛን ውስጥ በሚገኙ ምናባዊ ፎቶኖች፣ ኤሌክትሮኖች እና ፖዚትሮኖች ደመና ተሸፍኗል።
በQED ውስጥ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ እና የተጫነ ቅንጣቢ መስተጋብር በቅንጣቱ ቨርቹዋል ፎቶኖችን በመምጠጥ እና በመምጠጥ መልክ ይታያል። እና በተሞሉ ቅንጣቶች መካከል ያለው መስተጋብር የሚተረጎመው የፎቶን ልውውጥ ውጤት ነው-እያንዳንዱ የተከሰሰ ቅንጣት ፎቶን ያመነጫል, ከዚያም በሌላ በተሞላ ቅንጣት ይጠመዳል. በተጨማሪም፣ QED በጥንታዊ ኤሌክትሮዳይናሚክስ ውስጥ ጨርሶ ያልነበሩ ተፅዕኖዎችን ይመለከታል። በመጀመሪያ ደረጃ, ይህ በብርሃን መበታተን ላይ ያለው የብርሃን ተፅእኖ ነው, ማለትም. የፎቶኖች መስተጋብር እርስ በርስ. ከ QED እይታ አንጻር እንዲህ ዓይነቱ መበታተን የሚቻለው በኤሌክትሮን-ፖዚትሮን ቫክዩም መለዋወጥ ምክንያት በፎቶኖች መስተጋብር ምክንያት ነው. ሁለተኛ፣ QED በጠንካራ የኤሌክትሮማግኔቲክ እና የስበት መስኮች ውስጥ ቅንጣት-አንቲፓርቲክ ጥንዶች እንደሚወለዱ ተንብዮአል፣ ከእነዚህም መካከል ኑክሊዮን-አንቲኑክሊዮን ሊኖር ይችላል።
QED በብዙ ቁጥር በጣም ስውር በሆኑ ሙከራዎች ተፈትኗል። የቲዎሬቲክ ትንበያዎች እና የሙከራ ውጤቶች ከዚህ ጋር ይጣጣማሉ ከፍተኛ ትክክለኛነት- አንዳንዴ እስከ ዘጠኝ የአስርዮሽ ቦታዎች። እንዲህ ዓይነቱ አስገራሚ የደብዳቤ ልውውጥ QED ካሉት በጣም የላቀ እንደሆነ የመመልከት መብት ይሰጣል። የተፈጥሮ ሳይንስ ንድፈ ሐሳቦች. ለQED አፈጣጠር ኤስ.ቶሞናጋ፣አር.ፌይንማን እና ጄ.ሽዊንገር በ1965 የኖቤል ሽልማት ተሰጥቷቸዋል።የእኛ ድንቅ የቲዎሬቲካል የፊዚክስ ሊቅ ኤል.ዲ.ም ለ QED እድገት ትልቅ አስተዋፅዖ አድርጓል። ላንዳው
ይህንን ድል ተከትሎ፣ QED ለሌሎቹ ሶስት መሰረታዊ መስተጋብሮች የኳንተም መግለጫ እንደ ሞዴል ተወሰደ። (በእርግጥ፣ ከሌሎች መስተጋብሮች ጋር የተያያዙ መስኮች ከሌሎች ድምጸ ተያያዥ ሞደም ቅንጣቶች ጋር መዛመድ አለባቸው።) በአሁኑ ጊዜ፣ QED የበርካቶች ዋና አካል ሆኖ ይሰራል። አጠቃላይ ጽንሰ-ሐሳብ- የደካማ እና የኤሌክትሮማግኔቲክ ግንኙነቶች አንድ ወጥ ንድፈ ሃሳብ (10.3.3 ይመልከቱ).
10.3.2. የኳርክ ቲዎሪ።
የኳርክክስ ጽንሰ-ሐሳብ የሃድሮን አወቃቀር ጽንሰ-ሀሳብ ነው። የዚህ ፅንሰ-ሀሳብ ዋና ሀሳብ በጣም ቀላል ነው-ሁሉም hadrons ከትናንሽ ቅንጣቶች - ኳርኮች የተገነቡ ናቸው። ኳርኮች ክፍልፋይ የኤሌትሪክ ቻርጅ ይይዛሉ፣ ይህም የኤሌክትሮን ክፍያ -1/3 ወይም +2/3 ነው። የሁለት እና ሶስት ኳርኮች ጥምረት የተጣራ ክፍያ ሊኖረው ይችላል ከዜሮ ጋር እኩል ነው።ወይም ክፍል. ሁሉም ኳርኮች 1/2 ስፒን አላቸው፣ስለዚህ እነሱ እንደ ፌርሚኖች ተመድበዋል። በ 1960 ዎቹ ውስጥ የታወቁትን ሁሉንም ነገሮች ግምት ውስጥ ለማስገባት የኳርክ ቲዎሪ መስራቾች ጌል-ማን እና ዝዋይግ ነበሩ. hadrons, ሦስት ዓይነት (ጣዕም) quarks አስተዋውቋል: እና (ከላይ - የላይኛው), d (ከታች - ዝቅተኛ) እና s (ከእንግዳ - እንግዳ).
1 "ኳርክ" የሚለው ቃል ሙሉ በሙሉ በዘፈቀደ ተመርጧል. በጄ ጆይስ ፊንፊኔጋንስ ዋክ በተሰኘው ልብ ወለድ መጽሃፉ ላይ፣ ጀግናው በህልም አይቷል፣ በባህር ውጣ ውረድ ላይ የሚጣደፉ የባህር ቁልሎች በሰላ ድምፅ “ለአቶ ማርክ ሶስት መናወጥ!” ይህ አቀራረብ ከዘመናዊው የፊዚካል ንድፈ ሃሳቦች ጽንሰ-ሀሳቦች እጅግ በጣም ረቂቅ ተፈጥሮ ጋር ሙሉ በሙሉ ይዛመዳል።
በተጨማሪም, እያንዳንዱ ኳርክ እንደ የ gluon መስክ ምንጭ ሆኖ የሚያገለግል የኤሌክትሪክ ክፍያ አናሎግ አለው. ቀለም ተብሎ ይጠራ ነበር. የኤሌክትሮማግኔቲክ መስኩ የሚመነጨው በአንድ ዓይነት ክፍያ ብቻ ከሆነ ፣ ከዚያ የበለጠ ውስብስብ የሆነው የ gluon መስክ የተፈጠረው በሶስት የተለያዩ የቀለም ክፍያዎች ነው። እያንዳንዱ ኳርክ ከሶስቱ በአንዱ "ቀለም" አለው ሊሆኑ የሚችሉ ቀለሞች, እሱም (በጣም በዘፈቀደ) ቀይ, አረንጓዴ እና ሰማያዊ ተብለው ይጠሩ ነበር. እና በዚህ መሠረት አንቲኳርኮች ፀረ-ቀይ, ፀረ-አረንጓዴ እና ፀረ-ሰማያዊ ናቸው.
1 እንደ "ኳርክ" የሚለው ቃል, እዚህ "ቀለም" የሚለው ቃል በዘፈቀደ የተመረጠ እና ከተለመደው ቀለም ጋር ምንም ግንኙነት የለውም.
ኳርኮች ከሁለት ሊሆኑ ከሚችሉ መንገዶች በአንዱ ሊጣመሩ ይችላሉ-በሶስት እጥፍ ወይም በኳርክ-አንቲኳርክ ጥንዶች። በአንፃራዊነት ከባድ የሆኑ ቅንጣቶች - ባሪዮን - ከሦስት ኳርኮች የተሠሩ ናቸው; በጣም ታዋቂው ባሪዮን ኒውትሮን እና ፕሮቶን ናቸው። ለምሳሌ ፕሮቶን ሁለት u-quarks እና አንድ d-quark (uud) ያቀፈ ሲሆን ኒውትሮን ደግሞ ሁለት d-quarks እና አንድ u-quark (udd) ያካትታል። ቀለል ያሉ የኳርክ-አንቲኳርክ ጥንዶች ሜሶንስ የሚባሉ ቅንጣቶችን ይፈጥራሉ። ለምሳሌ፣ ፖዘቲቭ ፒ ሜሶን ዩ-ኳርክ እና ዲ-ኳርክን ያቀፈ ሲሆን አሉታዊ ፓይ-ሜሰን ደግሞ u-quark እና d-quark ያካትታል። ይህ "ትሪዮ" ኩርኩክ እንዳይበሰብስ ለመከላከል, የማቆያ ኃይል, "ሙጫ" ዓይነት ያስፈልጋል. እና የኳርክክስ "የቀለም ክፍያዎች" በአንድነት ይከፈላሉ በዚህም ምክንያት ሃድሮኖች "ነጭ" (ወይም ቀለም የሌላቸው) ይሆናሉ.
በኒውክሊየስ ውስጥ በኒውትሮን እና በፕሮቶኖች መካከል ያለው መስተጋብር በእራሳቸው ኳርኮች መካከል ያለው የበለጠ ኃይለኛ መስተጋብር ቀሪ ውጤት እንደሆነ ተገለጠ። ይህ ጠንካራ ኃይል ለምን ውስብስብ እንደሆነ እና ለምን ነፃ ኳርኮች እንዳልተገኙ አብራርቷል. ፕሮቶን በኒውትሮን ወይም በሌላ ፕሮቶን ላይ "ሲጣብቅ" መስተጋብር ስድስት ኳርኮችን ያካትታል, እያንዳንዱም ከሌሎች ጋር ይገናኛል. የኃይል ወሳኝ ክፍል ሶስት ኩርኩክን በጥብቅ "ለማጣበቅ" የሚውል ሲሆን አንድ ትንሽ ክፍል ደግሞ ሁለት ሶስት ኩርኩክን እርስ በርስ በማያያዝ ላይ ይውላል.
ሁሉም የሚታወቁት hadrons ከተለያዩ የሶስቱ መሰረታዊ ቅንጣቶች ውህዶች የተገኙ መሆናቸው ለኳርክ ቲዎሪ ድል ነበር። ግን በ 1970 ዎቹ ውስጥ. አዲስ ሀድሮኖች ተገኝተዋል (psi particles፣ upsilon meson፣ ወዘተ)። በውስጡ ለአንዲት አዲስ ቅንጣት ቦታ ስላልነበረው ይህ በኳርክ ቲዎሪ የመጀመሪያ ስሪት ላይ ከባድ ጉዳት አድርሷል። ሁሉም ሊሆኑ የሚችሉ ጥምሮችየኳርኮች እና የጥንታዊ ቅርጾቻቸው ቀድሞውኑ ተዳክመዋል. ችግሩ የተፈታው ሶስት አዳዲስ ጣዕሞችን በማስተዋወቅ ነው። ማራኪ (ማራኪ) ተብለው ይጠሩ ነበር, ወይም ከ ጋር; b (ከውበት - ውበት ወይም ውበት) እና t (ከላይ - ከላይ).
ስለዚህ, በጠንካራ መስተጋብር ምክንያት ኩርኩሮች አንድ ላይ ይያዛሉ. የኋለኛው ተሸካሚዎች ግሉኖች (የቀለም ክፍያዎች) ናቸው። የኳርክስ እና ግሉኖን መስተጋብር የሚያጠናው የፓርቲካል ፊዚክስ መስክ ኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ ይባላል። ኳንተም ኤሌክትሮዳይናሚክስ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር ንድፈ ሃሳብ እንደሆነ ሁሉ ኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ የጠንካራ መስተጋብር ንድፈ ሃሳብ ነው (10.3.4 ይመልከቱ)።
በአሁኑ ጊዜ፣ አብዛኞቹ የፊዚክስ ሊቃውንት ኳርኮችን በእውነት የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች አድርገው ይቆጥራሉ - ነጥብ መሰል፣ የማይነጣጠሉ እና ውስጣዊ መዋቅር የሌላቸው። በዚህ ረገድ ከሊፕቶኖች ጋር ይመሳሰላሉ, እና በእነዚህ ሁለት የተለያዩ ግን መዋቅራዊ ተመሳሳይ ቤተሰቦች መካከል ጥልቅ ግንኙነት ሊኖር እንደሚገባ ከረጅም ጊዜ በፊት ይገመታል.
1 እ.ኤ.አ. በ 1969 በፕሮቶን ኤሌክትሮኖች (ወደ ከፍተኛ ኢነርጂዎች የተፋጠነ) በተከታታይ ሙከራዎች ውስጥ ኳርኮች መኖራቸውን የሚያሳዩ ቀጥተኛ አካላዊ ማስረጃዎችን ማግኘት ተችሏል ። ሙከራው እንደሚያሳየው ኤሌክትሮኖች መበታተን የተከሰቱት ኤሌክትሮኖች ጥቃቅን ድፍን ውስጠቶችን እንደመቱ እና በጣም በሚያስደንቅ ማዕዘኖች ላይ እንዳወጧቸው ነው። በፕሮቶን ውስጥ እንደዚህ ያሉ ጠንካራ ማካተቶች ኳርኮች ናቸው።
2 እርግጥ ነው፣ አንዳንድ የፊዚክስ ሊቃውንት (የኳርኮች ብዛት ከመጠን በላይ ትልቅ ስለሚሆን) ኳርኮች ትናንሽ ቅንጣቶችን እንኳ ያቀፈ ነው ብለው ለማሰብ ይሞክራሉ።
ስለዚህ, በ 20 ኛው ክፍለ ዘመን መገባደጃ ላይ. በጣም ሊሆን የሚችለው የእውነተኛ አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች (የመሠረታዊ ግንኙነቶች ተሸካሚዎች ሳይቆጠሩ) 48 ነው፡ ሌፕቶንስ (6. 2) = 12 plus quarks (ለ. 3)። 2 = 36. እነዚህ 48 ቅንጣቶች የቁስ እውነተኛ "የግንባታ እገዳዎች" ናቸው, የአለም ቁሳዊ አደረጃጀት መሰረት.
10.3.3. የኤሌክትሮ ደካማ መስተጋብር ጽንሰ-ሐሳብ.
የመለኪያ መስክ እና ድንገተኛ የሲሜትሪ መስበር ጽንሰ-ሀሳቦች። በ 1960 ዎቹ ውስጥ በተፈጥሮ ሳይንስ ውስጥ አንድ አስደናቂ ክስተት ተከስቷል፡ በፊዚክስ ውስጥ ከአራቱ ውስጥ ሁለቱ መሠረታዊ ግንኙነቶች አንድ ላይ ተጣምረዋል። የኤሌክትሮማግኔቲክ እና ደካማ መስተጋብር, በተፈጥሮ ውስጥ በጣም የተለያዩ የሚመስሉ, አንድ ነጠላ ኤሌክትሮ ደካማ መስተጋብር ዝርያዎች ሆነው ታየ. የመሠረታዊ መስተጋብሮች ምስል በተወሰነ ደረጃ ቀላል ሆኗል.
በመጨረሻው መልክ የኤሌክትሮዳክ ግንኙነት ፅንሰ-ሀሳብ የተፈጠረው በሁለት ራሳቸውን ችለው የሚሰሩ የፊዚክስ ሊቃውንት - ኤስ ዌይንበርግ እና ኤ. ሳላም ናቸው። የዚህ ፅንሰ-ሀሳብ ዋነኛ አካል ደካማ መስተጋብር ጽንሰ-ሐሳብ ነው, እሱም በአንድ ጊዜ እና ከኤሌክትሮዳክ መስተጋብር ጽንሰ-ሐሳብ ጋር በቅርበት የተገነባ.
የኤሌክትሮዊክ መስተጋብር ንድፈ ሐሳብ መፈጠር በ 20 ኛው ክፍለ ዘመን ሁለተኛ አጋማሽ ላይ በአንደኛ ደረጃ የፊዚክስ እድገት ላይ ከፍተኛ እና ወሳኝ ተጽእኖ ነበረው. የዚህ ፅንሰ-ሀሳብ ዋና ሀሳብ ደካማ መስተጋብርን በመለኪያ መስክ ፅንሰ-ሀሳብ መግለጽ ነበር ፣ ለዚህም ቁልፉ የሲሜትሪ ጽንሰ-ሀሳብ ነው። በተለይም በ 20 ኛው ክፍለ ዘመን ሁለተኛ አጋማሽ የፊዚክስ መሠረታዊ ሀሳቦች አንዱ እዚህ ላይ ልብ ሊባል ይገባል። ሁሉም መስተጋብር የሚኖረው በተፈጥሮ ውስጥ የተወሰነ ረቂቅ ሲሜትሮችን ለመጠበቅ ብቻ ነው የሚል እምነት ነው። ግን፣ ሲምሜትሪ ከመሠረታዊ መስተጋብሮች ጋር ምን የሚያገናኘው ይመስላል? ከሁሉም በላይ, በአንደኛው እይታ, እንዲህ ዓይነቱ ግንኙነት ስለመኖሩ መግለጫው በጣም ሩቅ, ግምታዊ እና አርቲፊሻል ይመስላል. ይህንን ጉዳይ በበለጠ ዝርዝር እንመልከት.
በመጀመሪያ ደረጃ ሲምሜትሪ ማለት ምን ማለት ነው? አንድ ነገር ለመለወጥ አንድ ወይም ሌላ ቀዶ ጥገና ከተደረገ በኋላ ሳይለወጥ ከቀረ የተመጣጠነ እንደሆነ በአጠቃላይ ተቀባይነት አለው. በሌላ አነጋገር, በጣም ውስጥ በአጠቃላይ ሁኔታሲምሜትሪ ማለት የአንድን ነገር ለውጦቹን በተመለከተ የአወቃቀሩ ልዩነት ማለት ነው። ከፊዚክስ ጋር በተያያዘ, ይህ ማለት ሲሜትሪ ተለዋዋጭነት ነው አካላዊ ሥርዓትአንዳንድ ልዩ ለውጦችን በሚመለከት (በመለያ የሚያሳዩ ህጎች እና ተጓዳኝ መጠኖች)። (ለምሳሌ, የኤሌክትሪክ ህጎች መተኪያን በተመለከተ የተመጣጠነ ነው አዎንታዊ ክፍያዎችአሉታዊ, እና በተቃራኒው; እና የተዘጉ የሜካኒካል ስርዓቶች በጊዜ, ወዘተ.) ሚዛናዊ ናቸው.
በአስፈላጊ ባህሪያቱ ውስጥ ያለው አካላዊ ስርዓት የሚወሰነው በተመጣጣኝ ለውጦች ስብስብ (ቡድን) ነው. የለውጦች ቡድን ከተለዋዋጮች ጋር በተዛመደ የተመጣጠነ መዋቅር ካለው የተወሰነ ቦታ ጋር የተቆራኘ ከሆነ ነገሩ ራሱ የእንደዚህ ዓይነቱ ቦታ አካል ሆኖ ሊወከል ይችላል (የእቃው ለውጦች በዚህ ሁኔታ የቦታ ለውጦች ስለሆኑ) . በዚህ ጉዳይ ላይ የአንድ ነገር ሲምሜትሪ ጥናት በተወሰነ ቦታ ላይ የማይለዋወጥ ባህሪያትን ለማጥናት ይወርዳል.
የተመጣጠነ ለውጥን ለመተንተን የሒሳብ መሣሪያ የቡድን ንድፈ ሐሳብ ነው። ስለዚህ, ለመፍታት የተወሰኑ ተግባራትየሚከተለው ዘዴ ጥቅም ላይ ይውላል. በመጀመሪያ ደረጃ, እኩልታው አንዳንድ የቬክተር ቦታን ይገልጻል. ከዚያ የእንደዚህ ዓይነቱ እኩልታ የማይለዋወጡ ለውጦች ቡድን ያጠናል ። እያንዳንዱ የቡድኑ አካል ከአንዳንድ ለውጦች ጋር ሊዛመድ ይችላል። የቬክተር ቦታለዚህ እኩልነት መፍትሄዎች. በቡድኑ አካላት እና በዚህ አይነት ለውጥ መካከል ያለውን ግንኙነት ማወቅ በብዙ ሁኔታዎች ለችግሩ መፍትሄ ለማግኘት ያስችላል። እና ይህ ማለት አንድ የተወሰነ ቦታ ሊዛመድ የሚችልበት ነገር እውነተኛ የተመጣጠነ ባህሪያት መኖሩን መወሰን ማለት ነው.
1 በአጠቃላይ በሂሳብ ውስጥ ያለ ቡድን አንዳንድ ሁለትዮሽ አልጀብራ ኦፕሬሽን የሚገለፅበት ባዶ ያልሆነ ስብስብ እንደሆነ ይገነዘባል፣ የዚህ ስብስብ አንደኛ ደረጃ እና የተገላቢጦሹ አካል ይገለጻል። (በተለይ፣ በጂኦሜትሪ፣ ቡድን ማለት አንድን ምስል ከራሱ ጋር የሚያጣምረው የሁሉም ኦርቶጎን (መስተዋት) ለውጦች ስብስብ ነው። የ 19 ኛው ክፍለ ዘመን መባቻ- XX ክፍለ ዘመናት (ኤም.ኤስ. ሊ እና ሌሎች) በ 19 ኛው ክፍለ ዘመን በተፈጠሩ ሃሳቦች ላይ የተመሰረተ. በመፍትሔ ጽንሰ ሐሳብ የአልጀብራ እኩልታዎችራዲካል ውስጥ (N. Abel, E. Galois), "Erlangen ፕሮግራም" በ F. Klein, ቁጥር ንድፈ (K. Gauss, ወዘተ).
የመስክ ንድፈ-ሀሳብ እኩልታዎች ሲሜትሪዎች ጥናት አንጻራዊ የኳንተም ቲዎሪ እድገት ውስጥ ትልቅ ሚና ተጫውቷል። በጣም በአጠቃላይ ቃላቶች ውስጥ, እንዲህ ያሉ ሲምሜትሮች ወደ ውጫዊ የተከፋፈሉ, ከቦታ-ጊዜ ባህሪያት ጋር የተቆራኙ እና ውስጣዊ, ከአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ባህሪያት ጋር የተቆራኙ ናቸው. የውጫዊ ሲምሜትሪ ምሳሌ የኳንተም ዕቃዎች ህጎች ከቦታ መገለባበጥ (P) ፣ የጊዜ መገለባበጥ (ቲ) እና የቻርጅ ማገናኘት (ሲ) ፣ ማለትም። ቅንጣቶችን በተዛማጅ ፀረ-ፓርቲካል መተካት. አስፈላጊው “CPT theorem” የተረጋገጠ ሲሆን በዚህ መሠረት የኳንተም መስክ ንድፈ-ሀሳብ እኩልታዎች ቅርጻቸውን አይለውጡም ፣ የሚከተሉት ለውጦች በተመሳሳይ ጊዜ ይከናወናሉ ።
አንድ ቅንጣትን ወደ አንቲፓርቲክል ክር ያድርጉ፣ የቦታ ግልበጣን ያካሂዱ (የቅንጣት አስተባባሪውን በ -r ይተኩ)፣ ተቃራኒ ጊዜ (t በ -t ይተኩ)። ለደካማ መስተጋብር የዚህ ጽንሰ-ሀሳብ የግለሰብ ጥሰቶች የሙከራ ግኝት በአጠቃላይ በማይክሮ ኮስም ውስጥ የሳይሜትሪዎችን ድንገተኛ የመሰባበር እድል ለማሰብ ቅድመ ሁኔታ ነው።
ነገር ግን, ከውጫዊው በተጨማሪ, ከጠፈር-ጊዜ ባህሪያት ጋር ሳይሆን ከራሳቸው ቅንጣቶች ባህሪያት ጋር የተቆራኙ ውስጣዊ ሲሜትሮችም አሉ. አስቀድመን እንደገለጽነው፣ እያንዳንዱ የቅንጣት ቡድን በዋነኝነት የሚታወቀው በራሱ ልዩ የጥበቃ ህጎች ነው። እና እያንዳንዱ የጥበቃ ህጎች የመስክ እኩልታዎች የተወሰነ የውስጥ ተምሳሌት መገለጫ ተደርገው ይወሰዳሉ። የተወሰኑ ውስጣዊ ሲሜትሪዎችን በማገናኘት, አንድ ሰው, እንደ ሁኔታው, የአንድን ክፍል ባህሪያት ከመግለጽ ወደ ሌላ ባህሪያት መሸጋገር ይችላል. ስለዚህ በኤሌክትሮማግኔቲክ እና በመስክ እኩልታዎች ውስጥ ያሉ ደካማ መስተጋብር ውስጥ ያሉትን የጥበቃ ህጎች “በማጥፋት” ፕሮቶን እና የነርቭ ሴሎችን ሙሉ በሙሉ መለየት እንችላለን ።
ከጥበቃ ህጎች ጋር በሚዛመዱ የመስክ እኩልታዎች ውስጣዊ ሲሜትሮች መካከል፣ የመለኪያ ሲሜትሮች ልዩ ሚና ይጫወታሉ። በአጠቃላይ ስለ መለኪያ ሲሜትሮች ጥቂት ቃላት። ስርዓቱ የአንዳንድ አካላዊ መጠን ደረጃ፣ ሚዛን ወይም ዋጋ ሲቀየር አስፈላጊ ባህሪያቱ ካልተቀየሩ የመለኪያ ሲሜትሪ አለው። ለምሳሌ በፊዚክስ ውስጥ ሥራ በከፍታ ልዩነት ላይ የተመሰረተ ነው, በፍፁም ከፍታ ላይ አይደለም; ቮልቴጅ - ሊፈጠር ከሚችለው ልዩነት, እና ከፍፁም እሴቶቻቸው, ወዘተ.
የመለኪያ ሲሜትሪ ለውጦች ዓለም አቀፋዊ ወይም አካባቢያዊ ሊሆኑ ይችላሉ። ዓለም አቀፋዊ ለውጦች ስርዓቱን በአጠቃላይ, በጠቅላላው የቦታ መጠን ይለውጣሉ. በኳንተም ፊዚክስ ውስጥ ፣ ይህ የሚገለፀው በቦታ-ጊዜ ውስጥ በሁሉም ነጥቦች ፣ የሞገድ ተግባር እሴቶች ተመሳሳይ ለውጥ በመሆናቸው ነው። የአካባቢ መለኪያ ለውጦች ከነጥብ ወደ ነጥብ የሚለያዩ ለውጦች ናቸው። በዚህ ጉዳይ ላይ የሞገድ ተግባርበእያንዳንዱ ነጥብ ላይ የራሱ ልዩ ክፍል ተለይቶ የሚታወቅ ሲሆን ይህም ከአንድ የተወሰነ ክፍል ጋር ይዛመዳል.
ትንታኔው እንደሚያሳየው በኳንተም መስክ ንድፈ ሃሳብ አለም አቀፍ የመለኪያ ትራንስፎርሜሽን ወደ አካባቢያዊነት ሊቀየር ይችላል። በዚህ አጋጣሚ የንጥቆችን መስተጋብር ግምት ውስጥ ያስገባ ቃል የግድ በእንቅስቃሴ እኩልታዎች ውስጥ ይታያል። ይህ ማለት በእያንዳንዱ የጠፈር ቦታ ላይ ሲምሜትሪ ለመግባባት እና ለማቆየት, አዲስ የኃይል መስኮች ያስፈልጋሉ - መለኪያ. በሌላ አገላለጽ የመለኪያ ሲምሜትሪ ይህንን መስተጋብር በመገንዘብ የቬክተር መለኪያ መስኮች መኖራቸውን ይገምታል ፣ ቁጥራቸውም ቅንጣቶች ይለዋወጣሉ። ስለዚህ የኃይል መስኮች በተፈጥሮ ውስጥ በተፈጥሮ ውስጥ የተፈጠሩ የአካባቢያዊ መለኪያ ሲሜትሮች እንደ ዘዴ ሊወሰዱ ይችላሉ. የመለኪያ ሲምሜትሪ ጽንሰ-ሐሳብ አስፈላጊነት በእሱ መሠረት እንደ መለኪያ መስክ ተደርገው የሚወሰዱት አራቱም መሠረታዊ ግንኙነቶች በንድፈ ሀሳብ የተቀረጹ መሆናቸው ነው።
ኤሌክትሮማግኔቲዝም በጣም ቀላሉ የመለኪያ ሲሜትሪ አለው። በሌላ አገላለጽ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ በተፈጥሮ ውስጥ የሚገኝ የተወሰነ የኃይል መስክ ብቻ አይደለም ፣ ግን በጣም ቀላሉ (ከመሠረታዊ መርሆዎች ጋር የሚስማማ) መገለጫ ነው። ልዩ ጽንሰ-ሐሳብአንጻራዊነት) መለኪያ ሲምሜትሪ፣ በዚህ ውስጥ የመለኪያ ለውጦች ከቦታ ወደ ነጥብ ከሚመጡት እምቅ ለውጦች ጋር ይዛመዳሉ።
የኤሌክትሮማግኔቲክ ዶክትሪን ከብዙ መቶ ዓመታት በላይ በሚያስደንቅ ተጨባጭ ምርምር ላይ ተሻሽሏል ፣ ግን የእነዚህ ጥናቶች ውጤቶች በንድፈ-ሀሳብ ብቻ ሊገኙ ይችላሉ ፣ ይህም በሁለት ሲሜትሮች ብቻ እውቀት ላይ የተመሠረተ ነው - በጣም ቀላሉ የአካባቢ መለኪያ ሲሜትሪ እና ተብሎ የሚጠራው። የሎሬንትዝ-ፖይንካርር የልዩ አንጻራዊነት ጽንሰ-ሐሳብ ሲምሜትሪ። በእነዚህ ሁለት ሲሜትሮች መኖር ላይ ብቻ በኤሌክትሪክ እና ማግኔቲዝም ላይ አንድ ሙከራ ሳያካሂዱ አንድ ሰው የማክስዌል እኩልታዎችን መገንባት, ሁሉንም የኤሌክትሮማግኔቲክ ህጎችን ማውጣት, የሬዲዮ ሞገዶች መኖሩን ማረጋገጥ, ዲናሞ የመፍጠር እድል, ወዘተ.
ደካማ የግንኙነቱን መስክ እንደ መለኪያ መስክ ለመወከል በመጀመሪያ የተዛመደውን የመለኪያ ሲሜትሪ ትክክለኛውን ቅጽ ማዘጋጀት አስፈላጊ ነበር. እውነታው ግን ደካማው መስተጋብር በጣም የተወሳሰበ ስለሆነ የደካማ መስተጋብር ሲሜትሪ ከኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር የበለጠ ውስብስብ ነው. ይህ በብዙ ሁኔታዎች ይገለጻል። ስለዚህ ደካማ መስተጋብር ብዙውን ጊዜ ቢያንስ አራት ዓይነት ቅንጣቶችን ያካትታል (በኒውትሮን መበስበስ ለምሳሌ ኒውትሮን, ፕሮቶን, ኤሌክትሮን እና ኒውትሪኖ). በተጨማሪም የደካማ ኃይሎች ድርጊት ወደ ተፈጥሮ ለውጥ ያመራል (በደካማ መስተጋብር ምክንያት አንዳንድ ቅንጣቶች ወደ ሌሎች መለወጥ). በተቃራኒው የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር በእሱ ውስጥ የሚሳተፉትን ቅንጣቶች ተፈጥሮ አይለውጥም.
የደካማውን መስተጋብር ተምሳሌት ለመጠበቅ ከአንድ ኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ በተቃራኒ ሶስት አዳዲስ የኃይል መስኮች ያስፈልጋሉ። ይህ ማለት ሶስት አዲስ ዓይነት ቅንጣቶች ሊኖሩ ይገባል - የግንኙነት ተሸካሚዎች ፣ ለእያንዳንዱ መስክ። ስፒን-1 ሄቪ ቬክተር ቦሶን ይባላሉ እና የደካማ ኃይል ተሸካሚዎች ናቸው። W+ እና W- ቅንጣቶች ከደካማ መስተጋብር ጋር ከተያያዙት ሶስት መስኮች ሁለቱ ተሸካሚዎች ናቸው። ሦስተኛው መስክ የ Z ° ቅንጣት ተብሎ ከሚጠራው የኤሌክትሪክ ገለልተኛ ድምጸ ተያያዥ ሞደም ቅንጣት ጋር ይዛመዳል። የ Z ° ቅንጣት መኖር ደካማ መስተጋብር ከኤሌክትሪክ ክፍያ ማስተላለፍ ጋር አብሮ ላይሆን ይችላል ማለት ነው።
የኤሌክትሮ ዌክ መስተጋብር ፅንሰ-ሀሳብ በመፍጠር ድንገተኛ የሲሜትሪ መስበር ጽንሰ-ሀሳብ ቁልፍ ሚና ተጫውቷል። የተመጣጠነ ሁኔታ በጉልበት በማይመች ሁኔታ (አነስተኛ ጉልበት የለውም) እና በጉልበት ምቹ ሁኔታ ዋናው ሲምሜትሪ ከሌለው እና አሻሚ በሆነበት ሁኔታ ውስጥ የተወሰነ ሲሜት ያላቸው አንዳንድ የፊዚካል ሥርዓቶች ሊያጡት ይችላሉ። ይህ አሻሚነት በሒሳብ የተገለፀው የአንድ የተወሰነ የአካል ሥርዓት እንቅስቃሴ እኩልነት በአንድ መፍትሔ ሳይሆን በተከታታይ የመፍትሄ ሃሳቦች በመወከሉ ዋናው ሲምሜትሪ በሌላቸው ነው። በመጨረሻም, ከዚህ ተከታታይ መፍትሄዎች, አንዱ ተግባራዊ ይሆናል. ከሁሉም በላይ, ለችግሩ መፍትሄ የሚሆን እያንዳንዱ የመነሻ ደረጃ ባህሪያት ሊኖረው አይገባም. እና ስለዚህ፣ በትንሽ ሃይል፣ በከፍተኛ ሃይል ሙሉ ለሙሉ የሚለያዩ ቅንጣቶች ወደ አንድ እና ተመሳሳይ ቅንጣት ሊቀየሩ ይችላሉ፣ ግን በ ውስጥ ይገኛሉ። የተለያዩ ግዛቶች. ስለዚህ የዌይንበርግ እና የሳላም ሀሳብ ድንገተኛ ሲሜትሪ የተዋሃደ ኤሌክትሮማግኔቲዝምን እና ደካማ ኃይልን ወደ አንድ የተዋሃደ የመለኪያ መስክ ጽንሰ-ሀሳብ መስበር።
የዌይንበርግ-ሳላም ቲዎሪ አራት መስኮችን ብቻ ያቀርባል-ኤሌክትሮማግኔቲክ እና ከደካማ ግንኙነቶች ጋር የሚዛመዱ ሶስት መስኮች። በዚህ ንድፈ ሃሳብ፣ ፎቶኖች እና ሄቪክተር ቦሶን (W± እና Z°) የጋራ መነሻ ያላቸው እና እርስበርስ በቅርበት የተሳሰሩ ናቸው። በተጨማሪም በአገር አቀፍ ደረጃ ቋሚ
ይህ ስካላር መስክ (የሂግስ መስክ ተብሎ የሚጠራው) ነው, ከእሱ ጋር ፎቶኖች እና ቬክተር ቦሶኖች በተለያየ መንገድ ይገናኛሉ, ይህም የጅምላዎቻቸውን ልዩነት ይወስናል. Scalar field quanta ዜሮ ሽክርክሪት ያላቸው ግዙፍ አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ናቸው። ሂግስ ይባላሉ (በፊዚክስ ሊቅ P. Higgs ስም የተሰየሙ፣ ሕልውናቸውን የሚጠቁሙ)። እንደነዚህ ያሉት የሂግስ ቦሶኖች ቁጥር ብዙ ደርዘን ሊደርስ ይችላል.
1 የHiggs bosons ሙከራ በቅርብ ጊዜ ሪፖርት ተደርጓል። የዚህ ሙከራ ውጤቶች በአሁኑ ጊዜ እየተረጋገጡ ናቸው።
የኤሌክትሮማግኔቲክ እና ደካማ መስተጋብር ለምን የተለያዩ ባህሪያት አሏቸው? የዌይንበርግ-ሳላም ቲዎሪ ሲምሜትሪ በመስበር እነዚህን ልዩነቶች ያብራራል። ሲምሜትሪ ካልተሰበረ፣ ሁለቱም መስተጋብሮች በመጠን ይነጻጸራሉ። መጀመሪያ ላይ W እና Z quanta ምንም ክብደት የላቸውም፣ ነገር ግን በሲሜትሪ መበላሸት ምክንያት አንዳንድ የሂግስ ቅንጣቶች ከ W እና Z ቅንጣቶች ጋር ይዋሃዳሉ፣ ይህም ክብደት ይሰጣቸዋል። ነገር ግን ፎቶን ከ Higgs ቅንጣቶች ጋር በማዋሃድ ሂደት ውስጥ አይሳተፍም እና ስለዚህ የእረፍት ክብደት የለውም. የሲሜትሪ መሰባበር ከደብልዩ እና ዜድ ቅንጣቶች ጋር በቀጥታ ስለሚዛመድ በደካማ መስተጋብር ላይ ከፍተኛ ቅነሳን ያስከትላል። የ W እና Z ቅንጣቶች በጣም ግዙፍ ስለሆኑ ደካማው መስተጋብር በጣም ትንሽ ነው ማለት እንችላለን.
የከባድ ቬክተር ቦሶኖች መለዋወጥ በሚቻልበት ጊዜ ሌፕቶኖች እንደዚህ ባሉ ጥቃቅን ርቀቶች (r = 10-18 ሜትር) እምብዛም አይቀርቡም። ነገር ግን በከፍተኛ ሃይል (ከ100 ጂቪ) የW እና Z ቅንጣቶችን በነፃነት ማምረት ሲቻል የW- እና Z-bosons መለዋወጥ እንደ ፎቶን (ጅምላ-አልባ ቅንጣቶች) መለዋወጥ ቀላል ነው በፎቶኖች እና በቦሶን መካከል ያለው ልዩነት ተሰርዟል። በእነዚህ ሁኔታዎች ውስጥ, በኤሌክትሮማግኔቲክ እና በደካማ መስተጋብር መካከል ሙሉ ለሙሉ የተመጣጠነ መሆን አለበት-የኤሌክትሮ ደካማ መስተጋብር.
በጣም አሳማኝ የሙከራ ማረጋገጫአዲሱ ንድፈ ሐሳብ ግምታዊ W- እና Z-particles መኖሩን ማረጋገጥ ነበር። እ.ኤ.አ. በ 1983 የእነሱ ግኝት ሊሳካ የቻለው በጣም ኃይለኛ አፋጣኝ ሲፈጠር ብቻ ነው። አዲሱ ዓይነትእና የዊንበርግ-ሰላም ቲዎሪ ድል ማለት ነው። የኤሌክትሮማግኔቲክ እና ደካማ ኃይሎች የአንድ ኤሌክትሮ ደካማ ኃይል ሁለት አካላት መሆናቸውን በእርግጠኝነት ተረጋግጧል.
እ.ኤ.አ. በ 1979 ኤስ ዌይንበርግ ፣ ኤ. ሳላም እና ኤስ ግላሾ የኤሌክትሮ ደካማ መስተጋብር ጽንሰ-ሀሳብን በመፍጠር የኖቤል ሽልማት ተሰጥቷቸዋል ።
10.3.4. ኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ.
መሠረታዊ ግንኙነቶችን ለመረዳት በሚወስደው መንገድ ላይ ያለው ቀጣዩ ደረጃ የጠንካራ መስተጋብር ጽንሰ-ሐሳብ መፍጠር ነው. ይህንን ለማድረግ የመለኪያ መስክ ባህሪያትን ለጠንካራ መስተጋብር መስጠት አስፈላጊ ነው. የኋለኛው በግሉኖች ልውውጥ ምክንያት ሊወከል ይችላል ፣ ይህም የኳርኮችን ግንኙነት (በጥንድ ወይም በሦስት እጥፍ) ወደ hadrons (10.3.2 ይመልከቱ) ያረጋግጣል። የ gluons ልውውጥ የኳርኩን "ቀለም" ይለውጣል, ነገር ግን ሌሎች ባህሪያትን ሳይለወጥ ይተዋል, ማለትም. ልዩነታቸውን ("መዓዛ") ይጠብቃል.
የጠንካራ መስተጋብር ጽንሰ-ሐሳብ የተፈጠረው እንደ ደካማ መስተጋብር ጽንሰ-ሐሳብ ተመሳሳይ ዕቅድ ነው. የአካባቢያዊ መለኪያ ሲምሜትሪ መስፈርት (ማለትም, በእያንዳንዱ ቦታ ላይ "ቀለም" ለውጦችን በተመለከተ ልዩነት) የማካካሻ ኃይል መስኮችን ማስተዋወቅ ያስፈልጋል. በአጠቃላይ ስምንት አዳዲስ የማካካሻ ሃይል መስኮች ያስፈልጋሉ። የእነዚህ መስኮች ተሸካሚ ቅንጣቶች ግሉኖች ናቸው. ስለዚህም ንድፈ ሀሳቡ የሚያመለክተው እስከ ስምንት የሚደርሱ የተለያዩ የ gluons ዓይነቶች መኖር አለባቸው።
ልክ እንደ ፎቶኖች፣ ግሉኖች ዜሮ የእረፍት ክብደት እና ስፒን አላቸው 1. ግሉኖች እንዲሁ አላቸው። የተለያዩ ቀለሞች, ግን ንጹህ አይደለም, ግን የተደባለቀ; gluons "ቀለም" እና "ፀረ-ቀለም" (ለምሳሌ ሰማያዊ-ፀረ-አረንጓዴ) ያካትታል. ስለዚህ, የ gluon ልቀት ወይም መምጠጥ የኳርክ ቀለም ለውጥ ("የቀለም ጨዋታ") አብሮ ይመጣል. ለምሳሌ ፣ ቀይ ኳርክ ፣ ቀይ-ፀረ-ሰማያዊ ግሉን ማጣት ፣ ወደ ሰማያዊ ኳርክ ፣ እና አረንጓዴ ኳርክ ፣ ሰማያዊ-ፀረ-አረንጓዴ ግሉን በመምጠጥ ወደ ሰማያዊ ኳርክ ይለወጣል።
ከኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ (የኳንተም ቀለም ንድፈ ሐሳብ) አንፃር፣ ጠንካራ መስተጋብር የተፈጥሮን የተወሰነ ረቂቅ ተምሳሌት ለመጠበቅ ከመፈለግ ያለፈ ነገር አይደለም፡ ቀለማቸው ሲቀየር የሁሉም ሀድሮን ነጭ ቀለም መጠበቅ። አካላት- ኳርኮች. ለምሳሌ በፕሮቶን ውስጥ ሶስት ኳርኮች ያለማቋረጥ ግሉኖችን ይለዋወጣሉ, ቀለማቸውን ይቀይራሉ. ቢሆንም, ያ
እነዚህ ለውጦች በተፈጥሮ ውስጥ የዘፈቀደ አይደሉም, ነገር ግን ለጠንካራ ህግ ተገዢ ናቸው-በማንኛውም ጊዜ, የሶስት ኳርኮች "ጠቅላላ" ቀለም ነጭ ብርሃን መሆን አለበት, ማለትም. ድምር "ቀይ + አረንጓዴ + ሰማያዊ". ይህ የኳርክ-አንቲኳርክ ጥንድ ባካተተ ሜሶኖችንም ይመለከታል። አንቲኳርክ በፀረ-ቀለም ስለሚታወቅ እንዲህ ዓይነቱ ጥምረት ግልጽ የሆነ ቀለም የሌለው ነው ("ነጭ") ለምሳሌ ቀይ ኳርክ ከፀረ-ቀይ ኳርክ ጋር በማጣመር ቀለም የሌለው ("ነጭ") ሜሶን ይፈጥራል.
1 ሌፕቶኖች, ፎቶኖች እና መካከለኛ ቦሶኖች (W- እና Z-particles) ቀለም አይሸከሙም እና ስለዚህ በጠንካራ መስተጋብር ውስጥ አይሳተፉም).
ኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ ሁሉም የኳርኮች ውህዶች የሚታዘዙትን ህጎች ፣ የግሉኖች እርስ በእርስ መስተጋብር (gluon ወደ ሁለት ግሉኖኖች ሊበላሽ ይችላል ወይም ሁለት ግሉኖኖች ወደ አንድ ሊዋሃዱ ይችላሉ - ለዚያም ነው መደበኛ ያልሆኑ ቃላቶች በ gluon መስክ እኩልታ ውስጥ የሚታዩት) ፣ quarks እና gluons እንደ QED (በምናባዊ gluons እና quark-antiquark ጥንዶች ደመናዎች የተሸፈኑ ኳርኮች)፣ የሃድሮን ውስብስብ መዋቅር በደመና ውስጥ “ለበሰ”፣ ወዘተ.
የኳንተም ክሮሞዳይናሚክስን እንደ የጠንካራ መስተጋብር ትክክለኛ እና የተሟላ ንድፈ ሃሳብ መገምገም ጊዜው ያለፈበት ሊሆን ይችላል፣ነገር ግን የሙከራ ደረጃው በጣም ጠንካራ እና ስኬቶቹም ተስፋ ሰጪ ናቸው።
10.3.5. ወደ ታላቁ ውህደት መንገድ ላይ።
የኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ (ኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ) ሲፈጠር የሁሉም (ወይም ከአራቱ ቢያንስ ሦስቱ) መሠረታዊ ግንኙነቶች የተዋሃደ ንድፈ ሐሳብ ለመገንባት ተስፋ ተነሳ። የአራቱን መሰረታዊ መስተጋብር ሶስት (ጠንካራ፣ ደካማ፣ ኤሌክትሮማግኔቲክ) በተዋሃደ መንገድ የሚገልጹ ሞዴሎች ግራንድ ዩኒፋይድ ሞዴሎች ይባላሉ።
በተጠቆሙት የመለኪያ መስኮች ሀሳብ ላይ በመመርኮዝ ደካማ እና ኤሌክትሮማግኔቲክ ግንኙነቶችን በተሳካ ሁኔታ የማጣመር ልምድ ሊሆኑ የሚችሉ መንገዶችየፊዚክስ አንድነት መርህ ተጨማሪ እድገት ፣ መሠረታዊ የአካል መስተጋብር አንድነት። ከመካከላቸው አንዱ የተመሰረተ ነው አስደናቂ እውነታ, የኤሌክትሮ ደካማው መስተጋብር ቋሚዎች እና ወደ ትናንሽ ርቀቶች (ማለትም ወደ ከፍተኛ ኃይል) በሚሸጋገሩበት ጊዜ ጠንካራ መስተጋብሮች በተመሳሳይ ኃይል እርስ በርስ እኩል ይሆናሉ. ይህ ጉልበት የአንድነት ሃይል ተብሎ ይጠራ ነበር። በግምት 1014-1016 GeV ነው; ከርቀት = 10-29 ሴ.ሜ ጋር ይዛመዳል.
ከ 1014-1016 GeV በላይ ባለው ኃይል ወይም ከ 10-29 ሴ.ሜ ርቀት ላይ ጠንካራ, ደካማ እና ኤሌክትሮማግኔቲክ ግንኙነቶች በአንድ ቋሚነት ይገለፃሉ, ማለትም. የጋራ ተፈጥሮ አላቸው. ኳርክስ እና ሌፕቶኖች እዚህ ሊለዩ አይችሉም፣ እና gluons፣ photons እና vector bosons W± እና Z° አንድ የመለኪያ ሲምሜትሪ ያላቸው የኳንታ የመለኪያ መስኮች ናቸው። ከሁሉም በላይ ኤሌክትሮ ደካማው እና ጠንካራ መስተጋብር በእውነቱ የታላቁ የተዋሃደ መስተጋብር ሁለት ገጽታዎች ብቻ ከሆኑ ፣ የኋለኛው ደግሞ ከአንዳንዶቹ ጋር ካለው የመለኪያ መስክ ጋር መዛመድ አለበት ። ውስብስብ ሲሜትሪ. በሁለቱም የኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ እና የኤሌክትሮዳክ መስተጋብር ጽንሰ-ሀሳብ ውስጥ የሚገኙትን ሁሉንም የመለኪያ ሲሜትሮች ለመሸፈን አጠቃላይ መሆን አለበት። በተመሳሳይ ጊዜ የሱ ድንገተኛ ብልሽት ወደ ኤሌክትሮዳካክ እና ጠንካራ መስተጋብሮች መለያየት ሊያመራ ይገባል. አንድ ወጥ የሆነ የኤሌክትሮማግኔቲክ ፅንሰ-ሀሳብ እና ጠንካራ መስተጋብር ለመፍጠር እንደዚህ አይነት ተምሳሌት ማግኘት ዋናው ተግባር ነው።
የGrand Unified ንድፈ ሃሳቦች ተፎካካሪ ስሪቶችን የሚሰጡ የተለያዩ አቀራረቦች አሉ። ሆኖም፣ እነዚህ ሁሉ የታላቁ ውህደት መላምታዊ ስሪቶች በርካታ አሏቸው የተለመዱ ባህሪያት. በመጀመሪያ ፣ በሁሉም መላምቶች ፣ ኳርክክስ እና ሌፕቶኖች - የኤሌክትሮ ዌክ ተሸካሚዎች እና ጠንካራ ግንኙነቶች - በአንድ የንድፈ ሀሳብ እቅድ ውስጥ ይካተታሉ። እስካሁን ድረስ እንደ ሙሉ ለሙሉ የተለያዩ እቃዎች ተደርገው ይቆጠራሉ. በሁለተኛ ደረጃ, የአብስትራክት መለኪያ ሲምሜትሪዎችን መጠቀም አዲስ ባህሪያት ያላቸውን አዳዲስ የእርሻ ዓይነቶችን ወደ መገኘቱ ይመራል, ለምሳሌ ኩርኩክን ወደ ሌፕቶኖች የመለወጥ ችሎታ.
በጣም ቀላል በሆነው ግራንድ ዩኒፋይድ ቲዎሪ ውስጥ ኳርኮችን ወደ ሌፕቶኖች ለመቀየር 24 መስኮች ያስፈልጋሉ ፣ እና ከእነዚህ መስኮች ውስጥ 12 ኳታ ቀድሞውኑ የሚታወቁ ናቸው-ፎቶን ፣ ሁለት W ቅንጣቶች ፣ የ Z ° ቅንጣት እና ስምንት ግሉኖች። የተቀሩት 12 ኩንታዎች አዲስ ልዕለ ከባድ መካከለኛ ቦሶኖች፣ ጥምር ናቸው። የጋራ ስም X- እና Y-particles (ቀለም እና የኤሌክትሪክ ክፍያ ያላቸው)። እነዚህ ኩንታዎች ሰፋ ያለ የመለኪያ ሲሜትሮችን የሚጠብቁ እና ኳርኮችን ከሊፕቶኖች ጋር ከሚቀላቀሉ መስኮች ጋር ይዛመዳሉ። ስለዚህ የ X እና Y ቅንጣቶች ኳርኮችን ወደ ሌፕቶኖች ሊለውጡ ይችላሉ (እና በተቃራኒው)።
ስለ X- እና Y-bosons ቀጥተኛ የሙከራ ግኝት እስካሁን ምንም ንግግር የለም። ከሁሉም በላይ፣ ግራንድ የተዋሃዱ ንድፈ ሐሳቦች ከ1014 ጂኤቪ በላይ ያለውን ቅንጣት ሃይሎች ይመለከታሉ። ይህ በጣም ከፍተኛ ኃይል ነው. በፍጥነት ላይ እንደዚህ ያሉ ከፍተኛ ኃይል ያላቸውን ቅንጣቶች መቼ ማግኘት እንደሚቻል ለመናገር አስቸጋሪ ነው።
ቸርቻሪዎች. ይህ ዕድል ወደፊት ሊታሰብ አይደለም. ዘመናዊ አፋጣኞች 100 GeV ለመድረስ ይታገላሉ. እና ስለዚህ ፣ የታላቁ አንድነት ንድፈ ሀሳቦችን የመፈተሽ ዋናው ቦታ ውጤቱ ነው (ለኮስሞሎጂ እና ለአነስተኛ ኃይል ክልሎች)። ስለዚህ, ያለ ግራንድ አንድነት ጽንሰ-ሀሳቦች የአንደኛ ደረጃ ፕላዝማ የሙቀት መጠን 10 27 ኪ.ሜ ሲደርስ የአጽናፈ ሰማይን የዝግመተ ለውጥ የመጀመሪያ ደረጃን ለመግለጽ አይቻልም. እጅግ በጣም ከባድ የሆኑ X እና Y bosons ሊፈጠሩ እና ሊጠፉ የቻሉት በእንደዚህ ዓይነት ሁኔታዎች ውስጥ ነበር።
በተጨማሪም፣ በGrand Unified ንድፈ ሃሳቦች ላይ በመመስረት፣ በሙከራ ሊሞከሩ በሚችሉ ዝቅተኛ ኃይል ክልሎች ውስጥ ሁለት አስፈላጊ ቅጦች ይተነብያሉ። በመጀመሪያ የኳርክ-ሌፕቶን ሽግግር የፕሮቶን መበስበስ ሊያስከትል ይገባል. ይህ ማለት ያልተረጋጋ ነው፡ የፕሮቶን ዕድሜ በግምት 1031 ዓመታት መሆን አለበት። በሁለተኛ ደረጃ የእነዚህ ጽንሰ-ሐሳቦች የማይቀር መዘዝ መግነጢሳዊ ሞኖፖል - አንድ መግነጢሳዊ ምሰሶን የሚሸከም የተረጋጋ እና በጣም ከባድ (108 ፕሮቶን ክብደት) ቅንጣት ነው. የፕሮቶን መበስበስን እና መግነጢሳዊ ሞኖፖሎችን በሙከራ ማግኘቱ ለግራንድ ዩኒየፍድ ንድፈ ሐሳቦች ጠንካራ መከራከሪያ ሊያቀርብ ይችላል። የሙከራ ጥረቶች እነዚህን ትንበያዎች ለመፈተሽ ያተኮሩ ናቸው. የፕሮቶን መበስበስን መለየት በጣም ትልቅ ይሆናል አካላዊ ሙከራ XXI ክፍለ ዘመን! ግን አሁንም በዚህ ጉዳይ ላይ ምንም ዓይነት ጥብቅ መረጃ የለም.
10.3.6. ልዕለ ስበት።
ነገር ግን ከአራቱ መሰረታዊ ግንኙነቶች ሦስቱን አንድ ማድረግ ገና የተዋሃደ ንድፈ ሃሳብ አይደለም። በሁሉም መልኩቃላት ። ከሁሉም በላይ የስበት ኃይል አሁንም ይቀራል. የንድፈ ሃሳቦች, በውስጡ ሁሉም የሚታወቁ የግንኙነቶች ዓይነቶች (ጠንካራ, ደካማ, ኤሌክትሮማግኔቲክ እና ስበት) የተዋሃዱ, የሱፐርግራቪቲ ሞዴሎች ይባላሉ. ሁሉንም አራቱን መስተጋብሮች (ሱፐርግራቪቲ) የሚያጣምሩ ቲዎሬቲካል ሞዴሎች በሱፐርሲሜትሪ ሃሳብ ላይ የተመሰረቱ ናቸው, ማለትም. እንዲህ ዓይነቱ ሽግግር ከዓለም አቀፉ የመለኪያ ሲምሜትሪ ወደ አካባቢያዊ ፣ ይህም ከ fermions (የቁስ አካል ተሸካሚዎች) ወደ ቦሶኖች (የቁስ መዋቅር ተሸካሚዎች ፣ የግንኙነቶች ተሸካሚዎች) እና በተቃራኒው።
ስለዚህ ልዕለ ስበት (Supergravity) የሁሉም መሰረታዊ መስተጋብር ተሸካሚዎች ብቻ ሳይሆን ቁስ አካልን (ኳርክስ እና ሌፕቶንስ) የሚባሉትን ቅንጣቶች ጭምር ነው። በልዕለ ስበት ውስጥ ሁሉም በአንድ የቁስ ንድፈ ሐሳብ (ንጥረ ነገር እና መስክ) አንድ ሆነዋል። አንዱ የንድፈ ሃሳባዊ ሞዴሎችስፒን 0 ጋር 70 ቅንጣቶችን አንድ ላይ ያመጣል; ስፒን 1/2 ጋር 56 ቅንጣቶች; ስፒን 1 ጋር 28 ቅንጣቶች; 8 ቅንጣቶች ስፒን 3/2 (ግራቪቲኖ ተብለው ይጠሩ ነበር) እና 1 ክፍል ከስፒን 2 (ግራቪቶን) ጋር። እነዚህ ሁሉ ቅንጣቶች የተፈጠሩት በአጽናፈ ሰማይ የመጀመሪያዎቹ ጊዜያት ውስጥ ነው።
ልዕለ ስበት (Supergravity) ፍጻሜው ነው። ቲዎሬቲካል ፊዚክስረጅሙን እና ኃይለኛውን እና ብዙ ጊዜ አስደናቂ የፊዚክስ አንድነት ፍለጋን የሚያጎናጽፍ አጠቃላይ እና ረቂቅ ንድፈ ሀሳብ። በሱፐርሲምሜትሪ ደረጃ፣ የመለኪያ መስኮችን ረቂቅ ሲሜትሪዎች ማረጋገጥ ያስፈልጋል። በሌላ አነጋገር፣ ፊዚክስን በጂኦሜትሪ (9.2.3 ይመልከቱ)፣ በተለይም የመለኪያ መስኮችን የመወከል አስፈላጊነት እንደገና ይነሳል። ጂኦሜትሪክ ሲሜትሮች, ከተጨማሪ የቦታ ልኬቶች ጋር የተያያዘ. ይህ ስለ አለማችን ሁለገብነት የሃሳቦች መነቃቃት አመራ።
ዓለማችን ባለ 11-ልኬት (ወይም ባለ 10-ልኬት፣ ወይም እንዲያውም ባለ 26-ልኬት) የጠፈር ጊዜ የምትታይባቸው የሱፐርሲምሜትሪ ሞዴሎች እየታዩ ነው። ከ 11 ልኬቶች ውስጥ, በአለማችን ውስጥ አራቱ ብቻ ይታያሉ, የተቀሩት 7 ደግሞ ጠማማ እና ተዘግተዋል. እነዚህ" የተደበቁ ልኬቶች"በአር = 10-33 ሴ.ሜ ልኬት ላይ አለ። እንደዚህ ባሉ ሚዛኖች ውስጥ ዘልቆ ለመግባት ኃይል ከጠቅላላው የጋላክሲያችን ኃይል ጋር ሲወዳደር ያስፈልጋል! እርግጥ ነው፣ በቅርብ ጊዜ ውስጥ እንዲህ ባሉ ትናንሽ የዓለማችን አካባቢዎች ውስጥ ዘልቀው የሚገቡ ፕሮጀክቶች ለሰው ልጅ የማይጨበጡ ናቸው። (ምናልባት በመርህ ደረጃ እውነት አይደሉም።)
የሱፐርግራቪቲ ፕሮግራም የተስፋ ቃል የማያጠራጥር ጥቅም እና ማስረጃ በእሱ ተጽእኖ ስር መሰረታዊ ግንኙነቶችን አንድ ለማድረግ አዲስ አቀራረብ መምጣቱ ነው - የሱፐርትሪንግ ቲዎሪ። በዚህ ፅንሰ-ሀሳብ ውስጥ አንድ ቅንጣት እንደ ሕብረቁምፊ ይቆጠራል - የተከፋፈሉ መለኪያዎች ያሉት የመወዛወዝ ስርዓት። በዝቅተኛ ሃይል፣ ሕብረቁምፊው እንደ ቅንጣት ነው የሚሰራው፣ እና በከፍተኛ ሃይል፣ የንዝረት ባህሪያቱ መለኪያዎች ወደ የሕብረቁምፊው እንቅስቃሴ መግለጫ ውስጥ መግባት አለባቸው። የሱፐርትሪንግ ቲዎሪ የሂሳብ ጎን ከመደበኛው ንድፈ ሃሳብ የበለጠ ቀላል ሆኖ ተገኝቷል፡ የማይፈለጉ ጽንፎች ይጠፋሉ. የሱፐርትሪንግ ቲዎሪ አስፈላጊ ከሆኑት የኮስሞሎጂ ውጤቶች አንዱ የበርካታ አጽናፈ ዓለማት ዕድል ነው ፣ እያንዳንዱም የራሱ የሆነ መሠረታዊ መስተጋብር አለው።
ስለዚህ, አንዳንድ ውጤቶችን ጠቅለል አድርገን እንይ. የመሠረታዊ ግንኙነቶች ውህደት በ 19 ኛው ክፍለ ዘመን ተጀመረ. በማክስዌል የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ፅንሰ-ሀሳብ ውስጥ ከኤሌክትሪክ እና ማግኔቲዝም ውህደት። በ “የተዋሃደ የመስክ ንድፈ ሃሳብ” ውስጥ በA. Einstein የተሰራውን የስበት ኃይል እና ኤሌክትሮ ማግኔቲዝምን ለማዋሃድ የተደረገው ሙከራ አልተሳካም። ነገር ግን የደካማ እና የኤሌክትሮማግኔቲክ ግንኙነቶች ጽንሰ-ሀሳባዊ ውህደት እ.ኤ.አ. በ 1983 በ W- እና Z-bosons ሙከራ ምክንያት አስተማማኝ ማረጋገጫ አግኝቷል። ታላቁን ውህደት (ፕሮቶን መበስበስ, ማግኔቲክ ሞኖፖል መኖሩን) የሚያረጋግጥ ምንም ጠንካራ ማስረጃ የለም, ነገር ግን ይጠበቃሉ. ልዕለ ስበት ፕሮግራም - የሚያበራ ምሳሌንድፈ ሃሳቡ እንዴት ከተግባር፣ ከተሞክሮ እና ከሙከራ እድሎች በእጅጉ እንደሚበልጥ። ነገር ግን እዚህም ቢሆን ከውጫዊ አስትሮኖሚ፣ አስትሮፊዚክስ እና ኮስሞሎጂ በተገኘ መረጃ የሱፐርግራቪቲ ሞዴሎችን በተዘዋዋሪ ተጨባጭ ማስረጃዎችን መጠበቅ እንችላለን። ስለዚህ, ፊዚክስ አንድ ወጥ የሆነ የቁስ ንድፈ ሐሳብ ለመፍጠር ደፍ ላይ ነው, ማለትም. ሁሉም መሠረታዊ ግንኙነቶች (መስኮች) እና የቁስ አወቃቀሮች. ቀድሞውኑ በ 21 ኛው ክፍለ ዘመን የመጀመሪያ አጋማሽ ላይ ሊሆን ይችላል. ይህ በሳይንስ ታሪክ ውስጥ ትልቁ ስራ መፍትሄ ያገኛል። በአንድ በኩል ይህ ማለት መጨረሻው ማለት ነው አካላዊ ሳይንስእንደ የቁስ መሰረታዊ መርሆች እውቀት.
እውነት ነው፣ በዚህ መንገድ አሁንም የሚፈቱ ብዙ ከባድ ችግሮች አሉ። ስለዚህ፣ በዘመናዊ ቲዎሪ (በዋነኛነት ሂግስ ቦሶንስ) የሚተነብዩ በርካታ አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች መኖራቸውን ማረጋገጥ አለብን። በተጨማሪም, የስበት ኃይል ኳንተም ቲዎሪ መፈጠር አለበት, ያለዚህ የሱፐርሲሜትሪ መርሃ ግብር ትግበራ የማይቻል ነው. የስበት ኃይል ኳንተም ንድፈ ሐሳብ ሲፈጠር ብቻ፣ ለሚከተሉት ጥያቄዎች መልስ መስጠት የሚቻለው ለምንድን ነው የእኛ ቦታ ሦስት-ልኬት እና ጊዜ አንድ-ልኬት የሆነው ለምንድነው? ለምንድን ነው አራት መሠረታዊ ግንኙነቶች ብቻ ያሉት, እና በትክክል እኛ ያለን? ለምን በትክክል ይህን የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ስብስብ ተሰጠን? የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ብዛት እንዴት ይወሰናል? ለምንድን ነው የዓለም ቋሚዎች በትክክል እነዚህ እሴቶች እንጂ ሌሎች አይደሉም? የአንደኛ ደረጃ የኤሌክትሪክ ክፍያ በተፈጥሮ ውስጥ ለምን ይኖራል እና መጠኑ በምን ላይ የተመሰረተ ነው? የኒውትሪኖ ብዛት በጣም ትንሽ የሆነው ለምንድነው? እና ወዘተ.
እነዚህን ችግሮች ለመፍታት አብዛኛው የተመካው በኤሌሜንታሪ ቅንጣት ፊዚክስ መስክ በሙከራዎች አቅም ላይ ነው። የአሁኑ አፋጣኝ (ግጭት)፣ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ስብስቦች (ኤሌክትሮን፣ ፕሮቶን፣ ወዘተ) እርስ በርስ እየተጣደፉ የሚጋጩበት የግጭቱን ኃይል ይሰጣሉ።
ቅንጣቶች ወደ 200 GeV. ይህንን ኃይል በ2-3 ቅደም ተከተሎች የሚጨምሩ የፍጥነት ማመንጫዎች ፕሮጀክቶች እየተወያዩ ነው። ግን እዚህ ያሉት ቴክኒካዊ እድሎች ያልተገደቡ አይደሉም. የኃይል መጨመር ጠንካራ የኃይል መስኮችን መፍጠር ይጠይቃል. እና ለዚህ ገደብ አለ, ምክንያቱም በጣም ነው ጠንካራ መስኮችማንኛውንም ንጥረ ነገር አተሞች ያጠፋል; ይህ ማለት በእንደዚህ ዓይነት መስክ ውስጥ አፋጣኝ እራሱን ያጠፋል! በአሁኑ ጊዜ በጠንካራ ኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ የተበላሹ የቁሳቁስ ህዋሶችን በፍጥነት ለማደስ በሚያስችለው ናኖቴክኖሎጂን በመጠቀም አፋጣኝ ለመፍጠር ፕሮጀክቶች እየተወያዩ ነው። የእንደዚህ አይነት ፕሮግራም ትግበራ, ከተቻለ, በጣም ሩቅ የሆነ የወደፊት ጉዳይ ነው. እውነት ነው, የኮስሚክ ጨረሮችን (ኒውትሪኖ ፍሌክስ, ግራቪቶን, ወዘተ) በከፍተኛ ኃይል ማጥናት ይቻላል. ይህንን ለማድረግ, እንዴት በልበ ሙሉነት መመዝገብ እንደሚችሉ መማር ያስፈልግዎታል. ይሁን እንጂ በ 21 ኛው ክፍለ ዘመን የፊዚክስ እድገት ሌሎች አማራጮች ሊወገዱ አይችሉም. ሳይንስ ሁል ጊዜ ለአብዮታዊ ለውጦች ዝግጁ መሆን አለበት። እና ስለዚህ ፣ ለምሳሌ ፣ አዲስ መሠረታዊ ግንኙነቶች ፣ ንዑስ ኳርክ ቅንጣቶች ፣ ወዘተ ... የዘመናዊ (አንፃራዊ እና ኳንተም) ፊዚክስ ሥር ነቀል ማሻሻያ ሊፈልግ ይችላል ፣ ይህም በመሠረታዊ “አዲስ ፊዚክስ” የመፍጠር ጉዳይ ላይ በማስቀመጥ። ማይክሮዌልድ ከሜጋወርልድ ጋር የተገናኘበት አካባቢ፣ ultrasmall ከ ultralarge ጋር፣ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣት ከዩኒቨርስ ጋር፣ ፊዚክስ ከሥነ ፈለክ ጋር ብዙ ያልተለመዱ እና ያልተጠበቁ ነገሮችን ወደ ግዑዙ ዓለም እውቀት ያመጣል።
.
በጥሬው የተለያዩ የሚያብራሩ አጫጭር ንድፎችን መጻፍ መቀጠል ጠቃሚ እንደሆነ ለመረዳት አካላዊ ክስተቶችእና ሂደቶች. ውጤቱ ጥርጣሬዬን አስወገደ። እቀጥላለሁ። ግን ወደ ውስብስብ ክስተቶች ለመቅረብ የተለየ ተከታታይ ተከታታይ ልጥፎችን ማድረግ አለብዎት። ስለዚህ፣ ስለ ፀሐይ አወቃቀር እና ዝግመተ ለውጥ እና ስለ ሌሎች የከዋክብት ዓይነቶች ወደ ታሪኩ ለመድረስ በአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች መካከል ያለውን የግንኙነት ዓይነቶችን በመግለጽ መጀመር አለብዎት። በዚህ እንጀምር። ምንም ቀመሮች የሉም።
በአጠቃላይ አራት አይነት መስተጋብር በፊዚክስ ይታወቃሉ። ሁሉም ሰው በደንብ ይታወቃል የስበት ኃይልእና ኤሌክትሮማግኔቲክ. እና ለሰፊው ህዝብ የማይታወቅ ጠንካራእና ደካማ. እነሱን በቅደም ተከተል እንገልፃቸው.
የስበት መስተጋብር
.
ሰዎች ከጥንት ጀምሮ ያውቁታል. ምክንያቱም በቋሚነት በምድር ስበት መስክ ውስጥ ነው. እና ከ የትምህርት ቤት ፊዚክስበአካላት መካከል ያለው የስበት መስተጋብር ኃይል ከጅምላዎቻቸው ምርት ጋር ተመጣጣኝ እና በመካከላቸው ካለው ርቀት ካሬ ጋር በተገላቢጦሽ እንደሚመጣ እናውቃለን። በስበት ኃይል ተጽእኖ ጨረቃ በመሬት ዙሪያ ትዞራለች ፣ ምድር እና ሌሎች ፕላኔቶች በፀሐይ ዙሪያ ይሽከረከራሉ ፣ እና የኋለኛው ፣ ከሌሎች ኮከቦች ጋር ፣ በጋላክሲያችን መሃል ይሽከረከራሉ።
ከርቀት ጋር ያለው የስበት መስተጋብር ጥንካሬ ቀርፋፋ መቀነሱ (ከርቀት ካሬ ጋር በተገላቢጦሽ) የፊዚክስ ሊቃውንት ስለዚህ መስተጋብር እንዲናገሩ ያስገድዳቸዋል ረጅም ርቀት. በተጨማሪም በአካላት መካከል የሚሠሩ የስበት መስተጋብር ኃይሎች የመሳብ ኃይሎች ብቻ ናቸው።
ኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር
.
በጣም ቀላል በሆነው የኤሌክትሮስታቲክ መስተጋብር ከትምህርት ቤት ፊዚክስ እንደምናውቀው፣ በኤሌክትሪክ በተሞሉ ቅንጣቶች መካከል የመሳብ ወይም የማስወገጃው ኃይል ከኤሌክትሪክ ክፍያው ውጤት ጋር ተመጣጣኝ እና በመካከላቸው ካለው ርቀት ካሬ ጋር በተገላቢጦሽ ነው። የትኛው የስበት ኃይል መስተጋብር ህግ ጋር በጣም ተመሳሳይ ነው. ብቸኛው ልዩነት የኤሌክትሪክ ክፍያዎች ከተመሳሳይ ምልክቶች ጋር ይቃወማሉ, እና የተለያዩ ምልክቶች ያላቸው ሰዎች ይስባሉ. ስለዚህ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር፣ ልክ እንደ ስበት መስተጋብር፣ በፊዚክስ ሊቃውንት ይባላል ረጅም ርቀት.
በተመሳሳይ ጊዜ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር ከስበት መስተጋብር የበለጠ ውስብስብ ነው. ከትምህርት ቤት ፊዚክስ የኤሌክትሪክ መስክ በኤሌክትሪክ ክፍያዎች እንደሚፈጠር እናውቃለን, ማግኔቲክ ክፍያዎች በተፈጥሮ ውስጥ አይኖሩም, ነገር ግን መግነጢሳዊ መስክ ተፈጥሯል. የኤሌክትሪክ ሞገዶች.
እንደ እውነቱ ከሆነ የኤሌክትሪክ መስክ በጊዜ-ተለዋዋጭ መግነጢሳዊ መስክ ሊፈጠር ይችላል. የኤሌክትሪክ መስክ. የኋለኛው ሁኔታ እንዲኖር ያስችላል ኤሌክትሮማግኔቲክ መስክያለ ምንም የኤሌክትሪክ ክፍያዎች ወይም ሞገዶች በጭራሽ። እና ይህ ዕድል በኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች መልክ እውን ይሆናል. ለምሳሌ የሬዲዮ ሞገዶች እና የብርሃን ኩንታ.
የኤሌትሪክ እና የስበት ሃይሎች በሩቅ ላይ እኩል ጥገኛ በመሆናቸው የእነሱን ጥንካሬ ለማነፃፀር መሞከር ተፈጥሯዊ ነው. ስለዚህ, ለሁለት ሃይል ፕሮቶኖች የስበት መስህብከ 10 እስከ 36 ኛ ጊዜ ሃይል (አንድ ቢሊዮን ቢሊዮን ጊዜ) ከኤሌክትሮስታቲክ መባረር ኃይሎች ደካማ ይሆናል ። ስለዚህ ፣ በማይክሮ ዓለሙ ፊዚክስ ፣ የስበት መስተጋብር በጣም ምክንያታዊ በሆነ ሁኔታ ችላ ሊባል ይችላል።
ጠንካራ መስተጋብር
.
ይህ - አጭር-ክልልጥንካሬ. በአንድ ፌምቶሜትር (አንድ ትሪሊየንት ሚሊሜትር) ርቀት ላይ ስለሚሰሩ እና በከፍተኛ ርቀት ላይ የእነሱ ተፅእኖ በተግባር አይታይም. ከዚህም በላይ በአንድ የፌምቶሜትር ቅደም ተከተል ርቀቶች ላይ ኃይለኛ መስተጋብር ከኤሌክትሮማግኔቲክ አንድ መቶ እጥፍ የበለጠ ኃይለኛ ነው.
ለዚህም ነው በአቶሚክ ኒውክሊየስ ውስጥ እኩል በኤሌክትሪክ የሚሞሉ ፕሮቶኖች እርስ በርሳቸው በኤሌክትሮስታቲክ ሃይሎች የማይገፈፉ ነገር ግን በጠንካራ መስተጋብር የተያዙት። ምክንያቱም የፕሮቶን እና የኒውትሮን መጠን አንድ ፌምቶሜትር ገደማ ነው።
ደካማ መስተጋብር
.
በእውነቱ በጣም ደካማ ነው. በመጀመሪያ ደረጃ ከአንድ ፌምቶሜትር በሺህ እጥፍ ያነሰ ርቀት ላይ ይሰራል. እና በረጅም ርቀት ላይ በተግባር አይሰማም. ስለዚህ, ልክ እንደ ጠንካራው, የክፍሉ ነው አጭር-ክልል. በሁለተኛ ደረጃ, የእሱ ጥንካሬ ከኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር ጥንካሬ በግምት አንድ መቶ ቢሊዮን እጥፍ ያነሰ ነው. ደካማው ኃይል ለአንዳንድ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች መበስበስ ተጠያቂ ነው. ነፃ ኒውትሮኖችን ጨምሮ።
በደካማ መስተጋብር ብቻ ከቁስ ጋር የሚገናኝ አንድ አይነት ቅንጣት ብቻ አለ። ይህ ኒውትሪኖ ነው። በየሴኮንዱ አንድ መቶ ቢሊዮን የሚጠጉ የሶላር ኒውትሪኖዎች በእያንዳንዱ ካሬ ሴንቲ ሜትር የቆዳችን ክፍል ውስጥ ያልፋሉ። እና ምንም አናስተዋላቸውም. በህይወት ዘመናችን ጥቂት ኒውትሪኖዎች ከሰውነታችን ጉዳይ ጋር ይገናኛሉ ተብሎ የማይታሰብ ነው።
እነዚህን ሁሉ አይነት መስተጋብሮች የሚገልጹ ንድፈ ሐሳቦችን አንነጋገርም. ለእኛ አስፈላጊ የሆነው የዓለም ከፍተኛ ጥራት ያለው ምስል ነው, እና የቲዎሪስቶች ደስታ አይደለም.
ለረጅም ጊዜ, የሰው ልጅ በዙሪያው ያለውን አካላዊ ዓለም ለማወቅ እና ለመረዳት ይፈልጋል. በዓለማችን ውስጥ የተከሰቱት ሁሉም ማለቂያ የሌላቸው የተለያዩ አካላዊ ሂደቶች በተፈጥሮ ውስጥ በጣም አነስተኛ ቁጥር ያላቸው መሠረታዊ መስተጋብሮች በመኖራቸው ሊገለጹ ይችላሉ. አንዳቸው ከሌላው ጋር ያላቸው ግንኙነት በአጽናፈ ሰማይ ውስጥ የሰማይ አካላትን ሥርዓት ባለው መልኩ ያብራራል. የሰማይ አካላትን የሚያንቀሳቅሱ፣ ብርሃን የሚያመነጩ እና ህይወትን እራሷን የሚያደርጉ "ንጥረ ነገሮች" ናቸው (ተመልከት. መተግበሪያ
).
ስለዚህ በተፈጥሮ ውስጥ ያሉ ሁሉም ሂደቶች እና ክስተቶች የፖም መውደቅ ፣ የሱፐርኖቫ ፍንዳታ ፣ የፔንግዊን ዝላይ ወይም የሬዲዮአክቲቭ ንጥረ ነገሮች መበስበስ በነዚህ ግንኙነቶች ይከሰታሉ።
የእነዚህ አካላት ንጥረ ነገር አወቃቀሩ በተቀጣጣይ ቅንጣቶች መካከል ባለው ትስስር ምክንያት የተረጋጋ ነው.
1. የግንኙነቶች ዓይነቶች
ምንም እንኳን ቁስ ብዙ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶችን ቢይዝም በመካከላቸው አራት ዓይነት መሠረታዊ ግንኙነቶች ብቻ አሉ-ስበት ፣ ደካማ ፣ ኤሌክትሮማግኔቲክ እና ጠንካራ።
በጣም ሁሉን አቀፍ ነው የስበት ኃይል
መስተጋብር
. ሁሉም የቁሳዊ ግንኙነቶች, ያለምንም ልዩነት, ለእሱ ተገዢ ናቸው - ሁለቱም ጥቃቅን እና ማክሮቦዲዎች. ይህ ማለት ሁሉም የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች በእሱ ውስጥ ይሳተፋሉ ማለት ነው. በአለም አቀፍ የስበት ኃይል መልክ እራሱን ያሳያል. ስበት
(ከላቲን ግራቪታስ - ክብደት) በአጽናፈ ሰማይ ውስጥ በጣም ዓለም አቀፋዊ ሂደቶችን ይቆጣጠራል, በተለይም የእኛን መዋቅር እና መረጋጋት ያረጋግጣል. ስርዓተ - ጽሐይ. በዘመናዊ ፅንሰ-ሀሳቦች መሰረት, እያንዳንዱ መስተጋብር የሚነሳው የዚህ መስተጋብር ተሸካሚዎች በሚባሉት ቅንጣቶች መለዋወጥ ምክንያት ነው. የስበት መስተጋብር የሚከናወነው በመለዋወጥ ነው። ስበት
.
, ልክ እንደ ስበት, በተፈጥሮ ውስጥ ረጅም ርቀት ነው: ተጓዳኝ ኃይሎች በጣም ጉልህ በሆነ ርቀት ላይ እራሳቸውን ማሳየት ይችላሉ. የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር በአንድ ዓይነት (ኤሌክትሪክ) ክፍያዎች ይገለጻል, ነገር ግን እነዚህ ክፍያዎች ቀድሞውኑ ሁለት ምልክቶች ሊኖራቸው ይችላል - አወንታዊ እና አሉታዊ. ከስበት ኃይል በተቃራኒ ኤሌክትሮማግኔቲክ ኃይሎች ማራኪ እና አስጸያፊ ኃይሎች ሊሆኑ ይችላሉ. የተለያዩ ንጥረ ነገሮች, ቁሳቁሶች እና ህይወት ያላቸው ቲሹዎች አካላዊ እና ኬሚካላዊ ባህሪያት የሚወሰኑት በዚህ መስተጋብር ነው. እንዲሁም ሁሉንም የኤሌትሪክ እና የኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎችን ያመነጫል, ማለትም. እርስ በርስ የሚሞሉ ቅንጣቶችን ብቻ ያገናኛል. በማክሮኮስም ውስጥ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር ጽንሰ-ሐሳብ ክላሲካል ኤሌክትሮዳይናሚክስ ይባላል።
ደካማ መስተጋብር
ብዙም የማይታወቅ ውጭ ጠባብ ክብየፊዚክስ ሊቃውንት እና የስነ ፈለክ ተመራማሪዎች, ግን ይህ በምንም መልኩ አስፈላጊነቱን አይቀንስም. እዚያ ባይኖር ኖሮ ፀሀይ እና ሌሎች ከዋክብት ይወጡ ነበር ብሎ መናገር በቂ ነው, ምክንያቱም ብርሃናቸውን በሚያረጋግጡ ምላሾች ውስጥ, ደካማ መስተጋብር በጣም ጠቃሚ ሚና ይጫወታል. ደካማው መስተጋብር አጭር ክልል ነው፡ ራዲየስ ከኒውክሌር ሃይሎች 1000 ጊዜ ያህል ያነሰ ነው።
ጠንካራ መስተጋብር
- ከሌሎቹ ሁሉ በጣም ኃይለኛ. በhadrons መካከል ያለውን ግንኙነት ብቻ ይገልፃል። በአቶሚክ ኒውክሊየስ ውስጥ በኒውክሊየስ መካከል የሚሠሩ የኑክሌር ኃይሎች የዚህ ዓይነቱ መስተጋብር መገለጫ ናቸው። ከኤሌክትሮማግኔቲክ ኃይል 100 ጊዜ ያህል ጠንካራ ነው. ከኋለኛው (እንዲሁም የስበት ኃይል) ሳይሆን በመጀመሪያ ከ 10-15 ሜትር ርቀት ላይ ያለው ርቀት (በኒውክሊየስ መጠን ቅደም ተከተል) በፕሮቶን እና በኒውትሮን መካከል ያሉ ተጓዳኝ ኃይሎች በከፍተኛ ሁኔታ እየቀነሱ እና ይቆማሉ። እርስ በርስ እንዲተሳሰሩ. በሁለተኛ ደረጃ, ውስብስብ ውህዶችን በመፍጠር በሶስት ክፍያዎች (ቀለሞች) ብቻ በአጥጋቢ ሁኔታ ሊገለጽ ይችላል.
ሠንጠረዥ 1 ከዋና ዋና ቡድኖች (hadrons, lepton, መስተጋብር ተሸካሚዎች) ጋር የተያያዙ በጣም አስፈላጊ የሆኑትን የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች በግምት ያቀርባል.
ሠንጠረዥ 1
በመስተጋብር ውስጥ የመሠረታዊ የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች ተሳትፎ
የመሠረታዊ መስተጋብር በጣም አስፈላጊው ባህሪ የእርምጃው ክልል ነው. የእርምጃው ራዲየስ በንጥሎች መካከል ያለው ከፍተኛ ርቀት ነው, ከዚህም ባሻገር ግንኙነታቸው ሊረሳው ይችላል (ሠንጠረዥ 2) በትንሽ ራዲየስ ውስጥ ግንኙነቱ ይባላል አጭር እርምጃ ከትልቅ ጋር - ረጅም ርቀት .
ጠረጴዛ 2
የመሠረታዊ ግንኙነቶች ዋና ዋና ባህሪያት
ጠንካራ እና ደካማ ግንኙነቶች የአጭር ርቀት ናቸው . በንጥረ ነገሮች መካከል ያለው ርቀት እየጨመረ በመምጣቱ ጥንካሬያቸው በፍጥነት ይቀንሳል. እንዲህ ዓይነቱ መስተጋብር በአጭር ርቀት ላይ ይከሰታሉ, በስሜት ህዋሳት ለመረዳት የማይቻል ነው. በዚህ ምክንያት, እነዚህ ግንኙነቶች ውስብስብ በመጠቀም ከሌሎቹ በኋላ (በ 20 ኛው ክፍለ ዘመን ብቻ) ተገኝተዋል የሙከራ መገልገያዎች. የኤሌክትሮማግኔቲክ እና የስበት ግንኙነቶች ረጅም ርቀት ናቸው . እንዲህ ዓይነቱ መስተጋብር በንጥሎች መካከል ያለው ርቀት እየጨመረ በሄደ መጠን ቀስ በቀስ ይቀንሳል እና የተወሰነ የእርምጃ ክልል አይኖረውም.
2. መስተጋብር እንደ የቁስ አወቃቀሮች ግንኙነት
በአቶሚክ ኒውክሊየስ ውስጥ, በፕሮቶን እና በኒውትሮን መካከል ያለው ትስስር ይወሰናል ጠንካራ መስተጋብር . በምድራዊ ሁኔታዎች ውስጥ የንጥረ ነገሩን መረጋጋት የሚያመጣው ልዩ የሆነ ዋና ጥንካሬ ይሰጣል.
ደካማ መስተጋብር ከጠንካራው አንድ ሚሊዮን እጥፍ ያነሰ ኃይለኛ። እርስ በርስ ከ 10-17 ሜትር ባነሰ ርቀት ላይ በሚገኙት በአብዛኛዎቹ የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች መካከል ይሠራል. ደካማ መስተጋብርበፀሐይ ውስጥ የዩራኒየም እና የቴርሞኑክሌር ውህደት ምላሾች ራዲዮአክቲቭ መበስበስ ተወስኗል። እንደምታውቁት, በምድር ላይ የህይወት ዋና ምንጭ የሆነው የፀሐይ ጨረር ነው.
ኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር , ረጅም ርቀት መሆን, ከጠንካራ መስተጋብር ወሰን በላይ የቁስ አካልን አወቃቀር ይወስናል. የኤሌክትሮማግኔቲክ ኃይሉ ኤሌክትሮኖችን እና ኒውክሊዎችን በአተሞች እና ሞለኪውሎች ውስጥ ያገናኛል. አተሞችን እና ሞለኪውሎችን ወደ ውስጥ ያጣምራል። የተለያዩ ንጥረ ነገሮች, ኬሚካላዊ እና ባዮሎጂካል ሂደቶችን ይወስናል. ይህ መስተጋብር በመለጠጥ፣ በግጭት፣ viscosity እና መግነጢሳዊ ኃይሎች ይገለጻል። በተለይም በአጭር ርቀት ላይ የሚገኙት የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞለኪውሎች የከርሰ ምድር ምላሽ ኃይልን ያስከትላል, በዚህ ምክንያት እኛ ለምሳሌ ወለሉ ውስጥ አንወድቅም. የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር በማክሮስኮፒክ አካላት የጋራ እንቅስቃሴ ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ አያሳድርም። ትልቅ ክብደት, እያንዳንዱ አካል በኤሌክትሪክ ገለልተኛ ስለሆነ, ማለትም. እሱ በግምት እኩል ቁጥሮች አወንታዊ እና አሉታዊ ክፍያዎችን ይይዛል።
የስበት መስተጋብር ከተገናኙ አካላት ብዛት ጋር በቀጥታ ተመጣጣኝ። በአነስተኛ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ምክንያት, በንጥረ ነገሮች መካከል ያለው የስበት መስተጋብር ከሌሎች የግንኙነቶች ዓይነቶች ጋር ሲነጻጸር አነስተኛ ነው, ስለዚህ በማይክሮ ዓለሙ ሂደቶች ውስጥ, ይህ መስተጋብር እዚህ ግባ የማይባል ነው. መስተጋብር የሚፈጥሩ አካላት ብዛት እየጨመረ ሲሄድ (ማለትም የያዙት ቅንጣቶች ቁጥር እየጨመረ ሲሄድ) በአካላት መካከል ያለው የስበት መስተጋብር ከክብደታቸው ጋር በተመጣጣኝ መጠን ይጨምራል። በዚህ ረገድ, በማክሮኮስ ውስጥ, የፕላኔቶች, የከዋክብት, የጋላክሲዎች እንቅስቃሴ, እንዲሁም በእርሻቸው ውስጥ ትናንሽ የማክሮስኮፕ አካላት እንቅስቃሴን ግምት ውስጥ ሲያስገቡ, የስበት መስተጋብር ወሳኝ ይሆናል. ከባቢ አየርን፣ ባህሮችን እና በምድር ላይ የሚኖሩ እና ህይወት የሌላቸውን ነገሮች ሁሉ ይይዛል፣ ምድር በፀሐይ ዙሪያ የምትሽከረከር፣ ፀሀይን በጋላክሲ ውስጥ ትዞራለች። የስበት መስተጋብር ለዋክብት አፈጣጠር እና ዝግመተ ለውጥ ትልቅ ሚና ይጫወታል። የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች መሠረታዊ መስተጋብር ልዩ ሥዕላዊ መግለጫዎችን በመጠቀም ይገለጻል ፣ በዚህ ውስጥ አንድ እውነተኛ ቅንጣት ከቀጥታ መስመር ጋር የሚዛመድ እና ከሌላ ቅንጣት ጋር ያለው መስተጋብር በነጥብ መስመር ወይም ከርቭ (ምስል 1) ይታያል።
የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች መስተጋብር ንድፎችን
የመሠረታዊ ግንኙነቶች ዘመናዊ አካላዊ ጽንሰ-ሀሳቦች በየጊዜው እየተሻሻሉ ነው. በ1967 ዓ.ም Sheldon ግላሾው።, አብዱሰላምእና ስቲቨን ዌይንበርግየኤሌክትሮማግኔቲክ እና ደካማ መስተጋብር የነጠላ ኤሌክትሮ ደካማ መስተጋብር መገለጫ የሆነበት ጽንሰ-ሀሳብ ፈጠረ። ከአንደኛ ደረጃ ቅንጣት ያለው ርቀት ከደካማ ኃይሎች (10-17 ሜትር) የድርጊት ራዲየስ ያነሰ ከሆነ በኤሌክትሮማግኔቲክ እና በደካማ መስተጋብር መካከል ያለው ልዩነት ይጠፋል. ስለዚህ የመሠረታዊ መስተጋብሮች ቁጥር ወደ ሦስት ቀንሷል.
የ "ታላቅ ውህደት" ጽንሰ-ሐሳብ.
አንዳንድ የፊዚክስ ሊቃውንት በተለይም ጂ.ጆርጂ እና ኤስ ግላሾው ወደ ከፍተኛ ሃይሎች በሚሸጋገርበት ጊዜ ሌላ ውህደት መፈጠር እንዳለበት ጠቁመዋል - የኤሌክትሮዳካክ ግንኙነትን ከጠንካራው ጋር አንድ ማድረግ። ተጓዳኝ የንድፈ ሃሳባዊ እቅዶች "ታላቁ ውህደት" ቲዎሪ ይባላሉ. እና ይህ ንድፈ ሃሳብ በአሁኑ ጊዜ በሙከራ እየተሞከረ ነው። በዚህ ንድፈ ሃሳብ መሰረት ጠንካራ፣ ደካማ እና ኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብርን በማጣመር ሁለት አይነት መስተጋብሮች ብቻ አሉ-የተዋሃዱ እና ስበት። አራቱም ግንኙነቶች የአንድ መስተጋብር ከፊል መገለጫዎች ብቻ ሊሆኑ ይችላሉ። የአጽናፈ ሰማይ አመጣጥ ጽንሰ-ሀሳብ (የቢግ ባንግ ቲዎሪ) ሲወያዩ የእንደዚህ ያሉ ግምቶች ግቢ ግምት ውስጥ ይገባል። ቲዎሪ " ቢግ ባንግ” በማለት የቁስ አካልና ጉልበት ውህደት ከዋክብትንና ጋላክሲዎችን እንዴት እንደወለዱ ያስረዳል።