Magnet
Magnet, seperti mainan yang melekat pada peti sejuk anda di rumah atau kasut kuda yang ditunjukkan kepada anda di sekolah, mempunyai beberapa ciri luar biasa. Pertama sekali, magnet tertarik kepada objek besi dan keluli, seperti pintu peti sejuk. Di samping itu, mereka mempunyai tiang.
Dekatkan dua magnet antara satu sama lain. Kutub selatan satu magnet akan tertarik ke kutub utara magnet yang lain. Kutub utara satu magnet menolak kutub utara magnet yang lain.
Arus magnet dan elektrik
Medan magnet dijana oleh arus elektrik, iaitu, dengan menggerakkan elektron. Elektron yang bergerak mengelilingi nukleus atom membawa cas negatif. Pergerakan cas yang diarahkan dari satu tempat ke tempat lain dipanggil arus elektrik. Arus elektrik mencipta medan magnet di sekelilingnya.
Medan ini, dengan garis dayanya, seperti gelung, meliputi laluan arus elektrik, seperti gerbang yang berdiri di atas jalan. Sebagai contoh, apabila lampu meja dihidupkan dan arus mengalir melalui wayar kuprum, iaitu, elektron dalam wayar melompat dari atom ke atom dan medan magnet yang lemah tercipta di sekeliling wayar. Dalam talian penghantaran voltan tinggi, arus jauh lebih kuat daripada lampu meja, jadi medan magnet yang sangat kuat terbentuk di sekeliling wayar talian tersebut. Oleh itu, elektrik dan kemagnetan adalah dua sisi syiling yang sama - elektromagnetisme.
Bahan berkaitan:
Mengapa kucing suka tidur di khalayak ramai?
Pergerakan elektron dan medan magnet
Pergerakan elektron dalam setiap atom mencipta medan magnet kecil di sekelilingnya. Elektron yang bergerak dalam orbit membentuk medan magnet seperti pusaran. Tetapi kebanyakan medan magnet dicipta bukan oleh pergerakan elektron dalam orbit mengelilingi nukleus, tetapi oleh pergerakan atom di sekeliling paksinya, yang dipanggil putaran elektron. Putaran mencirikan putaran elektron mengelilingi paksi, seperti pergerakan planet mengelilingi paksinya.
Kenapa bahan magnet dan bukan magnet
Dalam kebanyakan bahan, seperti plastik, medan magnet atom individu berorientasikan secara rawak dan membatalkan satu sama lain. Tetapi dalam bahan seperti besi, atom boleh diorientasikan supaya medan magnetnya bertambah, jadi sekeping keluli menjadi magnet. Atom dalam bahan disambungkan dalam kumpulan yang dipanggil domain magnetik. Medan magnet bagi satu domain individu berorientasikan satu arah. Iaitu, setiap domain adalah magnet kecil.
Sukar untuk mencari medan di mana magnet tidak akan digunakan. Mainan pendidikan, aksesori berguna dan peralatan industri yang kompleks hanyalah sebahagian kecil daripada jumlah pilihan yang benar-benar besar untuk kegunaannya. Pada masa yang sama, beberapa orang tahu bagaimana magnet berfungsi dan apakah rahsia daya tarikan mereka. Untuk menjawab soalan-soalan ini, anda perlu menyelami asas fizik, tetapi jangan risau - selaman akan menjadi pendek dan cetek. Tetapi selepas membiasakan diri dengan teori itu, anda akan mempelajari apa yang terdiri daripada magnet, dan sifat daya magnetnya akan menjadi lebih jelas kepada anda.
Elektron ialah magnet terkecil dan paling ringkas
Mana-mana bahan terdiri daripada atom, dan atom pula, terdiri daripada nukleus di sekelilingnya zarah bercas positif dan negatif - proton dan elektron - berputar. Subjek yang kita minati ialah elektron. Pergerakan mereka menghasilkan arus elektrik dalam konduktor. Di samping itu, setiap elektron adalah sumber kecil medan magnet dan, sebenarnya, magnet mudah. Cuma dalam komposisi kebanyakan bahan arah pergerakan zarah-zarah ini adalah huru-hara. Akibatnya, caj mereka mengimbangi satu sama lain. Dan apabila arah putaran sejumlah besar elektron dalam orbitnya bertepatan, daya magnet yang tetap timbul.
Peranti magnet
Jadi, kami telah menyusun elektron. Dan kini kami hampir menjawab persoalan bagaimana magnet berstruktur. Untuk membolehkan bahan menarik sekeping batu besi, arah elektron dalam strukturnya mesti bertepatan. Dalam kes ini, atom membentuk kawasan tertib yang dipanggil domain. Setiap domain mempunyai sepasang kutub: utara dan selatan. Garis pergerakan daya magnet yang berterusan melaluinya. Mereka memasuki kutub selatan dan keluar dari kutub utara. Susunan ini bermakna kutub utara akan sentiasa menarik kutub selatan magnet lain, manakala kutub seperti akan menolak.
Bagaimana magnet menarik logam
Daya magnet tidak menjejaskan semua bahan. Hanya bahan tertentu yang boleh ditarik: besi, nikel, kobalt dan logam nadir bumi. Sekeping batu besi bukanlah magnet semula jadi, tetapi apabila terdedah kepada medan magnet, strukturnya disusun semula menjadi domain dengan kutub utara dan selatan. Oleh itu, keluli boleh dimagnetkan dan mengekalkan strukturnya yang berubah untuk masa yang lama.
Bagaimanakah magnet dibuat?
Kami telah mengetahui apa yang terdiri daripada magnet. Ia adalah bahan di mana orientasi domain bertepatan. Medan magnet atau arus elektrik yang kuat boleh digunakan untuk memberikan sifat-sifat ini kepada batu. Pada masa ini, orang telah belajar membuat magnet yang sangat kuat, daya tarikannya berpuluh kali ganda lebih besar daripada berat mereka sendiri dan bertahan selama ratusan tahun. Kita bercakap tentang supermagnet nadir bumi berdasarkan aloi neodymium. Produk seberat 2-3 kg sedemikian boleh memuatkan objek seberat 300 kg atau lebih. Apakah yang terdiri daripada magnet neodymium dan apakah yang menyebabkan sifat yang menakjubkan itu?
Keluli mudah tidak sesuai untuk berjaya menghasilkan produk dengan daya tarikan yang kuat. Ini memerlukan komposisi khas yang akan membolehkan domain dipesan secekap mungkin dan mengekalkan kestabilan struktur baharu. Untuk memahami apa yang terdiri daripada magnet neodymium, bayangkan serbuk logam neodymium, besi dan boron, yang, menggunakan pemasangan industri, akan dimagnetkan oleh medan yang kuat dan disinter ke dalam struktur tegar. Untuk melindungi bahan ini, ia disalut dengan cangkerang tergalvani yang tahan lama. Teknologi pengeluaran ini membolehkan kami menghasilkan produk dalam pelbagai saiz dan bentuk. Dalam pelbagai kedai dalam talian World of Magnets anda akan menemui pelbagai jenis produk magnet untuk kerja, hiburan dan kehidupan seharian.
Apakah yang menyebabkan sesetengah logam tertarik kepada magnet? Mengapa magnet tidak menarik semua logam? Mengapakah satu sisi magnet menarik dan satu lagi menolak logam? Dan apakah yang menjadikan logam neodymium begitu kuat?
Untuk menjawab semua soalan ini, anda mesti terlebih dahulu menentukan magnet itu sendiri dan memahami prinsipnya. Magnet adalah badan yang mempunyai keupayaan untuk menarik objek besi dan keluli dan menolak beberapa yang lain disebabkan oleh tindakan medan magnet mereka. Garisan medan magnet melepasi dari kutub selatan magnet dan keluar dari kutub utara. Magnet kekal atau keras sentiasa mencipta medan magnetnya sendiri. Elektromagnet atau magnet lembut boleh mencipta medan magnet hanya dengan kehadiran medan magnet dan hanya untuk masa yang singkat semasa ia berada dalam zon tindakan medan magnet tertentu. Elektromagnet mencipta medan magnet hanya apabila elektrik melalui wayar gegelung.
Sehingga baru-baru ini, semua magnet dibuat daripada unsur logam atau aloi. Komposisi magnet menentukan kuasanya. Contohnya:
Magnet seramik, seperti yang digunakan dalam peti sejuk dan untuk menjalankan eksperimen primitif, mengandungi bijih besi sebagai tambahan kepada bahan komposit seramik. Kebanyakan magnet seramik, juga dipanggil magnet besi, tidak mempunyai daya tarikan yang banyak.
"Alnico magnet" terdiri daripada aloi aluminium, nikel dan kobalt. Mereka lebih berkuasa daripada magnet seramik, tetapi jauh lebih lemah daripada beberapa unsur yang jarang berlaku.
Magnet neodymium terdiri daripada besi, boron dan unsur neodymium, yang jarang ditemui di alam semula jadi.
Magnet kobalt-samarium termasuk kobalt dan unsur-unsur jarang samarium. Sejak beberapa tahun kebelakangan ini, saintis juga telah menemui polimer magnetik, atau yang dipanggil magnet plastik. Sesetengah daripada mereka sangat fleksibel dan plastik. Walau bagaimanapun, sesetengahnya hanya berfungsi pada suhu yang sangat rendah, manakala yang lain hanya boleh mengangkat bahan yang sangat ringan, seperti pemfailan logam. Tetapi untuk mempunyai sifat magnet, setiap logam ini memerlukan daya.
Membuat magnet
Banyak peranti elektronik moden berasaskan magnet. Penggunaan magnet untuk pengeluaran peranti bermula agak baru-baru ini, kerana magnet yang wujud dalam alam semula jadi tidak mempunyai kekuatan yang diperlukan untuk mengendalikan peralatan, dan hanya apabila orang berjaya menjadikannya lebih berkuasa barulah ia menjadi elemen yang sangat diperlukan dalam pengeluaran. Batu besi, sejenis magnetit, dianggap sebagai magnet terkuat yang terdapat di alam semula jadi. Ia mampu menarik objek kecil kepada dirinya sendiri, seperti klip kertas dan staples.Di suatu tempat pada abad ke-12, orang mendapati bahawa bijih besi boleh digunakan untuk mengmagnetkan zarah besi - ini adalah cara orang mencipta kompas. Mereka juga menyedari bahawa jika anda sentiasa menggerakkan magnet di sepanjang jarum besi, jarum menjadi magnet. Jarum itu sendiri ditarik ke arah utara-selatan. Kemudian, saintis terkenal William Gilbert menjelaskan bahawa pergerakan jarum bermagnet ke arah utara-selatan berlaku disebabkan oleh fakta bahawa planet Bumi kita sangat mirip dengan magnet besar dengan dua kutub - kutub utara dan selatan. Jarum kompas tidak sekuat magnet kekal yang digunakan hari ini. Tetapi proses fizikal yang memagnetkan jarum kompas dan kepingan aloi neodymium adalah hampir sama. Ini semua tentang kawasan mikroskopik yang dipanggil domain magnetik, yang merupakan sebahagian daripada struktur bahan feromagnetik seperti besi, kobalt dan nikel. Setiap domain ialah magnet kecil yang berasingan dengan kutub utara dan selatan. Dalam bahan feromagnetik bukan magnet, setiap kutub utara menghala ke arah yang berbeza. Domain magnet yang menunjuk ke arah yang bertentangan membatalkan satu sama lain, jadi bahan itu sendiri tidak menghasilkan medan magnet.
Dalam magnet, sebaliknya, hampir semua, atau sekurang-kurangnya kebanyakan, domain magnet menghala ke satu arah. Daripada membatalkan satu sama lain, medan magnet mikroskopik bergabung bersama untuk mencipta satu medan magnet yang besar. Lebih banyak domain menunjuk ke arah yang sama, lebih kuat medan magnet. Medan magnet setiap domain menjangkau dari kutub utara ke kutub selatannya.
Ini menjelaskan mengapa, jika anda memecahkan magnet kepada separuh, anda mendapat dua magnet kecil dengan kutub utara dan selatan. Ini juga menjelaskan mengapa kutub bertentangan menarik - garis daya keluar dari kutub utara satu magnet dan ke kutub selatan magnet yang lain, menyebabkan logam menarik dan mencipta satu magnet yang lebih besar. Tolakan berlaku mengikut prinsip yang sama - garisan daya bergerak ke arah yang bertentangan, dan akibat perlanggaran sedemikian, magnet mula menolak satu sama lain.
Membuat Magnet
Untuk membuat magnet, anda hanya perlu "mengarahkan" domain magnet logam dalam satu arah. Untuk melakukan ini, anda perlu memmagnetkan logam itu sendiri. Mari kita pertimbangkan kes dengan jarum sekali lagi: jika magnet sentiasa bergerak ke satu arah di sepanjang jarum, arah semua kawasannya (domain) sejajar. Walau bagaimanapun, anda boleh menjajarkan domain magnetik dengan cara lain, contohnya:Letakkan logam dalam medan magnet yang kuat ke arah utara-selatan. -- Gerakkan magnet ke arah utara-selatan, sentiasa memukulnya dengan tukul, menjajarkan domain magnetnya. -- Hantarkan arus elektrik melalui magnet.
Para saintis mencadangkan bahawa dua kaedah ini menerangkan bagaimana magnet semula jadi terbentuk di alam semula jadi. Para saintis lain berpendapat bahawa bijih besi magnetik menjadi magnet hanya apabila ia disambar petir. Masih yang lain percaya bahawa bijih besi dalam alam semula jadi berubah menjadi magnet pada masa pembentukan Bumi dan telah bertahan hingga ke hari ini.
Kaedah yang paling biasa untuk membuat magnet hari ini ialah proses meletakkan logam dalam medan magnet. Medan magnet berputar di sekeliling objek yang diberikan dan mula menjajarkan semua domainnya. Walau bagaimanapun, pada ketika ini mungkin terdapat ketinggalan dalam salah satu proses yang berkaitan ini, yang dipanggil histerisis. Ia mungkin mengambil masa beberapa minit untuk membolehkan domain menukar arah ke satu arah. Inilah yang berlaku semasa proses ini: Kawasan magnet mula berputar, berbaris di sepanjang garis medan magnet utara-selatan.
Kawasan yang sudah berorientasikan arah utara-selatan menjadi lebih besar, manakala kawasan sekitarnya menjadi lebih kecil. Dinding domain, sempadan antara domain jiran, berkembang secara beransur-ansur, menyebabkan domain itu sendiri berkembang lebih besar. Dalam medan magnet yang sangat kuat, beberapa dinding domain hilang sepenuhnya.
Ternyata kuasa magnet bergantung kepada jumlah daya yang digunakan untuk menukar arah domain. Kekuatan magnet bergantung pada betapa sukarnya untuk menyelaraskan domain ini. Bahan yang sukar dimagnetkan mengekalkan kemagnetannya untuk tempoh yang lebih lama, manakala bahan yang mudah dimagnetkan cenderung untuk menyahmagnetkan dengan cepat.
Anda boleh mengurangkan kekuatan magnet atau menyahmagnetkannya sepenuhnya jika anda mengarahkan medan magnet ke arah yang bertentangan. Anda juga boleh menyahmagnetkan bahan jika anda memanaskannya ke titik Curie, i.e. had suhu keadaan ferroelektrik di mana bahan mula kehilangan kemagnetannya. Suhu tinggi menyahmagnetkan bahan dan merangsang zarah magnet, mengganggu keseimbangan domain magnetik.
Mengangkut magnet
Magnet yang besar dan berkuasa digunakan dalam banyak bidang aktiviti manusia - daripada merakam data hingga mengalirkan arus melalui wayar. Tetapi kesukaran utama dalam menggunakannya dalam amalan ialah cara mengangkut magnet. Semasa pengangkutan, magnet boleh merosakkan objek lain, atau objek lain boleh merosakkannya, menjadikannya sukar atau hampir mustahil untuk digunakan. Di samping itu, magnet sentiasa menarik pelbagai serpihan feromagnetik, yang kemudiannya sangat sukar dan kadang-kadang berbahaya untuk disingkirkan.Oleh itu, semasa pengangkutan, magnet yang sangat besar diletakkan di dalam kotak khas atau bahan feromagnetik hanya diangkut, dari mana magnet dibuat menggunakan peralatan khas. Pada dasarnya, peralatan tersebut adalah elektromagnet mudah.
Mengapa magnet "melekat" antara satu sama lain?
Anda mungkin tahu dari kelas fizik anda bahawa apabila arus elektrik melalui wayar, ia mewujudkan medan magnet. Dalam magnet kekal, medan magnet juga dicipta oleh pergerakan cas elektrik. Tetapi medan magnet dalam magnet terbentuk bukan disebabkan oleh pergerakan arus melalui wayar, tetapi disebabkan oleh pergerakan elektron.
Ramai orang percaya bahawa elektron adalah zarah kecil yang mengorbit nukleus atom, seperti planet yang mengorbit matahari. Tetapi seperti yang dijelaskan oleh ahli fizik kuantum, pergerakan elektron adalah lebih kompleks daripada ini. Pertama, elektron mengisi orbital berbentuk cangkang bagi atom, di mana ia bertindak sebagai zarah dan gelombang. Elektron mempunyai cas dan jisim dan boleh bergerak ke arah yang berbeza.
Dan walaupun elektron atom tidak bergerak jarak jauh, pergerakan sedemikian sudah cukup untuk mencipta medan magnet yang kecil. Dan kerana elektron berpasangan bergerak ke arah yang bertentangan, medan magnet mereka membatalkan satu sama lain. Dalam atom unsur feromagnetik, sebaliknya, elektron tidak berpasangan dan bergerak dalam satu arah. Sebagai contoh, besi mempunyai sebanyak empat elektron tidak bersambung yang bergerak dalam satu arah. Kerana mereka tidak mempunyai medan penentang, elektron ini mempunyai momen magnet orbital. Momen magnet ialah vektor yang mempunyai magnitud dan arahnya sendiri.
Dalam logam seperti besi, momen magnet orbital menyebabkan atom-atom jiran sejajar di sepanjang garis daya utara-selatan. Besi, seperti bahan feromagnetik lain, mempunyai struktur kristal. Semasa ia sejuk selepas proses pemutus, kumpulan atom dari orbit berputar selari berbaris dalam struktur kristal. Beginilah cara domain magnetik terbentuk.
Anda mungkin perasan bahawa bahan yang menghasilkan magnet yang baik juga mampu menarik magnet itu sendiri. Ini berlaku kerana magnet menarik bahan dengan elektron tidak berpasangan yang berputar ke arah yang sama. Dalam erti kata lain, kualiti yang mengubah logam menjadi magnet juga menarik logam kepada magnet. Banyak unsur lain adalah diamagnet - ia diperbuat daripada atom tidak berpasangan yang mencipta medan magnet yang menolak sedikit magnet. Beberapa bahan tidak berinteraksi dengan magnet sama sekali.
Pengukuran medan magnet
Medan magnet boleh diukur menggunakan instrumen khas, seperti meter fluks. Ia boleh diterangkan dalam beberapa cara: -- Garis medan magnet diukur dalam webers (WB). Dalam sistem elektromagnet, fluks ini dibandingkan dengan arus.
Kekuatan medan, atau ketumpatan fluks, diukur dalam Tesla (T) atau dalam unit Gauss (G). Satu Tesla bersamaan dengan 10,000 Gauss.
Kekuatan medan juga boleh diukur dalam weber setiap meter persegi. -- Magnitud medan magnet diukur dalam ampere per meter atau oersteds.
Mitos tentang magnet
Kami menjumpai magnet sepanjang hari. Ia, sebagai contoh, dalam komputer: cakera keras merekodkan semua maklumat menggunakan magnet, dan magnet juga digunakan dalam banyak monitor komputer. Magnet juga merupakan sebahagian daripada televisyen tiub sinar katod, pembesar suara, mikrofon, penjana, transformer, motor elektrik, pita kaset, kompas dan meter kelajuan kereta. Magnet mempunyai sifat yang menakjubkan. Mereka boleh mendorong arus dalam wayar dan menyebabkan motor elektrik berputar. Medan magnet yang cukup kuat boleh mengangkat objek kecil atau haiwan kecil. Kereta api pengangkatan magnet menghasilkan kelajuan tinggi hanya disebabkan oleh tolakan magnet. Menurut majalah Wired, sesetengah orang malah memasukkan magnet neodymium kecil ke dalam jari mereka untuk mengesan medan elektromagnet.Peranti pengimejan resonans magnetik, yang beroperasi menggunakan medan magnet, membolehkan doktor memeriksa organ dalaman pesakit. Doktor juga menggunakan medan berdenyut elektromagnet untuk melihat sama ada tulang patah sembuh dengan baik selepas kesan. Medan elektromagnet yang serupa digunakan oleh angkasawan yang berada dalam graviti sifar untuk masa yang lama untuk mengelakkan ketegangan otot dan patah tulang.
Magnet juga digunakan dalam amalan veterinar untuk merawat haiwan. Sebagai contoh, lembu sering mengalami traumatic reticulopericarditis, penyakit kompleks yang berkembang pada haiwan ini, yang sering menelan objek logam kecil bersama dengan makanannya yang boleh merosakkan dinding perut, paru-paru atau jantung haiwan itu. Oleh itu, selalunya sebelum memberi makan lembu, petani berpengalaman menggunakan magnet untuk membersihkan makanan mereka dari bahagian kecil yang tidak boleh dimakan. Walau bagaimanapun, jika lembu itu telah menelan logam berbahaya, maka magnet itu diberikan kepadanya bersama makanannya. Magnet alnico yang panjang dan nipis, juga dipanggil "magnet lembu", menarik semua logam dan menghalangnya daripada merosakkan perut lembu. Magnet sedemikian sangat membantu untuk menyembuhkan haiwan yang sakit, tetapi lebih baik untuk memastikan tiada unsur berbahaya masuk ke dalam makanan lembu. Bagi orang, mereka dikontraindikasikan daripada menelan magnet, kerana apabila mereka masuk ke bahagian badan yang berlainan, mereka akan tetap tertarik, yang boleh menyebabkan menghalang aliran darah dan pemusnahan tisu lembut. Oleh itu, apabila seseorang menelan magnet, dia memerlukan pembedahan.
Sesetengah orang percaya bahawa terapi magnet adalah masa depan perubatan kerana ia adalah salah satu rawatan yang paling mudah tetapi berkesan untuk banyak penyakit. Ramai orang telah menjadi yakin dengan tindakan medan magnet dalam amalan. Gelang magnet, rantai, bantal dan banyak produk lain yang serupa adalah lebih baik daripada pil dalam merawat pelbagai jenis penyakit - daripada arthritis hingga kanser. Sesetengah doktor juga percaya bahawa segelas air bermagnet sebagai langkah pencegahan boleh menghilangkan penampilan kebanyakan penyakit yang tidak menyenangkan. Di Amerika, kira-kira $500 juta dibelanjakan setiap tahun untuk terapi magnetik, dan orang di seluruh dunia membelanjakan purata $5 bilion untuk rawatan sedemikian.
Penyokong terapi magnet mempunyai tafsiran yang berbeza tentang kegunaan kaedah rawatan ini. Ada yang mengatakan bahawa magnet itu mampu menarik zat besi yang terkandung dalam hemoglobin dalam darah, seterusnya melancarkan peredaran darah. Yang lain mendakwa bahawa medan magnet entah bagaimana mengubah struktur sel jiran. Tetapi pada masa yang sama, kajian saintifik tidak mengesahkan bahawa penggunaan magnet statik boleh melegakan seseorang daripada kesakitan atau menyembuhkan penyakit.
Sesetengah penyokong juga mencadangkan agar semua orang menggunakan magnet untuk membersihkan air di rumah mereka. Seperti yang dikatakan pengeluar sendiri, magnet besar boleh membersihkan air keras dengan mengeluarkan semua aloi feromagnetik yang berbahaya daripadanya. Walau bagaimanapun, saintis mengatakan bahawa bukan ferromagnet yang menjadikan air keras. Lebih-lebih lagi, dua tahun penggunaan magnet dalam amalan tidak menunjukkan sebarang perubahan dalam komposisi air.
Tetapi walaupun magnet tidak mungkin mempunyai kesan penyembuhan, ia masih bernilai untuk dikaji. Siapa tahu, mungkin pada masa hadapan kita akan menemui sifat berguna magnet.
Pemahaman kita tentang struktur asas jirim telah berkembang secara beransur-ansur. Teori atom struktur jirim menunjukkan bahawa tidak semua di dunia berfungsi seperti yang kelihatan pada pandangan pertama, dan kerumitan pada satu tahap mudah dijelaskan pada peringkat terperinci seterusnya. Sepanjang abad kedua puluh, selepas penemuan struktur atom (iaitu, selepas kemunculan model Bohr atom), usaha saintis tertumpu pada membongkar struktur nukleus atom.
Pada asalnya diandaikan bahawa terdapat hanya dua jenis zarah dalam nukleus atom - neutron dan proton. Walau bagaimanapun, bermula pada tahun 1930-an, saintis semakin mula memperoleh hasil eksperimen yang tidak dapat dijelaskan dalam rangka model Bohr klasik. Ini menyebabkan saintis percaya bahawa nukleus sebenarnya adalah sistem dinamik pelbagai zarah, yang pembentukan, interaksi dan pereputan pantas memainkan peranan penting dalam proses nuklear. Menjelang awal 1950-an, kajian zarah asas ini, seperti yang dipanggil, telah mencapai barisan hadapan sains fizikal."
elementy.ru/trefil/46
“Teori umum interaksi adalah berdasarkan prinsip kesinambungan.
Langkah pertama dalam mencipta teori umum ialah pewujudan prinsip abstrak kesinambungan kepada dunia yang benar-benar wujud yang kita perhatikan di sekeliling kita. Hasil daripada perwujudan sedemikian, penulis membuat kesimpulan tentang kewujudan struktur dalaman vakum fizikal. Vakum ialah ruang yang terus diisi dengan zarah asas - bion - pelbagai pergerakan, susunan dan persatuan yang boleh menerangkan semua kekayaan dan kepelbagaian alam dan minda.
Akibatnya, teori am baru dicipta, yang, berdasarkan satu prinsip, dan oleh itu visual (bahan) yang sama, konsisten dan berkaitan secara logik, dan bukannya zarah maya, menggambarkan fenomena dan fenomena semula jadi minda manusia.
Tesis utama ialah prinsip kesinambungan.
Prinsip kesinambungan bermaksud tiada satu proses yang benar-benar wujud di alam boleh bermula secara spontan dan berakhir tanpa kesan. Semua proses yang boleh diterangkan oleh formula matematik hanya boleh dikira menggunakan hubungan atau fungsi berterusan. Semua perubahan mempunyai sebabnya, kelajuan penghantaran sebarang interaksi ditentukan oleh sifat persekitaran di mana objek berinteraksi. Tetapi objek ini sendiri, seterusnya, mengubah persekitaran di mana ia berada dan berinteraksi.
\
Medan ialah satu set elemen yang mana operasi aritmetik ditakrifkan. Medan juga berterusan - satu elemen medan melepasi yang lain dengan lancar, adalah mustahil untuk menunjukkan sempadan di antara mereka.
Takrifan bidang ini juga mengikut prinsip kesinambungan. Ia (definisi) memerlukan penerangan tentang elemen yang bertanggungjawab untuk semua jenis medan dan interaksi.
Dalam teori umum interaksi, berbeza dengan teori mekanik kuantum yang dominan pada masa ini dan teori relativiti, unsur sedemikian ditakrifkan secara eksplisit.
Unsur ini ialah bio. Seluruh ruang Alam Semesta, baik vakum dan zarah, terdiri daripada bion. Bion ialah dipol asas, iaitu zarah yang terdiri daripada dua cas bersambung, sama saiz tetapi berbeza dalam tanda. Jumlah cas bion ialah sifar. Struktur terperinci bion ditunjukkan pada halaman Struktur vakum fizikal.
\
Tidak mustahil untuk menunjukkan sempadan bion (analogi yang jelas dengan atmosfera Bumi, yang sempadannya tidak dapat ditentukan dengan tepat), kerana semua peralihan sangat, sangat lancar. Oleh itu, hampir tiada geseran dalaman antara bion. Walau bagaimanapun, pengaruh "geseran" sedemikian menjadi ketara pada jarak yang jauh, dan diperhatikan oleh kami sebagai anjakan merah.
Medan elektrik dalam teori umum interaksi.
Kewujudan medan elektrik di mana-mana kawasan ruang akan mewakili zon yang terletak secara konsisten dan berorientasikan bion dengan cara tertentu.
b-i-o-n.ru/_mod_files/ce_image...
Medan magnet dalam teori umum interaksi.
Medan magnet akan mewakili konfigurasi dinamik tertentu lokasi dan pergerakan bion.
b-i-o-n.ru/theory/elim/
Medan elektrik ialah kawasan ruang di mana vakum fizikal mempunyai struktur tersusun tertentu. Dengan adanya medan elektrik, vakum mengenakan daya pada cas elektrik ujian. Kesan ini disebabkan oleh lokasi bion di kawasan ruang tertentu.
Malangnya, kita masih belum dapat menembusi misteri bagaimana cas elektrik berfungsi. Jika tidak, gambar berikut akan muncul. Sebarang caj, biarkan ia negatif sebagai contoh, mewujudkan orientasi berikut bagi bion di sekeliling dirinya - medan elektrostatik.
Bahagian utama tenaga adalah kepunyaan cas, yang mempunyai saiz tertentu. Dan tenaga medan elektrik ialah tenaga susunan tertib bion (setiap susunan mempunyai asas tenaga). Ia juga jelas bagaimana caj jauh "berasa" antara satu sama lain. "Organ sensitif" ini adalah berorientasikan bio dengan cara tertentu. Mari kita perhatikan satu lagi kesimpulan penting. Kadar penubuhan medan elektrik ditentukan oleh kelajuan putaran bion supaya ia menjadi berorientasikan berkenaan dengan cas seperti yang ditunjukkan dalam rajah. Dan ini menjelaskan mengapa kelajuan penubuhan medan elektrik adalah sama dengan kelajuan cahaya: dalam kedua-dua proses, bion mesti memindahkan putaran antara satu sama lain.
Setelah mengambil langkah mudah seterusnya, kita boleh mengatakan dengan yakin bahawa medan magnet mewakili konfigurasi dinamik seterusnya bagi bion.
b-i-o-n.ru/theory/elim
Perlu diingat bahawa medan magnet tidak nyata dalam apa-apa cara sehingga terdapat objek yang ia mampu mempengaruhi (jarum kompas atau cas elektrik).
Prinsip superposisi medan magnet. Paksi putaran bion menduduki kedudukan pertengahan, bergantung pada arah dan kekuatan medan yang berinteraksi.
Kesan medan magnet pada cas yang bergerak.
"
Medan magnet tidak bertindak pada cas semasa diam, kerana bion berputar akan mencipta ayunan cas sedemikian, tetapi kita tidak akan dapat mengesan ayunan tersebut kerana kekecilannya.
Anehnya, dalam buku teks tidak saya temui bukan sahaja jawapan, tetapi juga soalan yang jelas harus timbul dalam setiap orang yang mula mengkaji fenomena magnetik.
Inilah soalannya. Mengapakah momen magnet litar pembawa arus tidak bergantung pada bentuk litar ini, tetapi hanya pada luasnya? Saya berpendapat bahawa soalan seperti itu tidak ditanya dengan tepat kerana tiada siapa yang tahu jawapannya. Berdasarkan idea kami, jawapannya adalah jelas. Medan magnet litar ialah jumlah medan magnet bagi bion. Dan bilangan bion yang mencipta medan magnet ditentukan oleh luas litar dan tidak bergantung pada bentuknya."
Jika anda melihat dengan lebih luas, tanpa masuk ke dalam teori, magnet berfungsi dengan berdenyut medan magnet. Terima kasih kepada denyutan ini, keteraturan pergerakan zarah daya, timbul daya umum yang mempengaruhi objek sekeliling. Kesan dipindahkan oleh medan magnet, di mana zarah dan kuanta juga boleh dilepaskan.
Teori bion membezakan bion sebagai zarah asas. Anda lihat betapa asasnya ia.
Teori ruang graviton mengenal pasti graviton sebagai kuantum seluruh alam semesta. Dan memberikan undang-undang asas yang mengawal alam semesta.
n-t.ru/tp/ns/tg.htm Teori ruang graviti
"Dialektik pembangunan sains terdiri daripada pengumpulan kuantitatif konsep abstrak tersebut ("setan"), menggambarkan lebih banyak lagi corak alam semula jadi, yang pada peringkat tertentu mencapai tahap kerumitan kritikal Penyelesaian krisis sedemikian selalunya memerlukan lompatan kualitatif, semakan mendalam terhadap konsep asas, menghapuskan "debit" daripada abstraksi terkumpul, mendedahkan intipati bermaknanya dalam bahasa teori generalisasi baharu.
*
TPG mendalilkan kewujudan fizikal (sebenar) ruang transitif, unsur-unsur yang, dalam rangka teori ini, dipanggil graviton.
*
Itu. Kami menganggap bahawa ruang fizikal graviti (PG) yang memastikan kesalinghubungan universal objek fizikal boleh diakses oleh pengetahuan kami, dan merupakan bahan minimum yang diperlukan yang tanpa pengetahuan saintifik adalah mustahil pada dasarnya.
*
TPG mendalilkan diskret dan tidak boleh dibahagikan asas graviti, ketiadaan sebarang struktur dalaman. Itu. Graviton, dalam rangka kerja TPG, bertindak sebagai zarah asas mutlak, dekat dalam pengertian ini dengan atom Democritus. Dalam erti kata matematik, graviton ialah set kosong (set-null).
*
Sifat utama dan satu-satunya graviton ialah keupayaannya untuk menyalin sendiri, menghasilkan graviton baharu. Sifat ini mentakrifkan hubungan susunan tidak sempurna yang ketat pada set PG: gi< gi+1, где gi – гравитон-родитель и gi+1 – дочерний гравитон, являющийся копией родителя. Это отношение интенсионально определяет ПГ как транзитивное и антирефлексивное множество, из чего следует также его асимметричность и антисимметричность.
*
TPG menyatakan kesinambungan dan ketumpatan maksimum PG, mengisi seluruh alam semesta yang boleh diakses oleh pengetahuan sedemikian rupa sehingga mana-mana objek fizikal di Alam Semesta ini boleh dikaitkan dengan subset bukan kosong PG, yang secara unik menentukan kedudukan objek ini dalam PG, dan oleh itu di Alam Semesta.
*
PG ialah ruang metrik. Sebagai metrik PG semulajadi, kita boleh memilih bilangan peralihan minimum dari satu graviton jiran ke graviton yang lain, yang diperlukan untuk menutup rantai transitif yang menghubungkan sepasang graviton, jarak antara yang kita tentukan.
"
Sifat-sifat graviton membolehkan kita bercakap tentang sifat kuantum konsep ini. Graviton adalah kuantum gerakan, direalisasikan dalam tindakan graviton menyalin dirinya dan "kelahiran" graviton baru. Dalam erti kata matematik, perbuatan ini boleh dimasukkan ke dalam surat-menyurat dengan menambah satu kepada nombor asli yang sedia ada.
"
Satu lagi akibat daripada gerakan PG yang betul ialah fenomena resonans yang menjana zarah asas maya, khususnya foton sinaran latar belakang gelombang mikro kosmik.
*
Menggunakan konsep asas TPG, kami telah membina model fizikal ruang, yang bukan bekas pasif objek fizikal lain, tetapi ia sendiri secara aktif berubah dan bergerak. Malangnya, tiada instrumen yang boleh difikirkan akan memberi kita peluang untuk mengkaji secara langsung aktiviti GHG, kerana graviton meresap semua objek, berinteraksi dengan unsur terkecil struktur dalaman mereka. Namun begitu, kita boleh mendapatkan maklumat yang bermakna tentang pergerakan graviton dengan mengkaji corak dan fenomena resonans yang dipanggil sinaran relik, yang sebahagian besarnya disebabkan oleh aktiviti GHG.
*
Sifat interaksi graviti
“Graviti itu harus menjadi sifat intrinsik, wujud dan penting bagi jirim, dengan itu membolehkan mana-mana jasad bertindak ke atas jasad lain pada jarak jauh melalui vakum, tanpa sebarang perantara yang melaluinya dan melaluinya tindakan dan daya itu boleh dihantar dari satu jasad ke satu lagi, bagi saya nampaknya suatu kemustahilan yang terang-terangan sehingga, dalam keyakinan saya yang mendalam, tidak seorang pun yang sama sekali berpengalaman dalam hal-hal falsafah dan dikurniakan kebolehan berfikir akan bersetuju dengannya.” (dari surat Newton kepada Richard Bentley).
**
Dalam rangka kerja TPG, graviti dilucutkan sifat dayanya dan ditakrifkan sepenuhnya dengan tepat sebagai corak pergerakan objek fizikal yang "mengikat" graviti bebas dengan keseluruhan isipadu struktur dalamannya, kerana graviti bebas menembusi sebarang objek fizikal, menjadi elemen penting dalam struktur dalamannya. Semua objek fizikal "menyerap" graviti, memutarbelitkan percambahan isotropik GHG adalah disebabkan oleh objek angkasa yang agak rapat dan besar membentuk gugusan padat, berjaya mengimbangi pengembangan GHG dalam kelompok. Tetapi kelompok-kelompok ini sendiri, dipisahkan oleh jumlah GHG sedemikian, percambahan yang tidak dapat mereka imbangi, semakin cepat tersebar, semakin besar volum GHG yang memisahkannya. Itu. mekanisme yang sama menentukan kedua-dua kesan "tarikan" dan kesan pengembangan galaksi.
***
Sekarang mari kita pertimbangkan dengan lebih terperinci mekanisme "penyerapan" graviti oleh objek fizikal. Keamatan "penyerapan" sedemikian sangat bergantung pada struktur dalaman objek dan ditentukan oleh kehadiran struktur tertentu dalam struktur ini, serta bilangannya. "Penyerapan" graviti graviton bebas adalah mekanisme yang paling mudah dan paling lemah, yang tidak memerlukan sebarang struktur khas yang terlibat dalam tindakan "penyerapan" sedemikian; Mana-mana jenis interaksi lain menggunakan zarah interaksi yang sepadan dengan jenis ini, ditakrifkan pada subset graviti tertentu, oleh itu kecekapan interaksi sedemikian adalah lebih tinggi dalam tindakan interaksi, banyak graviti "diserap" bersama-sama dengan zarah yang ditakrifkan pada mereka . Mari kita perhatikan juga bahawa dalam interaksi sedemikian salah satu objek mesti bertindak dalam peranan yang sama seperti yang dimainkan PG dalam interaksi graviti, i.e. ia mesti menghasilkan lebih banyak zarah baharu bagi interaksi tertentu, menggunakan untuk aktiviti sedemikian struktur yang sangat khusus yang kami nyatakan di atas. Oleh itu, skema umum mana-mana interaksi sentiasa kekal sama, dan kuasa interaksi ditentukan oleh "isipadu" zarah interaksi dan aktiviti sumber yang menjananya."
Seseorang boleh memahami interaksi magnetik sebagai model penjanaan dan penyerapan zarah asas medan magnet. Selain itu, zarah mempunyai frekuensi yang berbeza, dan oleh itu medan berpotensi terbentuk, yang terdiri daripada tahap ketegangan, pelangi. Zarah "terapung" di sepanjang tahap ini. Mereka boleh diserap oleh zarah lain, sebagai contoh, ion kekisi kristal beberapa logam, tetapi pengaruh medan magnet pada mereka akan berterusan. Logam tertarik pada badan magnet.
Teori superstring, walaupun namanya, melukiskan gambaran yang jelas tentang dunia. Lebih baik: ia menyerlahkan banyak trajektori interaksi di dunia.
ergeal.ru/other/superstrings.htm Teori Superstring (Dmitry Polyakov)
"Jadi, rentetan adalah sejenis ciptaan utama dalam Alam Semesta yang boleh dilihat.
Objek ini bukan material, walau bagaimanapun, ia boleh dibayangkan dalam bentuk beberapa jenis benang yang diregangkan, tali atau, sebagai contoh, tali biola yang terbang dalam ruang masa sepuluh dimensi.
Terbang dalam sepuluh dimensi, objek lanjutan ini juga mengalami getaran dalaman. Daripada getaran ini (atau oktaf) semua jirim datang (dan, seperti yang akan menjadi jelas kemudian, bukan sahaja jirim). Itu. semua kepelbagaian zarah dalam alam semula jadi hanyalah oktaf yang berbeza dari satu ciptaan yang akhirnya primordial - rentetan. Satu contoh yang baik bagi dua oktaf berbeza yang berasal daripada rentetan tunggal ialah graviti dan cahaya (graviton dan foton). Benar, terdapat beberapa kehalusan di sini - adalah perlu untuk membezakan antara spektrum rentetan tertutup dan terbuka, tetapi kini butiran ini harus ditinggalkan.
Jadi, bagaimana untuk mengkaji objek sedemikian, bagaimana sepuluh dimensi timbul, dan bagaimana untuk mencari pemadatan sepuluh dimensi yang betul kepada dunia empat dimensi kita?
Tidak dapat "menangkap" rentetan itu, kami mengikuti jejaknya dan memeriksa trajektorinya. Sama seperti trajektori titik ialah garis melengkung, trajektori objek lanjutan satu dimensi (rentetan) ialah PERMUKAAN dua dimensi.
Oleh itu, secara matematik, teori rentetan ialah dinamik permukaan rawak dua dimensi yang tertanam dalam ruang dimensi yang lebih tinggi.
Setiap permukaan tersebut dipanggil LEMBARAN DUNIA.
Secara umum, semua jenis simetri memainkan peranan yang sangat penting di Alam Semesta.
Daripada simetri model fizikal tertentu, seseorang sering boleh membuat kesimpulan yang paling penting tentang dinamik (model), evolusi, mutasinya, dsb.
Dalam Teori Rentetan, simetri batu asas seperti itu dipanggil. INVARAMETRIZASI SEMULA (atau “kumpulan difeomorfisme”). Invarian ini, bercakap dengan sangat kasar dan lebih kurang, bermaksud yang berikut. Mari kita bayangkan secara mental seorang pemerhati "duduk" pada salah satu helaian dunia "disapu" oleh rentetan. Di tangannya adalah pembaris yang fleksibel, dengan bantuannya dia meneliti sifat geometri permukaan Lembaran Dunia. Jadi, sifat geometri permukaan jelas tidak bergantung pada pengijazahan pembaris. Kebebasan struktur Helaian Dunia daripada skala "pembaris mental" dipanggil Invarian Pengukuran Semula (atau invarian R).
Walaupun kesederhanaan yang jelas, prinsip ini membawa kepada akibat yang sangat penting. Pertama sekali, adakah ia sah pada tahap kuantum?
^
Roh adalah medan (gelombang, getaran, zarah), kebarangkalian pemerhatian adalah negatif.
Bagi seorang rasionalis, ini, sudah tentu, tidak masuk akal: lagipun, kebarangkalian klasik bagi sebarang peristiwa sentiasa terletak di antara 0 (apabila peristiwa itu pasti tidak akan berlaku) dan 1 (apabila, sebaliknya, ia pasti akan berlaku).
Walau bagaimanapun, kemungkinan Roh muncul adalah negatif. Ini adalah salah satu definisi Roh yang mungkin. Definisi apofatik. Dalam hal ini, saya teringat definisi Cinta oleh Abba Dorotheus: “Tuhan adalah pusat bulatan Dan manusia adalah radii, orang mendekati Pusat seperti radii pusat.”
Jadi, mari kita ringkaskan hasil pertama.
Kami bertemu dengan Pemerhati, yang diletakkan di Helaian Dunia dengan pembaris. Dan pengijazahan penguasa, pada pandangan pertama, adalah sewenang-wenangnya, dan Lembaran Dunia tidak peduli dengan Arbitrariness ini.
Indifference (atau simetri) ini dipanggil Reparameterization Invariance (R-invariance, kumpulan diffeomorphisms).
Keperluan untuk menghubungkan Ketidakpedulian dengan Ketidakpastian membawa kepada kesimpulan bahawa Alam Semesta adalah sepuluh dimensi.
Malah, semuanya agak rumit.
Dengan hanya mana-mana penguasa, sudah tentu, tiada siapa yang akan membenarkan pemerhati masuk ke Senarai Dunia. Dunia sepuluh dimensi adalah cerah, ketat dan tidak bertolak ansur dengan sebarang halangan. Untuk sebarang lelucon dengan Lembaran Dunia, penguasa bajingan itu akan diambil selama-lamanya dan dia akan disebat dengan baik, seperti seorang Protestan.
^
Tetapi jika Pemerhati itu bukan seorang Protestan, dia diberi Raja yang ditentukan sekali dan untuk selamanya, disahkan, tidak berubah selama berabad-abad, dan dengan Raja Tunggal yang dipilih dengan ketat ini dia dibenarkan masuk ke Senarai Dunia.
Dalam Teori Superstring, ritual ini dipanggil "pengunci tolok."
Hasil daripada menetapkan penentukuran, Faddeev-Popov Spirits timbul.
Roh-roh inilah yang menyerahkan Raja kepada Pemerhati.
Walau bagaimanapun, pilihan penentukuran hanyalah eksoterik semata-mata, fungsi polis dari Faddeev-Popov Spirits. Misi eksoterik dan maju Spirits ini adalah untuk memilih pemadatan yang betul dan, seterusnya, untuk menjana soliton dan Chaos dalam dunia yang dipadatkan.
Bagaimana sebenarnya ini berlaku adalah soalan yang sangat halus dan tidak sepenuhnya jelas; Saya akan cuba menghuraikan proses ini secara ringkas dan sejelas mungkin, meninggalkan butiran teknikal sebanyak mungkin.
Semua ulasan mengenai Teori Superstring mengandungi apa yang dipanggil. Teorem tentang Ketiadaan Roh. Teorem ini menyatakan bahawa Roh, walaupun mereka menentukan pilihan penentukuran, namun tidak secara langsung mempengaruhi getaran rentetan (getaran yang menjana jirim). Dalam erti kata lain, mengikut teorem, spektrum rentetan tidak mengandungi Roh, i.e. Ruang Roh benar-benar terpisah daripada pancaran jirim, dan Roh tidak lebih daripada artifak penentukuran penentukuran. Kita boleh mengatakan bahawa ini adalah Roh - akibat daripada ketidaksempurnaan pemerhati, yang sama sekali tidak berkaitan dengan dinamik rentetan. Ini adalah keputusan klasik, lebih kurang benar dalam beberapa kes. Walau bagaimanapun, kebolehgunaan teorem ini adalah terhad, kerana semua bukti yang diketahui tidak mengambil kira satu nuansa yang sangat penting. Nuansa ini berkaitan dengan apa yang dipanggil. "pelanggaran simetri lukisan."
Apa itu? Pertimbangkan getaran sewenang-wenang rentetan: contohnya, pancaran cahaya (foton). Ternyata terdapat beberapa cara yang berbeza untuk menggambarkan emanasi ini. Iaitu, dalam teori rentetan, emanasi diterangkan menggunakan apa yang dipanggil. "pengendali puncak". Setiap pancaran sepadan dengan beberapa pengendali puncak yang dikatakan setara. Pengendali yang setara ini berbeza antara satu sama lain dengan "nombor semangat" mereka, i.e. struktur Dukhov Faddeev-Popov.
Setiap perihalan yang setara dengan emanasi yang sama dipanggil Gambar. Ada yang dipanggil "kebijaksanaan konvensional", menegaskan kesetaraan Lukisan, i.e. pengendali puncak dengan nombor angin yang berbeza. Andaian ini dikenali sebagai "simetri perubahan gambar bagi operator bucu".
"Kebijaksanaan konvensional" ini secara diam-diam tersirat dalam bukti Teorem Ketiadaan. Walau bagaimanapun, analisis yang lebih teliti menunjukkan bahawa simetri ini tidak wujud (lebih tepat lagi, ia wujud dalam beberapa kes dan rosak dalam yang lain). Disebabkan pelanggaran Simetri Gambar, Teorem yang disebutkan di atas juga dilanggar dalam beberapa kes. Dan ini bermakna - Roh memainkan peranan langsung dalam getaran rentetan, ruang jirim dan Roh tidak bebas, tetapi saling berkaitan dengan cara yang paling halus.
Persilangan ruang ini memainkan peranan penting dalam pemadatan dinamik dan pembentukan Chaos. "
Satu lagi visi teori Superstring elementy.ru/trefil/21211
"Pelbagai versi teori rentetan kini dianggap sebagai pesaing utama untuk tajuk teori universal komprehensif yang menerangkan sifat semua perkara. Dan ini adalah sejenis Holy Grail ahli fizik teori yang terlibat dalam teori zarah asas dan kosmologi. Teori sejagat (juga teori semua perkara) mengandungi hanya beberapa persamaan yang menggabungkan seluruh badan pengetahuan manusia tentang sifat interaksi dan sifat unsur-unsur asas jirim dari mana Alam Semesta dibina Hari ini, teori rentetan telah digabungkan dengan konsep supersimetri, akibatnya teori superstrings dilahirkan, dan hari ini adalah maksimum yang telah dicapai dari segi menyatukan teori semua empat interaksi utama (daya bertindak dalam alam semula jadi).
*****
Untuk kejelasan, zarah yang berinteraksi boleh dianggap sebagai "bata" alam semesta, dan zarah pembawa boleh dianggap sebagai simen.
*****
Dalam model standard, quark bertindak sebagai blok bangunan, dan boson tolok, yang quark ini bertukar antara satu sama lain, bertindak sebagai pembawa interaksi. Teori supersimetri pergi lebih jauh dan menyatakan bahawa quark dan lepton itu sendiri bukanlah asas: semuanya terdiri daripada struktur jirim (blok binaan) yang lebih berat dan tidak ditemui secara eksperimen, disatukan oleh "simen" zarah tenaga super yang lebih kuat. -pembawa interaksi daripada kuark yang terdiri daripada hadron dan boson. Sememangnya, tiada satu pun ramalan teori supersimetri yang belum diuji dalam keadaan makmal, bagaimanapun, komponen tersembunyi hipotesis dunia material sudah mempunyai nama - contohnya, selektron (rakan kongsi supersimetri elektron), squark, dll. kewujudan zarah-zarah ini, bagaimanapun, teori-teori sebegini diramalkan dengan jelas.
*****
Gambaran Alam Semesta yang ditawarkan oleh teori-teori ini, bagaimanapun, agak mudah untuk digambarkan. Pada skala urutan 10–35 m, iaitu, 20 pesanan magnitud lebih kecil daripada diameter proton yang sama, yang merangkumi tiga quark terikat, struktur jirim berbeza daripada apa yang biasa kita lakukan walaupun pada tahap asas. zarah. Pada jarak yang begitu kecil (dan pada tenaga interaksi yang tinggi sehingga tidak dapat dibayangkan) jirim bertukar menjadi satu siri gelombang berdiri di medan, sama seperti yang teruja dalam rentetan alat muzik. Seperti tali gitar, dalam rentetan sedemikian, sebagai tambahan kepada nada utama, banyak nada atau harmonik boleh teruja. Setiap harmonik mempunyai keadaan tenaga sendiri. Menurut prinsip relativiti (lihat Teori Relativiti), tenaga dan jisim adalah setara, yang bermaksud bahawa semakin tinggi frekuensi getaran gelombang harmonik rentetan, semakin tinggi tenaganya, dan semakin tinggi jisim zarah yang diperhatikan.
Walau bagaimanapun, jika agak mudah untuk memvisualisasikan gelombang berdiri dalam tali gitar, gelombang berdiri yang dicadangkan oleh teori superstring sukar untuk digambarkan - hakikatnya ialah getaran superstrings berlaku dalam ruang yang mempunyai 11 dimensi. Kami terbiasa dengan ruang empat dimensi, yang mengandungi tiga dimensi ruang dan satu temporal (kiri-kanan, atas-bawah, hadapan-belakang, masa lalu-masa hadapan). Dalam ruang superstring, perkara lebih rumit (lihat kotak). Ahli fizik teori mengatasi masalah licin dimensi ruang "tambahan" dengan berhujah bahawa mereka "tersembunyi" (atau, dalam istilah saintifik, "dipadatkan") dan oleh itu tidak diperhatikan pada tenaga biasa.
Baru-baru ini, teori rentetan telah dikembangkan lagi dalam bentuk teori membran multidimensi - pada asasnya, ini adalah rentetan yang sama, tetapi rata. Seperti salah seorang pengarangnya bergurau santai, selaput berbeza daripada rentetan dengan cara yang sama seperti mi berbeza daripada bihun.
Mungkin ini sahaja yang boleh diceritakan secara ringkas tentang salah satu teori yang, bukan tanpa sebab, hari ini mendakwa sebagai teori universal Penyatuan Besar semua interaksi kuasa. "
ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D... Teori Superstring.
Teori universal yang menerangkan semua interaksi fizikal: elementy.ru/trefil/21216
"Terdapat empat daya asas dalam alam semula jadi, dan semua fenomena fizikal berlaku akibat interaksi antara objek fizikal yang disebabkan oleh satu atau lebih daya ini. Empat jenis interaksi, dalam susunan kekuatan menurun, ialah:
* interaksi kuat yang memegang kuark dalam hadron dan nukleon dalam nukleus atom;
* interaksi elektromagnet antara cas elektrik dan magnet;
* interaksi lemah, yang bertanggungjawab untuk beberapa jenis tindak balas pereputan radioaktif; Dan
* interaksi graviti.
Dalam mekanik Newtonian klasik, sebarang daya hanyalah daya tarikan atau tolakan yang menyebabkan perubahan sifat pergerakan badan fizikal. Walau bagaimanapun, dalam teori kuantum moden, konsep daya (kini ditafsirkan sebagai interaksi antara zarah asas) ditafsirkan agak berbeza. Interaksi daya kini dianggap sebagai hasil daripada pertukaran zarah pembawa interaksi antara dua zarah yang berinteraksi. Dengan pendekatan ini, interaksi elektromagnet antara, sebagai contoh, dua elektron adalah disebabkan oleh pertukaran foton di antara mereka, dan begitu juga, pertukaran zarah perantara lain membawa kepada kemunculan tiga jenis interaksi lain. (Lihat Model Standard untuk butiran.)
Selain itu, sifat interaksi ditentukan oleh sifat fizikal zarah pembawa. Khususnya, hukum graviti universal Newton dan hukum Coulomb mempunyai rumusan matematik yang sama dengan tepat kerana dalam kedua-dua kes pembawa interaksi adalah zarah yang tidak mempunyai jisim rehat. Interaksi yang lemah hanya muncul pada jarak yang sangat dekat (sebenarnya, hanya di dalam nukleus atom), kerana pembawanya - boson tolok - adalah zarah yang sangat berat. Interaksi yang kuat juga muncul hanya pada jarak mikroskopik, tetapi atas sebab yang berbeza: di sini semuanya mengenai "penangkapan kuark" di dalam hadron dan fermion (lihat Model Standard).
Label optimistik "teori universal," "teori segala-galanya," "teori bersatu besar," dan "teori muktamad" kini digunakan untuk mana-mana teori yang cuba menyatukan keempat-empat interaksi, melihatnya sebagai manifestasi berbeza dari beberapa kuasa tunggal dan besar. . Jika ini boleh dilakukan, gambaran struktur dunia akan dipermudahkan kepada had. Semua jirim hanya terdiri daripada quark dan lepton (lihat Model Standard), dan daya satu sifat akan bertindak antara semua zarah ini. Persamaan yang menerangkan interaksi asas antara mereka akan menjadi sangat pendek dan jelas sehingga ia boleh dimuatkan pada poskad, sambil pada dasarnya menerangkan asas setiap dan setiap proses yang diperhatikan di Alam Semesta. Menurut pemenang Hadiah Nobel, ahli fizik teori Amerika Steven Weinberg (1933–1996), “ini akan menjadi teori yang mendalam, dari mana corak gangguan struktur alam semesta akan memancar seperti anak panah ke semua arah, dan asas teori yang lebih mendalam tidak akan diperlukan pada masa hadapan.” Seperti yang dapat dilihat daripada mood subjungtif yang berterusan dalam petikan, teori sedemikian masih tidak wujud. Apa yang tinggal untuk kita lakukan ialah menggariskan kontur anggaran proses yang boleh membawa kepada pembangunan teori yang komprehensif itu.
~
Semua teori penyatuan bermula dari fakta bahawa pada tenaga interaksi yang cukup tinggi antara zarah (apabila ia mempunyai kelajuan yang hampir dengan kelajuan cahaya yang mengehadkan), "ais mencair", garis antara jenis interaksi yang berbeza dipadamkan, dan semua daya. mula bertindak sama. Selain itu, teori meramalkan bahawa ini tidak berlaku serentak untuk keempat-empat kuasa, tetapi secara beransur-ansur, apabila tenaga interaksi meningkat.
Ambang tenaga terendah di mana gabungan pertama daya pelbagai jenis boleh berlaku adalah sangat tinggi, tetapi sudah berada dalam jangkauan pemecut paling moden. Tenaga zarah pada peringkat awal Letupan Besar adalah sangat tinggi (lihat juga Alam Semesta Awal). Dalam 10-10 s pertama, mereka memastikan penyatuan daya nuklear dan elektromagnet yang lemah ke dalam interaksi elektrolemah. Hanya dari saat ini keempat-empat kuasa yang kita kenali akhirnya berpisah. Sehingga saat ini, terdapat hanya tiga daya asas: kuat, elektrolemah dan interaksi graviti.
~
Penyatuan seterusnya berlaku pada tenaga yang jauh melebihi tenaga yang boleh dicapai dalam makmal darat - ia wujud di Alam Semesta pada 10e(–35) pertama kewujudannya. Bermula daripada tenaga ini, interaksi elektrolemah bergabung dengan yang kuat. Teori yang menerangkan proses penyatuan tersebut dipanggil teori penyatuan besar (GUT). Adalah mustahil untuk mengujinya dalam tetapan eksperimen, tetapi mereka meramalkan perjalanan beberapa proses yang berlaku pada tenaga yang lebih rendah, dan ini berfungsi sebagai pengesahan tidak langsung kebenarannya. Walau bagaimanapun, pada peringkat TBT, keupayaan kami untuk menguji teori universal sudah habis. Seterusnya bermulalah bidang teori superunifikasi (SUT) atau teori sejagat - dan apabila disebut sahaja, kilauan bersinar di mata ahli fizik teori. TSR yang konsisten akan memungkinkan untuk menyatukan graviti dengan satu interaksi electroweak kuat, dan struktur Alam Semesta akan menerima penjelasan yang paling mudah."
Pencarian manusia untuk undang-undang dan formula yang menjelaskan semua fenomena fizikal diperhatikan. Carian ini termasuk proses peringkat mikro dan peringkat makro. Mereka berbeza dalam kekuatan atau tenaga yang ditukar.
Interaksi pada tahap medan magnet diterangkan oleh elektromagnetisme.
"Elektromagnetisme*
Kajian tentang fenomena elektromagnet bermula dengan penemuan Oersted. Pada tahun 1820, Oersted menunjukkan bahawa wayar yang mengalirkan arus elektrik menyebabkan jarum magnet terpesong. Beliau meneliti sisihan ini secara terperinci dari segi kualitatif, tetapi tidak memberikan peraturan umum yang mana arah penyelewengan boleh ditentukan dalam setiap kes individu. Mengikuti Oersted, penemuan datang satu demi satu. Ampere (1820) menerbitkan karya beliau mengenai tindakan arus pada arus atau arus pada magnet. Ampere mempunyai peraturan umum untuk tindakan arus pada jarum magnet: jika anda bayangkan diri anda berada di konduktor yang menghadap jarum magnet dan, lebih-lebih lagi, supaya arus diarahkan dari kaki ke kepala, maka kutub utara menyimpang ke sebelah kiri. Seterusnya kita akan melihat bahawa Ampere mengurangkan fenomena elektromagnet kepada fenomena elektrodinamik (1823). Kerja Arago juga bermula pada tahun 1820, yang menyedari bahawa wayar yang mengalir arus elektrik menarik pemfailan besi. Dia adalah orang pertama yang mengmagnetkan wayar besi dan keluli dengan meletakkannya di dalam gegelung wayar tembaga yang melaluinya arus. Dia juga berjaya mengmagnetkan jarum dengan meletakkannya dalam gegelung dan mengeluarkan balang Leyden melalui gegelung. Secara bebas daripada Arago, kemagnetan keluli dan besi oleh arus telah ditemui oleh Davy.
Penentuan kuantitatif pertama kesan arus pada magnet juga bermula pada tahun 1820 dan tergolong dalam Biot dan Savart.
Jika anda menguatkan jarum magnet kecil sn berhampiran konduktor menegak panjang AB dan menstabilkan medan bumi dengan magnet NS (Rajah 1), anda akan mendapati perkara berikut:
1. Apabila arus melalui konduktor, jarum magnet ditetapkan dengan panjangnya pada sudut tepat kepada serenjang diturunkan dari pusat jarum ke konduktor.
2. Daya yang bertindak pada satu atau kutub lain n dan s adalah berserenjang dengan satah yang ditarik melalui konduktor dan kutub ini
3. Daya yang dikenakan oleh arus tertentu yang melalui konduktor lurus yang sangat panjang bertindak pada jarum magnet adalah berkadar songsang dengan jarak dari konduktor ke jarum magnet.
Semua pemerhatian ini dan lain-lain boleh disimpulkan daripada undang-undang kuantiti asas berikut, yang dikenali sebagai undang-undang Laplace-Biot-Savart:
dF = k(imSin θ ds)/r2, (1),
di mana dF ialah tindakan unsur semasa pada kutub magnet; i - kekuatan semasa; m ialah jumlah kemagnetan, θ ialah sudut yang dibuat oleh arah arus dalam unsur dengan garis yang menghubungkan kutub ke unsur semasa; ds ialah panjang elemen semasa; r ialah jarak unsur yang dimaksudkan dari kutub; k - pekali perkadaran.
Berdasarkan undang-undang, tindakan adalah sama dengan tindak balas, Ampere membuat kesimpulan bahawa kutub magnet mesti bertindak ke atas unsur semasa dengan daya yang sama.
dФ = k(imSin θ ds)/r2, (2)
bertentangan terus ke arah daya dF, yang juga bertindak dalam arah yang sama membuat sudut tegak dengan satah yang melalui kutub dan unsur yang diberikan. Walaupun ungkapan (1) dan (2) adalah dalam persetujuan yang baik dengan eksperimen, namun, ia harus dilihat bukan sebagai undang-undang alam, tetapi sebagai cara yang mudah untuk menerangkan sisi kuantitatif proses. Sebab utama untuk ini ialah kita tidak mengetahui sebarang arus kecuali yang tertutup, dan oleh itu andaian unsur arus pada dasarnya tidak betul. Selanjutnya, jika kita menambah pada ungkapan (1) dan (2) beberapa fungsi dihadkan hanya dengan syarat kamirannya sepanjang kontur tertutup adalah sama dengan sifar, maka perjanjian dengan eksperimen itu tidak kurang lengkapnya.
Semua fakta di atas membawa kepada kesimpulan bahawa arus elektrik menyebabkan medan magnet di sekelilingnya. Untuk daya magnet medan ini, semua undang-undang yang sah untuk medan magnet secara umum mestilah sah. Khususnya, agak sesuai untuk memperkenalkan konsep garis medan magnet yang disebabkan oleh arus elektrik. Arah garis daya dalam kes ini boleh ditentukan dengan cara biasa menggunakan pemfailan besi. Jika anda melepasi wayar menegak dengan arus melalui lembaran kadbod mendatar dan taburkan habuk papan pada kadbod, maka apabila diketuk ringan, habuk papan akan disusun dalam bulatan sepusat, jika hanya konduktornya cukup panjang.
Oleh kerana garisan daya di sekeliling wayar ditutup, dan oleh kerana garisan daya menentukan laluan di mana unit kemagnetan akan bergerak dalam medan tertentu, adalah jelas bahawa adalah mungkin untuk menyebabkan kutub magnet berputar di sekeliling arus. . Peranti pertama di mana putaran sedemikian dijalankan telah dibina oleh Faraday. Jelas sekali, kekuatan arus boleh dinilai dengan kekuatan medan magnet. Sekarang kita akan sampai kepada soalan ini.
Dengan mengambil kira potensi magnet bagi arus garis lurus yang sangat panjang, kita boleh dengan mudah membuktikan bahawa potensi ini berbilang nilai. Pada titik tertentu, ia boleh mempunyai bilangan nilai berbeza yang tidak terhingga besar, berbeza antara satu sama lain sebanyak 4 kmi π, dengan k ialah pekali, huruf yang tinggal diketahui. Ini menerangkan kemungkinan putaran berterusan kutub magnet di sekeliling arus. 4 kmi π ialah kerja yang dilakukan semasa satu pusingan tiang; ia diambil daripada tenaga sumber semasa. Kepentingan khusus ialah kes arus tertutup. Kita boleh bayangkan arus tertutup dalam bentuk gelung yang dibuat pada wayar di mana arus mengalir. Gelung mempunyai bentuk sewenang-wenangnya. Kedua-dua hujung gelung digulung menjadi satu berkas (tali) dan pergi ke elemen yang jauh.