A hasítás atom 1
atom szétzúzása
Azt szokták mondani, hogy kétféle tudomány - a tudomány nagy és kicsi. A hasító atom - egy nagy tudomány. Ez egy hatalmas kísérleti berendezések, hatalmas költségvetési és megkapja az oroszlánrészét a Nobel-díjat.
Miért fizikusok szükséges osztott az atom? Az egyszerű válasz -, hogy megértsék, hogy az atom - tartalmaz egy szemernyi igazság, de van egy sokkal általánosabb oka. Beszéd szó arról a felosztása a atom nem egészen helyes. Tény, hogy beszélünk az ütközés nagy energiájú részecskék. Az ütközés a szubatomi részecskék nagy sebességgel mozog, van egy születés egy új világot a kölcsönhatások és a mezők. Erőtlenség könyv hatalmas darab anyag, repülő az ütközés után, vannak tele a természet titkait, hogy a „teremtés” temették el a mélyben az atom.
Telepítés, amelyen az ütközés nagy energiájú részecskék - Részecskegyorsítók - sztrájkolnak a méret és a költség. Ők elérheti a több kilométer átmérőjű, és összehasonlítva őket még laboratórium, ahol tanulni ütközés részecskék tűnik apró. Más területeken kutatási felszerelések kerül egy laboratóriumban, a nagyenergiájú fizika laboratórium kapcsolódnak a gázpedált. A közelmúltban, az Európai Nukleáris Kutatási Szervezet (CERN) található, közel Genf, különített több száz millió dollárt, hogy építsenek egy kör alakú gyorsító. A kerülete épül erre a célra az alagút eléri a 27 km. Gyorsító lesz LEP neve (LEP, Nagy elektron-pozitron gyűrű nagy elektron-pozitron gyűrű), amelynek célja, hogy gyorsítsa fel az elektronok és antirészecskéje (pozitron) a sebesség csak a „haj” különbözik a fény sebességét. Ahhoz, hogy egy ötlet a skála az energia, képzeljük el, hogy ahelyett, hogy az elektronok olyan sebességre gyorsítják fel a címletek egy fillért sem. A ciklus végén a gyorsulás lenne rendelkezik elegendő villamos energia előállítására összege $ 1000000000 .. Ez nem meglepő, hogy ilyen kísérleteket lehet végezni, hogy a fizika „nagy energiájú”. Mozgó a gyűrű belsejében egymás felé, az elektron és pozitron gerendák frontális ütközési vizsgálat, amelyben az elektronok és pozitronokat megsemmisíteni, felszabadító energia elegendő létrehozására több tucat más részecskék.
Mik ezek a részecskék? Némelyikük - a „építőkockák”, amiből épülnek: a protonok és a neutronok alkotják atommagok és elektronok kering az atommag. Egyéb részecskék jellemzően a környező anyag nem fordul elő: az életkor rendkívül rövid, és utána ők bomlanak közönséges részecskék. A fajok száma illékony rövid életű részecskék feltűnő: azok ismertek, hogy több száz. Mint a csillagok, instabil részecskék túl sok különbséget tenni a „nevek”. Sokan vannak jelölve csak görög betűket, és néhány - csak számok.
Fontos szem előtt tartani, hogy ezek a számos és különböző instabil részecskék egyáltalán nem a szó szoros értelmében az összetevők a protonok, neutronok és elektronok. Amikor szembesül, az elektronok és a nagy energiájú pozitron nem repülnek sokaságába szubatomi törmeléket. Még a nagy energiájú ütközések protonok, nyilván tagjai más tárgyak (kvarkok), általában nem oszlik alkotóelemei a szokásos értelemben. Mi történik az ütközések, a legjobb tekinthető közvetlen termelés az új részecskék ütközési energiát.
Húsz évvel ezelőtt, fizikusok teljesen érthetetlen a nagyszámú és sokféle új szubatomi részecskék, amelyek úgy tűnt, hogy nincs vége. Lehetetlen volt, hogy megértsék, miért olyan sok részecskéket. Talán az elemi részecskék, mint a lakosság az állatkert velük implicit családokhoz tartozó, de anélkül, hogy egyértelmű taxonómia. Vagy talán úgy, mint néhány optimisták, elemi részecskék tele a legfontosabb, hogy a világegyetemben? Mi figyelhető részecskefizika: kisebb és járulékos törmelék vagy kérdése felmerült a szemünk előtt körvonalai homályosan érzékelt érdekében, azt jelzi, hogy a gazdag és összetett szerkezete al-nukleáris világban? Most az ilyen struktúra nem kétséges. Mikrovilág rejlő mély és racionális rend, és elkezdjük megérteni, mi az értelme az összes ezeket a részecskéket.
Az első lépés a megértés a mikrokozmosz készítette rendszerezése minden ismert részecskék, csakúgy, mint a XVIII. biológusok voltak részletes katalógus növények és állatok. A legfontosabb jellemzői a szubatomi részecskék foglalhatnak tömeges, elektromos töltés, és a centrifugálás.
Az elektromos töltés a részecskék változik egy meglehetősen szűk, de mint láttuk, mindig többszöröse alapegysége díjat. Egyes részecskék, például foton és neutrínók nincs elektromos töltése. Ha a felelős a pozitív töltésű protonok vett 1, az elektron töltése -1.
Fejezetben. 2, bevezettük egy másik jellemzője a részecskék - centrifugálás. Azt is mindig veszi az értékeket, amelyek többszörösei alapegysége, amely történelmi okokból döntött, hogy 1/2. Így, proton, neutron, és elektron van centrifugálás 1/2, és a spin a foton egyenlő 1. Vannak részecskék centrifugálás 0, 3/2, és 2. Alapvető részecskék centrifugálás nagyobb, mint 2 nem mutatható, és teoretikusok úgy vélik, hogy a részecskék az ilyen forog ez nem létezik.
A spin egy részecske - egy fontos jellemzője, és attól függően, értéke az összes részecskék vannak osztva két osztályba. Részecskék spin 0, 1 és 2 az úgynevezett „bozonok” - után az indiai fizikus Chatendranata Bose, és részecskék félig integrált centrifugálás (azaz egy spin 1/2 vagy 3/2 -. „Fermion” után Enrico Fermi Affiliation az egyik a két osztály talán a legfontosabb jellemzői a részecskék a listában.
Egy másik fontos jellemzője a részecske - annak élettartama. Egészen a közelmúltig azt gondolták, hogy az elektronok, protonok és fotonok neutrínók teljesen stabil, azaz a Van egy végtelen élettartamot. Neutron stabil marad, amíg nem „zárva” a sejtmagban, de a szabad neutron szétesik körülbelül 15 perc. Az összes többi ismert részecskék rendkívül instabil, és életük tartomány több mikroszekundum, hogy 10-23 másodpercig. Az ilyen időintervallumok tűnik érthetetlen kicsi, de nem szabad elfelejteni, hogy a részecskék sebességgel mozog, közel a fénysebesség (és a legtöbb előállított szemcsék gyorsítók mozog pontosan ilyen sebességek), egy mikroszekundum ideig repülni egy távolság 300 m.
Instabil részecskék alávetni bomlás, ami egy kvantum folyamat, és így a bomlási mindig egy eleme kiszámíthatatlanság. Az időtartam bizonyos részei az élet nem lehet megjósolni előre. Alapján statisztikai megfontolások, az egyik csak megjósolni az átlagos élettartam. Általában beszél a felezési idő a részecskék - az az idő, amely a lakosság azonos részecskék felére csökken. A kísérlet azt mutatja, hogy a csökkenés az történik exponenciálisan (lásd. Ábra. 6), és a felezési ideje 0693 az átlagos élettartama.
A fizikusok ahhoz, hogy tudja, hogy egy adott részecske létezik - hajlamosak megérteni, mi a szerepe. A válasz erre a kérdésre tulajdonságaitól függ a részecskék a fent felsorolt, valamint a természet ható erők a részecske a külső és belső vele. Elsősorban a részecske tulajdonságait határozza meg, hogy képes (vagy képtelensége), hogy részt vegyenek az erős kölcsönhatás. A részecskék részt vesz egy erős kölcsönhatást, így egy különleges nevű osztály és Androna. A részecskék részt gyenge kölcsönhatás, és nem vesz részt az erős, úgynevezett leptonok, ami azt jelenti, „light”. Röviden ismerik egyes családokon belül.