PARVA MUNDI
O particulă elementară , ca electronul , fotonul , ori quarcul , este o particulă care nu este alcătuită din particule mai mici , care , aşadar , nu poate fi divizată , împărţită în alte particule . Cu toate acestea cercetătorii au identificat în realitatea un fenomen straniu : o particulă elementară se poate transforma în alte particule elementare . Cum este posibil aşa ceva ?
Cum se poate transforma o particulă elementară într-o altă particulă elementară ?
electron
Scale in m : h , ato m ' ^ 10 m j x
Scale in 10 '* m : 100,000,000
V |
W |
gluons |
quarks |
nucleons |
|
|
|
IO m |
nucleus |
1015m |
Proton |
nucleus ilO * I8m quark
10,000
1,000 electron <; 1
O educaţie ştiinţifică clasică ne face , credem , să acceptăm cu dificultate o asemenea idee , întrucât înţelegem că o particulă elementară are o identitate în sine , identitate dată de caracteristicile sale unice .
Dar sunt cazuri documentate care arată că particulele elementare îşi pot schimba această identitate . De exemplu , un quarc charm se dezintegrează într-o particulă mai puţin masivă ( quarcul strânge ) şi într-o particulă-forţă , bosonul W ( care , la rându-i , se dezintegrează în quarcuri up şi down ).
Ce sunt quarcurile ? Sunt particule elementare care formează protonii şi neutronii ( care alcătuiesc nucleul atomic ). Un alt exemplu de dezintegrare care presupune schimbarea identităţii unei particule este următorul : un boson W se poate transforma întrun electron şi un anti-neutrino . Dacă luăm un neutron din nucleul atomic şi-l plasăm în spaţiu gol se va dezintegra în circa 10 minute , căci neutronii sunt sunt particule stabile Neutronul se va dezintegra într-un proton , un electron şi un anti-neutrino . E adevărat , neutronul nu este o particulă elementară , dar de unde apare electronul ? De unde apare anti-neutrinul ?
Un boson Higgs ( particulă descoperită în anul 2011 şi anunţată ca atare pe A iulie 2012 ) se poate dezintegra într-un quark şi un antiquarc , iar un quarc poate emite un boson Higgs . în urma interacţiunii dintre un quark şi un antiquark cele două particule se anihilează , rezultând un boson Higgs . lată deci o serie de transformări misterioase ale particulelor elementare ... Cum e posibilă transformarea unei particule elementare într-o altă particulă elementară ?
Cum sunt posibile aceste transformări miraculoase ? Răspunsul la această întrebare vine prin intermediul teoriei câmpurilor cuantice .
Conform teoriei câmpurilor cuantice componentele fundamentale ale Universului sunt câmpurile , nu particulele . Particulele sunt , conform acestei teorii , ceea ce " vedem " atunci când ne " uităm " la câmpuri . Există câmpuri asociate particulelor elementare . Prin urmare , există câmpul electronului , câmpul quarcului şamd .
Aceste câmpuri interacţionează între ele , iar câmpurile mai " grele " se dezintegrează în câmpuri mai " uşoare ".
6 3