Электромагниттик ара бөлүкчөлөрү

Бул макалада кандай табият күчтөрүн деп карашат - негизги электромагниттик өз ара жана курула турган негизги. Ошондой эле, бул темага изилдөөгө жаңы ыкмалар бар болуу мүмкүндүгү тууралуу айтып берет. токойчуга класстарда мектепте окуучулар "күч" деген түшүнүк менен түшүндүрүп дуушар болууда. сүрүлүү күчү, көптөгөн окшош тартылыш серпилгичтик жана күч-күч - Алар бийлик өтө ар кандай болушу мүмкүн экенин билүүгө болот. Алардын баары эмес, көп учурда орто күч көрүнүш болуп саналат (молекулалардын өз ара менен, мисалы, сүрүлүү күчүнө,) сыяктуу, негизги деп атоого болот. электромагниттик өз ара, ошондой эле орто болушу мүмкүн - натыйжасында. Молекулалык Ааламды түртүү күчүнө мисал келтирилген. Ошондой эле көптөгөн мисалдарды жана башталгыч бөлүкчөлөр берет.

Табиятта,

Мен бул электромагниттик өз ара иштөөгө мажбур болуп, жаратылышта болуп жаткан жараяндардын нерсени алайын дедим эле. так бардык орто күчтөрүн куруп аныктайт негизги күч эмне болду экен? Ар бир электромагниттик өз ара экенин билет, же, ал эмне деп аталат да, электр энергиясын негизги болуп саналат. Бул Maxwell тендемелердин келип чыккан өз жалпылоо бар Кулон закону, далилдеп турат. Жакында бардык табигый магниттик жана электрдик күчтөр болуп сүрөттөлөт. Бул себептен улам электр тармактарында өз ара далилденсе - табияттын негизги күчтөр. төмөнкү мисал - тартылуу күчү. Ал тургай, мектеп окуучулары да жакында Эйнштейндин тендемелердин туура жалпылоону туруп, жалпы тартылуу күчү Isaaka Nyutona, мыйзам жөнүндө, ошондой эле, жердин тартылуу күчү, анын теориясы боюнча, электромагниттик өз ара күч да, табияттын негизги болуп саналат.

Бир жолу гана бул эки негизги күчтөр бар деп кабыл алынып келген эле, бирок илим акырындык менен андай эмес экенин далилдеп, алдыга чыкты. Мисалы, атом ядросунун табылгандан кийин, биз өзөктүк кубатты, же алар бардык багыттар боюнча учуп эмес, эмне үчүн ядронун ичиндеги бөлүкчөлөрдөн кармап берүү ынанымын кантип түшүнүүгө түшүнүгүн киргизүү керек болчу. Табиятта электромагниттик өз ара, изилдөө жана сүрөттөө үчүн, ядролук күчтөрдү өлчөө кантип жардам бергенин түшүнүү. Андан кийин, Бирок, окумуштуулар ядролук күчтөр орто жана түртүү күчүнө көп көрүнүштөр бар деген жыйынтыкка келген. Чынында, .Элементардык камсыз гана чындап негизги күчтөр бири-бири менен өз ара. Анан - экинчи таасир - ядросундагы протон менен нейтрон электр магниттик талаанын ортосундагы өз ара аракеттенүү болуп саналат. Чын эле, негизги .Элементардык ара эмес, глюондор алмаштырылат. Ошентип, жаратылышта табылган эле үчүнчү негизги күч болуп саналат.

Окуянын уландысы

Элементардык бөлүкчөлөр ажыроо, оор - жарык, алардын ажыроо, ошондой эле аталган электромагниттик өз ара жаңы күч-кубат, сүрөттөп боюнча - алсыз өз ара күч. Эмне үчүн жакыр? Табияттагы электромагниттик кийлигишүү канча күчтүү болот. Анан дагы, ал энергия көбөйгөн болсо, начар өз ара теориясы, ошондуктан, кадырман дүйнө жана алгач кемчиликсиз элементардык бөлүкчөлөр ажыроо сүрөттөгөн Сүрөттө баштады, ошол эле ясындагы түрдө чагылдырууга тийиш эмес экен. эски теория башка да коозураак болуп калды, ошон үчүн Ал - алсыз өз ара бир теория, бул жолу жалпы болуп чыкты. курулду да бул бөлүкчөлөрдүн электромагниттик өз ара баяндаган теориясынын калган эле негиздер боюнча болду. Азыркы убакта, төрт изилдеп, далилденген негизги өз ара бар, ал эми бешинчи - деп келет, ал жөнүндө, жолдо. Бардык төрт - тартылуу, күчтүү, алсыз, электр - бир белгилери боюнча курулган: бөлүкчөлөр ортосундагы күчүнө үлүштөш ашырылып ташуучу натыйжасы болуп саналат, же башка жол - өз ара ортомчу.

жардамчысы кандай? Бул көрсөткүч - бөлүкчө массалык жок, бирок, ошентсе да ийгиликтүү электромагниттик толкундар менен же жарык укук ³л³ш³н¼ бир Quantum алмашуу улам электромагниттик кийлигишүүнү курат. электромагниттик өз ара аны убакыттын өтүшү менен, белгилүү бир күч менен байланыш заряддуу бөлүкчөлөрдүн, жаатындагы бөлүкчөлөрүн тарабынан жүзөгө ашырылат жана Кулон закону мамиле кылат. бир massless бөлүкчөсү бар - менен глюондор, сегиз түрү бар, ал .Элементардык байланышууга жардам берет. Бул электромагниттик өз ара төлөмдөрдүн ортосундагы тартуу болуп саналат, ошондой эле күчтүү болот деп айтылат. Ооба, ал алсыз өз ара эч кандай ортомчуларсыз эмес, ал гана эмес массалык менен болот бөлүкчөлөрү менен, алар массалык да, бул оор. Бул аралык багыты bosons. Алардын салмагы жана салмагы өз ара алсыздыгы менен шартталган. Gravity күч алмашуулар өлчөмү тартылуу талаасы болуп саналат. Бул бөлүкчөлөрдүн электромагниттик өз ара тартуу, ал дагы эле окуп коюу жетишсиз, ал тургай, тажрыйбалык али табыла элек graviton, жана өлчөмү тартылуу биз таптакыр жок, ал жөн гана, анткени, биз эмес, бирок, аны мүмкүн сүрөттөө керек эмес.

бешинчи күч

Биз негизги ара төрт түрүн карап: күчтүү, алсыз, электромагниттик, тартылуу. Өз ара аракеттенүү - бөлүкчөлөрдүн алмашуу акты болуп саналат жана аны менен байланышкан эмес, өз ара кызматташтыктын жок, анткени симметрия, кыла албайм, эч кандай идея. Бул бөлүкчөлөр жана алардын массалык санын аныктайт. массасынын так симметрия менен дайыма нөлгө барабар. Ошентип, .Толкундар жана менен глюондор массалык, ал нөлгө барабар эмес, graviton - да. симметриясы сынган болсо, массалык нөл болуп калат. Ошентип, орто багыты Бизон симметриясы талкаланды, анткени, массалык маалымат бар. төрт негизги өз ара, биз көргөн жана сезген бардыгын түшүндүрүп берди. Калган күчтөр өздөрүнүн электромагниттик кошкуч орто деп эсептешет. Ошондой болсо да, 2012-жылы илимий бир ачылыш болду жана бир жолу белгилүү кылып, дагы бир бөлүкчө табылган. илим дүйнөсүндө бир төңкөрүш белгилүү болгондой эле, Хиггс бозону, ачылышын уюштурган, ошондой эле .Элементардык жана leptons ортосундагы өз ара ташуучу катары кызмат кылат.

окумуштуу-заттык азыр Хиггс бозону болуп бештен бир күч бар эле, бурулуп турган ортомчу чыккан деп ошол себептен болот. Symmetry жерде талкаланып жатат: Хиггс бозону массасы ээ. Ошентип, өз ара саны (азыркы бөлүкчөлөр менен сөзү "күч" менен алмаштырылган) беш жетти. Биз дал ушул өз ара да, өзүнчө да болсо билген жок, анткени, балким, жаңы ачылыштар менен күтүп жатабыз. Бул биз курган жатат деп айтууга болот, ал эми бүгүнкү күндө бул модель, бул кемчиликсиз дүйнөдөгү байкалган бардык кубулуштарын түшүндүрүп сезилет, жана өтө толук эмес. Ошондо, балким, бир нече убакыт өткөндөн кийин, жаңы өз ара жана жаңы күч болот. Мындай болуу ыктымалдыгы бар, жок эле дегенде, биз бара-бара билдим, анткени азыркы учурда негизги ара белгилүү - күчтүү, алсыз, электромагниттик, тартылуу. Себеби, илим дүйнөсүндө талкууланды бар, supersymmetric бөлүкчөлөр мүнөздө болсо, анда ал бир симметриянын бар экенин билдирет, жана симметриялуу дайыма алардын ортосунда ортомчу жаңы бөлүкчөлөрдөн пайда болушуна алып келет. Ошентип, биз, мисалы, электромагниттик, начар өз ара, бар экенин билүү үчүн буга чейин белгисиз болгон негизги күч, ошондой эле бир жолу күтүлбөгөн эле уккан. өз табияты абдан толук байланыштуу билим.

өз ара

абдан кызыктуу нерсе кандайдыр бир жаңы өз ара сөзсүз түрдө толугу менен белгисиз көрүнүшкө алып келиши керек. Мисалы, биз алсыз өз ара аракеттенүү жөнүндө билген эмес болсо, биз кулашынан тапкан эч качан, ал ажыроо биздин билим жок болсо, ядролук иретинде эч кандай изилдөө мүмкүн болмок эмес. Биз Атомдук кабардар болгон эмес болсо, анда күн бизге жарык кантип түшүнгөн эмес. Анткени, эгерде ал жарык эмес, жер бетинде жашоо пайда болмок эмес. Ошентип, ал өз ара катышуусу абдан маанилүү экенин көрсөтүп турат. Эгер күчтүү өз ара жок, жана атом ядролору туруктуу боло алмак эмес. Электр ара Жер Күндөн энергия алат, жана аны менен келген нурлар, планетаны жылыйт. Баары белгилүү ара абдан маанилүү болуп саналат. Бул жерде Higgs, мисалы. Хиггс бозону талаа менен өз ара бөлүкчө массалык камсыз кылат, ал тирүү калган жок, жок. Анан кантип, тартылуу өз ара эле планетанын бетинде калыш үчүн? Бул бизге, бирок бардык нерсе үчүн гана эмес, мүмкүн эмес.

Албетте, өз ара баары, ал тургай биз азырынча билбейбиз деп, адамзат, билет, тушунот жана ал жерде жакшы нерсенин зарыл. биз эмнени биле алабыз? Ооба, бир топ. Мисалы, биз протон туруктуу экенин билем. Абдан, абдан маанилүү биз үчүн, эгерде ошол эле жол менен, бул анын туруктуулугу жок жашоо мүмкүн болмок эмес. Бирок эксперименттер бул протон жашоону сунуш - убакыт Наркы чектелген. Лонг, албетте, ^{10, 34} жыл. Бирок эртедир-кечтир кулап дегенди билдирет, ошондой эле протон, бул кээ бир жаңы күчтү талап кылат, башкача айтканда, жаңы өз ара аракеттенүү болуп саналат. ажыроо протон эле симметриянын кандайдыр бир жаңы, алда канча жогорку даражасын алган теория бар каршы Демек, жаңы өз ара, биз эч нерсе билбейбиз, алардын бар болушу мүмкүн.

Гранд бириктирүү

табияттын биримдиги бардык негизги ара куруу гана принцип болуп саналат. Көптөгөн суроолор алардын санына карата пайда болгон жана бул сан себебин түшүндүргөн. Versions жерде көптөгөн куруп, алар жыйынтыктарга абдан айырмаланат. мүмкүн болгон бардык жолдор менен негизги ара сыяктуу бир катар экендигин түшүндүрүп, бирок алар далилдерди куруу бир принцип болуп саналат. Ар дайым өз ара, негизинен, ар кандай түрлөрү, изилдөөчүлөр бирине бириктирүү үчүн аракет кылып жатышат. Ошондуктан, мисалы, теориялар жана теориялары Гранд Бирдиктүү деп аталат. дүйнөлүк дарак бутактары болсо: бутактарынын кызыгат жана магистралдык дайыма бирдей болуп саналат.

Деген ойду бириктирип, бул теориялар бар, анткени ал. улам симметрия жоготуу болуп саналат чемоданды бир бир тамактануу белгилүү ара, тамыры чыгат баштады жана тажрыйбалык байкаса болот ар кандай негизги карым-жаратышкан. Бул гипотеза, бул өтө жогорку энергетикалык Physics талап кылат, эксперименттер тоолордо бүгүн, анткени, бирок тастыкталган эмес. Бул абдан мүмкүн, жана бул биз бул кыйгандан ээ эч качан жок болушу мүмкүндүгү болуп саналат. Бирок, бул тоскоолдуктарды айланып толук мүмкүн.

бөлөк

Биз ааламды, табигый акселератор, анын пайда болгон бардык иштерди, бардык белгилүү өз ара орток тамырлар тууралуу да өтө чечкиндүү гипотезаларды текшерүү үчүн мүмкүн болгон жок. табияттагы өз ара түшүнүү дагы бир кызыктуу маселе, балким, андан да татаал түзүлүшкө ээ. Ал табияттын башка күчтөр менен оордугун айтып кантип түшүнүү керек. Бул теориянын куруу Мыйзамга ылайык, башка бардык окшош карабастан, негизги өз ара, өзүнчө аны калтырган эмес.

Эйнштейн электромагниттик менен байланыштырууга аракет жасоодобуз, тартылуу теориясын изилдеген. Бул маселени чечүү үчүн алсыздыгына чындыкка карабастан, анда теориясы дагы деле боло элек. Азыр адамзат, биз күчтүү жана алсыз ара жөнүндө жок дегенде бир аз көбүрөөк билет. Эми болсо, бирдиктүү теориясын толугу менен курулуш, бул, албетте, кайрадан билимдин жетишсиздиги таасир этет. жок - Ушу кезге чейин бардык иллюзия жана оордугуна бетин мыйзамдарына баш тартып, башка өз ара менен кирүүгө олуттуу алган эмес. өлчөмү теориясы боюнча, бүт бөлүкчөлөр бир талаа Quanta болуп саналат. Бирок өлчөмү оордугу, жок эле дегенде, жок, жок, жок. Бирок, буга чейин табылган ара саны катуу бир схемасы боло албайт жөнүндө кайталайт.

электр талаасы

Артка 1860-жылы улуу он тогузунчу кылымда James Clerk Maxwell электромагниттик түшүндүрүү үчүн теорияны түзүүгө жетишкен. космосто бир пунктта магнит талаасынын бир өзгөрүү электр талаасы качан. Бул талаа жабык баруучудан табылса, дарстарында жана учурдагы электр тармагында агат. Анын теориясы электр магниттик талаанын Maxwell деп, кыязы, арткы жараянын далилдеп турат: убагында космосто белгилүү бир электр талаасы магнит талаасы талап кылынат өзгөрүү болсо. Ошентип, эч кандай өзгөрүү болгон ар кандай электр талаасын алып келиши мүмкүн, ал эми магнит талаасы убагында электр өзгөрүүчү магнит талаасынын бир өзгөрүүлөрдү алууга болот. Бул алмашма, бири-бирине, талааларды бирдиктүү талаасынын тарабынан уюштурулган пайда - электромагниттик.

абдан маанилүү, чектүү теориясын акысы төмөнкүчө натыйжасы - убакыт жана мейкиндикте бир божомол электромагниттик толкундардын бар экендигин, б.а. электромагниттик талааны жайылткан. электромагниттик талаанын булагы болууда ылдамдануу электр айып менен өзгөргөн. беби айырмаланып (ийкемдүү) электромагниттик толкундар да куру менен, кандайдыр бир материал боюнча таралат болот. куру Электромагниттик тоскоолдуктарды жарык (ш = 299 секундасына 792 км) ылдамдыгындай ылдамдык менен үгүттөшкөн. толкун узундугу ар кандай болушу мүмкүн. 0,005 метрге чейин он метр келген электромагниттик толкундар - бул биз үчүн маалыматты жеткирүү үчүн колдонулат радио толкундар, башкача айтканда, ар кандай зымдардын жок белгилүү бир аралыкта үчүн сигнал болууда. антеннага агымдар жогорку жыштык агымга түзүлгөн радио толкундар.

Кайсы бир толкун,

электромагниттик нурлануунун узундугу 1 метр 0.005 микрометр чейин өзгөрөт, анда жарык жана радио толкундар арасында диапазондо болгон адамдар б.а. - Infrared нур болуп саналат. Анын чыгарган бардык кызуу органдары: батарейкаларды, мештер, ысытуу лампалары. да абсолюттук тунарып, аны чыгарган объектилерин сүрөттөлүштү алуу үчүн атайын приборлор, көзгө жарыкка Infrared нурлануу айландыруу. Көзгө көрүнгөн нур, 770 380 нанометр чейинки узундугуна чыгарат - түсү кызыл, кочкул кызыл кайрылат. дүйнө жөнүндө маалымат көп бөлүгү бизге аян аркылуу, анткени спектри бул бөлүгү бир адамдын жашоо абдан маанилүү болгон.

электромагниттик нурдануунун да, кочкул кызыл түстөгү кеминде бир толкун узундугуна ээ болсо бактерияларды өлтүрөт кырмызы нурлар болуп саналат. Рентген нурлары көзгө көрүнгөн эмес. Алар деле материалдык көзгө көрүнгөн нур, айкын катмарларды жутушат. Рентген адамдардын жана жаныбарлардын ички органдардын оорулары диагноз. электромагниттик нурдануунун элементардык бөлүкчөлөр өз ара аракеттенүү боюнча түзүлгөн жана гамма-нурлануунун менен алынган толкунданып Ядродон чыккан болсо. Бул жогорку энергиялары менен гана чектелбейт, себеби электромагниттик аралыктын ичинде абдан арбын. атом ядросунун ичиндеги энергия өткөөлдөр - жумшак, жана Атомдук-жылы - катаал: гамма-нурлануу жумшак жана катуу болушу мүмкүн. Бул нурлар жонокой молекулаларды жана биологиялык өзгөчөлүктөрүн талкалашкан. гамма нурлары менен алууга мүмкүн эмес чөйрөдө зор бакыт. космостон гамма нурлары сактоого болот. абдан бийик кыйгандан электромагниттик өз ара жакын бир ылдамдык менен жарык үгүттөшкөн: гамма Quanta жанчып ядро атомдордун ар кандай багыттар боюнча чачкынды, бөлүкчөлөрдүн түшүп, аларды сындырып. тормоздук, алар атайын телескоптор менен көзгө көрүнгөн жарык, чыгарышат.

өткөн - Келечекте

Maxwell менен таралуучу электромагниттик толкундардын, айтылып өткөндөй,. Ал кунт коюп изилдеп, магниттик жана электрдик кубулуштар сүрөттөлгөн турган математика аз ишенчээк картинки сынуу, ыйман аракет кылышкан. Бул Maxwell симметриянын жоктугу ачкан эле. Ал электр талаалар магнит жана тескерисинче пайда тагышты тендемелердин бир катар далилдей алган болчу. Бул, мисалы, талааларды ишенип, өткөргөн бир нече ири ылдамдык менен боштук аркылуу тартып жулуп алып барышты. Ал болгон. Ылдамдыгы секундасына километр ми trohstam жакын болгон.

Бул өз ара теория жана тажрыйба керек. Мисалы, биз электромагниттик толкундардын бар экендиги жөнүндө билген аркылуу ачылышы болот. ал жактан эч гетерогендик түшүнүктөрдүн жардамы менен чогуу келип-жылы - магнит жана электр энергиясын, анда ал жөн гана ар башка тараптар байланыш бар, ошол үчүн бир физикалык кубулуш болуп саналат. Мисалы, ошол эле абалы алсыз ядролук күч жана электромагниттик, башкалар бул жерде күчтүү жана electroweak ара жаап (өлчөмү chromodynamics биригип баары, тактык менен сүрөттөлгөн, анткени, electroweak ара теориясы: теориялары менен биринин артынан бири, алардын баары бири-бири менен тыгыз байланыштуу болуп уюштурулат ал эми төмөн, бирок операция улантууда). Жигердүү жерлеринде, мисалы, заттык өлчөмү тартылуу жана сап теориясы илим катары.

жыйынтыктары

Бул бизди курчап турган мейкиндик толугу менен электромагниттик нурларды айкалышат экен: жылдыздар, күн, ай жана башка асман телолорунун, ал Жер жана адам колу менен ар кандай байланыш жана антенна участкалары - бул ар түрдүү аталыштар электромагнит толкундарын чыгарат . объект Infrared, радио, көзгө көрүнгөн жарык, био-талаа нурлары, рентген нурларынан жана ушул сыяктуу ар кандай нур ёзгёръълёр жыштыгы, жараша.

бир электромагниттик талаасы бөлүштүрүлөт, ал бир электромагниттик толкун болуп калат. Бул жөн гана энергиясын соолгус булагы болуп саналат, молекулалардын, атомдордун электрдик зарядга термеле. Акысыз oscillates болсо, анын кыймыл ылдамдайт, ошондуктан электромагниттик толкундар чыгарат. магнит талаасынын өзгөрүүлөр болсо, талаа өз кезегинде, магниттик талаа Vortex козуткан, электр Vortex козголуп жаткан. бир ойду камтыган, жараян мейкиндик аркылуу өтөт.