Elektromágneses kölcsönhatás részecskéket

Ez a cikk nézd meg, mi az úgynevezett természet erői - az alapvető elektromágneses kölcsönhatás és az elveket, amelyek alapján úgy épül. Ott is elmondta a lehetőségét, hogy létezik az új megközelítések a tanulmány a témában. Az iskolában a fizika órák, a diákok szembesülnek magyarázatot a „erő”. Megtanulják, hogy a hálózati nagyon változatos lehet - a súrlódási erő, a gravitációs erő, rugalmasság és az erő a sok hasonló. Nem mindegyik nevezhető alapvető, mivel igen gyakran a jelenség a másodlagos erő (súrlódási erő, például, a maga kölcsönhatás a molekulák). Az elektromágneses kölcsönhatás is lehet másodlagos - következtében. Molekuláris fizika Példaként a Van der Waals erő. Is ad számos példát és elemi részecske fizika.

A természetben,

Szeretném, hogy a lényege a folyamatok a természetben előforduló, mivel ez teszi számunkra működik az elektromágneses kölcsönhatást. Mi is pontosan az alapvető erő, amely meghatározza az összes beépített másodlagos erők? Mindenki tudja, hogy az elektromágneses kölcsönhatás, vagy ahogy nevezik, a villamos energia alapvető fontosságú. Ezt bizonyítja a Coulomb-törvény, amely saját általánosítás fakadó Maxwell-egyenletek. Legutóbbi leírják az összes természetesen előforduló mágneses és elektromos erők. Ezért, ha bizonyítást nyer, hogy a kölcsönhatás elektromágneses mezők - alapvető természeti erők. Az alábbi példa - a gravitációs erő. Még az iskolás tudni a egyetemes tömegvonzás törvénye Isaaka Nyutona, aki nemrég kapott megfelelő általánosítása az Einstein-egyenletek, valamint az ő elmélete a gravitáció, az erő az elektromágneses kölcsönhatás alapvető jellegű is.

Egyszer régen azt hitték, hogy csak ez a két alapvető erő, de a tudomány lépett előre, fokozatosan bizonyítva, hogy ez nem így van. Például a felfedezése az atommag volt, hogy a koncepció az atomenergia, illetve hogyan kell érteni azt az elvet megőrzési részecskék belsejében a mag, hogy miért nem repül el minden irányban. Ha megértjük a elektromágneses kölcsönhatás a természetben, segített mérni a nukleáris erők, a tanulásra, és leírni. Ezt követően azonban a tudósok arra a következtetésre jutott, hogy a nukleáris erők másodlagos és sok megnyilvánulásai, mint a Van der Waals erő. Tény, hogy csak a valóban alapvető erő, amelyek a kvarkok kölcsönhatásban vannak egymással. Ezután - egy másodlagos hatás - közötti kölcsönhatás a elektromágneses mezők a protonok és a neutronok a sejtmagban. Valóban alapvető interakció kvarkok, gluonok cserélődnek. Így fedezték fel a természetben valóban a harmadik alapvető erő.

Folytatása a történetnek

Elemi részecskék bomlási, nehéz - a könnyebb, és azok bomlási leírja az új erőssége az elektromágneses kölcsönhatás, amely jól elemzi - az erejét a gyenge kölcsönhatás. Miért rossz? Mivel az elektromágneses interferencia jellegű sokkal erősebb. És ismét kiderült, hogy az elmélet gyenge kölcsönhatások, így kecsesen elindult a képen a világ, és eredetileg tökéletesen leírja a bomlási elemi részecskék, nem tükrözik az azonos posztulátumok ha az energia megnő. Éppen ezért a régi elmélet áttervezték a másikba - egy elmélet a gyenge kölcsönhatás, ezúttal bizonyult egyetemes. Bár épült ez volt az azonos elvek, mint a többi a leíró elmélet elektromágneses kölcsönhatás részecskék. A modern időkben, négy vizsgált és bizonyított alapvető kölcsönhatások és az ötödik - az úton, róla fog jönni. Mind a négy - a gravitációs, erős, gyenge, elektromágneses - épülnek egyetlen elv: generált erőt a részecskék között az eredménye egy megosztási Megvalósult hordozót, vagy más módon - közvetíteni kölcsönhatást.

Milyen egy asszisztens? Ez a foton - anélkül részecsketömeg, de ennek ellenére sikeresen épít elektromágneses interferencia miatt cserélni egy kvantum elektromágneses hullámok vagy könnyű kvantum. Az elektromágneses kölcsönhatás végzi fotonok területén töltött részecskék, amelyek kommunikálni egy bizonyos erővel, mint az idő, és kezeli a Coulomb-törvénynek. Van egy tömeg nélküli részecske - gluon, nyolc fajta, segít kommunikálni a kvarkok. Ez az elektromágneses kölcsönhatás egy vonzás között díjak, és azt mondják, hogy erős. Igen, és a gyenge kölcsönhatás nem közvetítők nélkül, amellyel acél részecskék tömege több, mint az, hogy ezek hatalmas, hogy nehéz. Ez az intermedier vektor bozonok. Súlyuk és a tömeg miatt a gyenge kölcsönhatás. A gravitáció az erő cserék kvantum gravitációs mező. Ez a vonzás az elektromágneses kölcsönhatás a részecskék, még mindig nem elég tanult, még graviton kísérletileg még nem észlelt, és a kvantum gravitáció nem vagyunk egészen ott, és csak azért, mert leírni nem tudja még.

ötödik erő

Mi úgy négyféle alapvető kölcsönhatások: erős, gyenge, elektromágneses, gravitációs. Kölcsönhatás - olyan cselekmény cseréjének részecskék és fogalma sem szimmetria nem tud, mert nincs kölcsönhatás, ami nem társul hozzá. Ez határozza meg a részecskék számát, és azok tömegét. A pontos szimmetria tömeges mindig nulla. Tehát a foton és a gluon tömege nem, akkor nullával egyenlő, a graviton - is. Ha szimmetria van törve, a tömeg már nem nulla. Így a köztes vektor bölény van tömege, mert a szimmetria van törve. A négy alapvető kölcsönhatás elmagyarázott mindent, amit látni és érezni. A maradék erőket mondják, hogy az elektromágneses csatolás másodlagos. Azonban 2012-ben volt egy áttörés a tudomány és fedezték fel a másik részecske, egyszer tett híressé. A forradalom a tudományos világ megszervezte a megnyitón a Higgs-bozon, amely, mint kiderült, egyben a hordozó közötti kölcsönhatások kvarkok és leptonok.

Ezért a tudósok, fizikusok most azt mondják, hogy volt egy ötödik erő, a közvetítő, amely kiderült, hogy a Higgs-bozon. Symmetry sérült van: a Higgs-bozon tömege. Így az interakciók száma (a szó modern részecskefizika helyébe a „hatályos”) elérte az öt. Talán várják az új felfedezések, mivel nem tudjuk pontosan, ha van még ezeken kívül interakciókat. Nagyon is lehetséges, hogy az általunk épített, és ma ez a modell, úgy tűnik, tökéletesen megmagyarázza a jelenséget figyeltek meg a világon, és még nem teljes. És talán, egy idő után nem lesz új kölcsönhatások és az új erőt. Annak valószínűsége, hogy ilyen van legalább azért, mert nagyon fokozatosan megtanulta, hogy a jelenleg ismert alapvető kölcsönhatások - erős, gyenge, elektromágneses, gravitációs. Végül is, ha ott van a természete szuperszimmetrikus részecskék, amelyek tárgyalják a tudományos világ, az azt jelenti, hogy létezik egy új szimmetria, és a szimmetria mindig együtt jár az új részecskék, amelyek közvetítik közöttük. Így hallunk egy korábban ismeretlen alapvető erő, mint egykor volt meglepve, hogy megtanulják, hogy vannak, például az elektromágneses, a gyenge kölcsönhatás. Ismeretében a saját természete nagyon hiányos.

interkonnektivitás

A legérdekesebb dolog az, hogy minden új interakciós szükségszerűen vezet egy teljesen ismeretlen jelenség. Például, ha azt még nem értesült a gyenge kölcsönhatás, mi soha nem fedezték fel az összeomlás, és ha nem volt tudomásunk a pusztulás, nem végeztek a nukleáris reakció lehetetlen lett volna. És ha nem voltak tisztában a nukleáris reakciók, nem érti, hogy a nap süt ránk. Elvégre, ha nem süt, és az élet a Földön nem keletkezhetnek. Annak érdekében, hogy a jelenléte a kölcsönhatás azt jelzi, hogy életbevágóan fontos. Ha az erős kölcsönhatást nem létezik, és az atommagok nem lenne stabil. Mivel a Föld elektromágneses kölcsönhatás energiát kap a Naptól, és a fénysugarak érkeznek tőle, meleg a bolygón. És az összes ismert kölcsönhatások alapvető fontosságúak. Itt Higgs, például. Higgs-bozon rendelkezik részecskemasszában kölcsönhatásban áll a területen, mi nélküle nem maradt fenn. És hogyan, anélkül, hogy a gravitációs kölcsönhatás marad a bolygó felszínén? Lehetetlen lenne nem csak nekünk, de semmi.

Abszolút minden kölcsönhatást, még azok is, hogy mi még nem tudni, elengedhetetlen, hogy minden, ami az emberiség tud, megért és szeret ott. Mit tudhatunk? Igen, nagyon. Például tudjuk, hogy a proton stabil a sejtmagban. Nagyon, nagyon fontos számunkra, ezt a stabilitást, egyébként ugyanúgy nem lenne élet. A kísérletek azonban azt sugallják, hogy a proton üzemidő - érték korlátozott. Hosszú, persze, 10 ³⁴ év. De ez azt jelenti, hogy előbb-utóbb szétesik, és a proton, és ez igényel némi új erő, hogy egy új interakció. Romlás ellen protonok már léteznek elmélet feltételezett új, sokkal magasabb fokú szimmetriát, ezért egy új kölcsönhatás létezhet, amiről nem tudok semmit.

Grand egyesítés

Az egység a természet az egyetlen elv építése minden alapvető kölcsönhatások. Sok kérdés merül fel kapcsolatban a számukat és indokolja e különleges mennyiséget. Változatok építettek itt nagyon sok, és nagyon különbözik a levont következtetéseket. Magyarázza meg a jelenléte csak egy ilyen számos alapvető kölcsönhatások minden lehetséges módon, de ezek egyetlen elv az épület bizonyítékokat. Mindig a legkülönbözőbb típusú interakciók, a kutatók megpróbálják olvadnak. Ezért az ilyen elméletek és elméletek az úgynevezett Grand Unified. Mintha a világ fa ágai: több ága, és a törzs mindig ugyanaz.

Azért, mert ott vannak ezek az elméletek egyesítő ötlet. A gyökere minden ismert kölcsönhatások egységes etetés a csomagtér, ami annak köszönhető, hogy a veszteség a szimmetria kezdett ág, és kialakult különböző alapvető kölcsönhatásokat, amelyek tudjuk megfigyelni kísérletileg. Ezt a hipotézist nem lehetett ellenőrizni még, mert ez szükségessé rendkívül nagyenergiájú fizika kísérleteket elérhetetlen ma. Nagyon is lehetséges, és ez egy olyan lehetőség, hogy van soha nincs birtokában ezeket az energiákat. De körül ezt az akadályt is lehetséges.

külön

Van egy univerzum, a természetes gázt, és minden folyamatok fordulnak elő benne, lehetővé teszi, hogy ellenőrizze még a legmerészebb hipotézisek közös gyökereit minden ismert kölcsönhatásokat. Egy másik érdekes feladat megértése kölcsönhatások a természetben talán még bonyolultabb. Meg kell érteni, hogyan kapcsolódnak a gravitáció a többi természet erői. Ez egy alapvető kölcsönhatás áll, mint azt elkülönítetten, annak ellenére, hogy elve szerint az építési ez az elmélet hasonlít az összes többi.

Einstein tanulmányozta az elmélet a gravitáció, megpróbálta összekapcsolni azt az elektromágnesesség. Annak ellenére, hogy a látszólagos valóság, hogy megoldja ezt a problémát, akkor az elmélet még nem történt meg. Most az emberiség ismer egy kicsit, legalább tudjuk, hogy a gyenge és erős kölcsönhatást. És ha most a teljes építési egyesített elmélet, akkor minden bizonnyal befolyásolja ismét az ismeretek hiánya. Mindeddig nem hozott gravitáció egy par a többi interakció, hiszen az összes tartsa be a törvényeket diktálják a kvantumfizika és a gravitáció - nincs. Szerint a kvantumelmélet, az összes részecske a kvantum egy bizonyos területen. De kvantumgravitációt nem létezik, legalábbis még nem. Ugyanakkor a száma már felfedezték kölcsönhatások ismétli hangosan, hogy mit nem lehet semmilyen egységes rendszer.

elektromos mező

Vissza 1860-ban a nagy tizenkilencedik század fizikus James Clerk Maxwell sikerült létrehozni egy elmélet megmagyarázni az elektromágneses indukció. Ha megváltozik a mágneses mező egy bizonyos pontot a térben egy elektromos mezőt. Ha ezen a területen megtalálható zárt vezető, az indukciós áram folyik az elektromos mező. Elméletét az elektromágneses mezők Maxwell azt bizonyítja, hogy valószínűleg fordított folyamat: ha időbeli változás az elektromos mező egy bizonyos pontot a térben lesz szükség mágneses mezőt. Tehát bármilyen változás okozhat változó elektromos mező, és be tudja szerezni a változás az elektromos váltakozó mágneses mező a mágneses mező időben. Ezek a változók, generálják egymást mezők által szervezett egyesített mező - az elektromágneses.

A legfontosabb eredmény, amely következik képletek Maxwell elmélete - egy predikciós hogy vannak elektromágneses hullámok, azaz a szaporító elektromágneses mező időben és térben. A forrás az elektromágneses mező a mozgó elektromos töltések gyorsulás. Ellentétben akusztikus (elasztikus) elektromágneses hullámok terjednek bármilyen anyagból, akár vákuumban. Elektromágneses interferencia vákuumban szaporodik fénysebesség (c = 299 792 kilométer másodpercenként). A hullámhossz eltérő lehet. Elektromágneses hullámok tízezer méter 0005 méter - ez a rádióhullámok, amelyek használják az információ átadása a számunkra, hogy ez a jel egy bizonyos távolságot nélkül vezetékek. Alkotó rádióhullámok nagyfrekvenciás áram folyik az antenna.

Mik a hullámok

Ha a hossza az elektromágneses sugárzás tól 0,005 mikrométer 1 méter, vagyis azok, amelyek közötti tartományban látható fény és a rádióhullámok - az infravörös sugárzás. Ő bocsát minden fűtött szervek: akkumulátorok, tűzhelyek, izzólámpák. Speciális eszközök átalakítani infravörös sugárzást látható fénnyé, így a tárgyak képét bocsátanak ki, még abszolút sötétségben. A látható fény bocsát ki hullámhossza 770-380 nm - a szín pirosról lila. Ez része a spektrum, illetve az emberi élet rendkívül fontos, mert a nagy része a tájékoztatás a világ keresztül érkező látást.

Ha az elektromágneses sugárzás hullámhossza kisebb, mint a lila szín ultraibolya fény elpusztítja a baktériumokat. Az X-sugarak nem szemmel látható. Alig elnyelik a látható fény átlátszatlan réteg anyagból. X-ray diagnosztizált betegségek a belső szervek az emberek és állatok. Ha az elektromágneses sugárzás által keltett kölcsönhatása az elemi részecskék és a által kibocsátott gerjesztett atommagok nyert gamma-sugárzás. Ez a leginkább széles tartományban az elektromágneses spektrum, mert nem korlátozódik a nagy energiák. Gamma-sugárzás lehet lágy és kemény: energia átmenetek atommagok - puha, és a nukleáris reakciók - merev. Ezek sugarai könnyen húzza le a molekulák és biológiai jellemzői. Nagy boldogság, hogy a légkörben a gamma-sugarak nem tud átjutni. Figyeljük gamma-sugárzás az űrből is lehet. Nagyon nagy energiák az elektromágneses kölcsönhatás terjed sebességgel közel a fény: gamma-kvantum összetörni nucleus atomok, törés őket részecskékké, szórási különböző irányokba. Fékezéskor bocsátanak ki fényt, látható speciális távcsövek.

A múlt - a jövő

Az elektromágneses hullámok, mint már említettük, megjósolta Maxwell. Gondosan tanulmányozta, és megpróbálta hinni matematika kissé naiv kép Faraday, amelyen a mágneses és elektromos jelenségek ábrázolták. Ez volt Maxwell felfedezte az aszimmetria. És, hogy képes volt bizonyítani számos egyenleteket váltakozó elektromos mező generál mágneses és fordítva. Ez oda vezetett, hogy úgy vélik, hogy az ilyen területeken, és leválnak a vezetékek mozgott vákuum néhány óriás sebességgel. És rájött, hogy. Speed közel volt trohstam ezer kilométer másodpercenként.

Ez kölcsönhatás elmélet és a kísérlet. Ennek egyik példája a nyílás, amelyen keresztül értesült a elektromágneses hullámok létezését. Ebben összejött segítségével a fizika teljesen heterogén fogalom - a mágnesesség és elektromosság, mivel ez egy fizikai jelenség ugyanabban a sorrendben, csak más oldala is van a kommunikációban. Elméletek vannak elrendezve egymás mögött, és mindegyik szorosan kapcsolódnak egymáshoz: az elmélet a elektrogyenge kölcsönhatás, például, ahol ugyanabban a helyzetben által leírt gyenge nukleáris erő és az elektromágneses, stb Mindez egyesíti kvantum-színdinamika, amely az erős és elektrogyenge kölcsönhatás (itt, pontosság míg az alacsonyabb, de a művelet folytatódik). Intenzíven tanulmányozott területeken, mint például a fizikusok kvantum gravitáció és húrelmélet.

megállapítások

Kiderült, hogy a tér a minket körülvevő teljesen áthatja az elektromágneses sugárzás: a csillagok és a Nap, a Hold és más égitestek, akkor a Föld maga, és minden telefont az ember kezében, és az antenna-állomások - mindez elektromágneses hullámokat bocsát ki különböző nevek . Attól függően, hogy a frekvencia a rezgések, ami sugárzik a tárgy különböznek infravörös, rádió, látható fény, bio-mező sugarak, röntgen és hasonlók.

Ha egy elektromágneses mező oszlik, ez lesz egy elektromágneses hullám. Ez egyszerűen egy kimeríthetetlen energiaforrás, rezeg a elektromos töltést a molekulák és atomok. És ha a töltés ingadozik, a mozgás felgyorsult, ezért elektromágneses hullámokat bocsát ki. Ha a mágneses mező megváltozik, a mező gerjeszti elektromos örvény, amely gerjeszti a mágneses örvény területén. A folyamat megy az űrben, magába egy pont a másik után.