Elektromaqnit qarşılıqlı hissəciklər

fundamental elektromaqnit qarşılıqlı və inşa olan prinsipləri - Bu yazı təbiətin qüvvələri adlanır nə baxacağıq. Orada da bu mövzunun öyrənilməsinə yeni yanaşmaların mövcudluğu mümkünlüyü barədə izah edəcək. fizika dərsləri Məktəbdə, tələbələr "güc" anlayışının izahı ilə qarşı-qarşıyayıq. puç güc, çəkisi, elastiklik və buna bənzər bir çox gücü güc - Onlar güc çox müxtəlif ola bilər ki, məlumat. (Molekulların qarşılıqlı ilə, məsələn sürtünmə qüvvəsinin) çox tez-tez orta güc fenomen kimi onların hamısı, fundamental adlandırmaq olar. elektromaqnit qarşılıqlı də orta ola bilər - bir nəticəsi kimi. Molecular Physics Van der Waals güc nümunə verir. Həmçinin bir çox nümunələri və ibtidai hissəcik fizika verir.

Təbiət,

bizə elektromaqnit qarşılıqlı iş edir kimi, təbiətdə baş verən proseslərin mahiyyəti almaq istəyirəm. məhz bütün orta qüvvələri inşa təyin fundamental güc nədir? Hər kəs bu adlanır kimi, elektrik enerjisi fundamental ki, elektromaqnit qarşılıqlı bilir, və ya. Bu Maxwell tənliklər gələn öz ümumiləşdirmə var kulon hüquq, ilə sübut edilir. Son bütün təbii baş verən maqnit və elektrik qüvvələri təsvir edir. Yəni, bu, sübut nə elektromaqnit sahələrinin qarşılıqlı ki, - təbiətin fundamental qüvvələri. Aşağıdakı misal - ağırlıq qüvvəsi. Hətta məktəbli çəkisi onun nəzəriyyəsinə görə, həmçinin bu yaxınlarda Eynşteynin tənliklər düzgün ümumiləşdirmə var universal qravitasiya Isaaka Nyutona, qanunu haqqında bilmək və elektromaqnit qarşılıqlı güc də təbiətdə əsas amillərdir.

Bir zamanlar bu iki əsas qüvvələr yalnız var ki, iman, lakin elm tədricən bu belə deyil ki, sübut irəli gəldi. Məsələn, atom nüvəsi tapılması ilə biz nüvə enerjisi, və ya necə bütün istiqamətlərdə uçmaq niyə nüvə daxilində hissəciklər tutma prinsipi anlamaq konsepsiyası təqdim etmək idi. təbiət elektromaqnit qarşılıqlı öyrənilməsi və təsvir etmək üçün, nüvə qüvvələri ölçmək kömək necə Anlaşma. Lakin sonradan elm nüvə qüvvələri, orta və Van der Waals güc kimi bir çox təzahürləri olduğunu qənaətinə gəldi. Əslində, Quarks təmin yalnız həqiqətən fundamental qüvvələri bir-biri ilə qarşılıqlı. Sonra - orta təsiri - nüvəsindəki protonların və neytronların elektromaqnit sahələri arasında qarşılıqlı əlaqəsidir. Həqiqətən fundamental Kvarklar qarşılıqlı, gluons mübadilə edilir. Belə ki, təbiət aşkar edilmişdir həqiqətən üçüncü əsas qüvvədir.

hekayə davamı

Elementary hissəciklər tənəzzül, ağır - zəif qarşılıqlı güc - yüngül və onların tənəzzül yaxşı adlanır elektromaqnit qarşılıqlı yeni güc təsvir edir. Nə pis? təbiətdə elektromaqnit müdaxilə çox güclüdür, çünki. Və yenə, zəif qarşılıqlı nəzəriyyəsi, belə qəşəng dünyanın şəkil başlamışdır və ilk mükəmməl enerji artmışdır əgər eyni peşəkarlığı əks etdirmir, ibtidai hissəciklər tənəzzül təsvir ki, çıxdı. köhnə nəzəriyyə başqa yenidən edilmişdir niyə ki - zəif qarşılıqlı nəzəriyyəsi, bu dəfə universal olmuşdur. Bu inşa edilmişdir baxmayaraq hissəciklər elektromaqnit qarşılıqlı izah nəzəriyyəsi qalan kimi eyni prinsiplər idi. Yolda, bu gələcək onun haqqında - Müasir dövrdə dörd tədqiq və sübut fundamental qarşılıqlı və beşinci var. Bütün dörd - - qravitasiya, güclü, zəif, elektromaqnit bir prinsipi inşa edilir: hissəciklər arasında yaranan güc başqa bir paylaşma tətbiq daşıyıcısı, və ya nəticəsidir - qarşılıqlı vasitəçilik.

köməkçisi hansı? Bu foton - baxmayaraq uğurla hissəcik kütləvi olmadan, lakin elektromaqnit dalğalar və ya yüngül kvant bir kvant mübadiləsi səbəbiylə elektromaqnit müdaxilə qurur. elektromaqnit qarşılıqlı zaman, müəyyən bir qüvvə ilə ünsiyyət ittiham hissəciklər sahəsində fotonların ilə həyata keçirilir və kulon hüquq alır olunur. bir kütləsi hissəcik var - gluon, bu səkkiz növ var, bu Quarks ünsiyyət kömək edir. Bu elektromaqnit qarşılıqlı ittihamlar arasında cazibə və bu güclü olduğu ifadə edilir. Bəli, zəif qarşılıqlı ki ağır, daha kütləvi daha hansı polad hissəciklər, onlar kütləvi ki, vasitəçilər olmadan deyil. Bu aralıq vektor Bosons. Onların çəki və çəki qarşılıqlı zəifliyi ilə bağlıdır. Gravity güc mübadiləsi kvant qravitasiya sahədir. Bu hissəciklər elektromaqnit qarşılıqlı cazibə, hələ belə təcrübi hələ aşkar Gravitasyon, tədqiq kifayət qədər deyil, və kvant çəkisi biz kifayət qədər deyil və yalnız biz hələ bilməz təsvir etmək üçün, çünki.

beşinci qüvvə

güclü, zəif, elektromaqnit, qravitasiya Biz fundamental qarşılıqlı dörd növ baxdı. Qarşılıqlı - onunla bağlı deyil heç bir qarşılıqlı əlaqə yoxdur, çünki, hissəciklər mübadiləsi akt, və edə bilməz simmetriya heç bir fikirdir. Bu hissəciklər və onların kütləvi sayı müəyyən edir. kütləvi dəqiq simmetriya ilə həmişə sıfır. Belə ki, foton və gluon kütləvi sıfır, Gravitasyon bərabərdir deyil - çox. simmetriya sınıq varsa, kütləvi sıfır olmaqdan çıxar. simmetriya sınıq çünki Belə ki, ara vektor bizon, kütləvi var. dörd fundamental qarşılıqlı görürük və hiss hər şeyi izah etdi. qalan qüvvələr öz elektromaqnit coupling orta olduğunu deyirlər. Lakin, 2012-ci ildə orada elm bir sıçrayış idi və başqa hissəcik, bir dəfə məşhur aşkar edilmişdir. elm dünyasında bir inqilab da Kvarklar və Leptons arasında qarşılıqlı daşıyıcısı kimi xidmət edir, məlum olub ki, Higgs bozonunun açılışında təşkil etdi.

elm-fiziklər indi Higgs bozonu olduğu ortaya çıxdı vasitəçi olan beşinci qüvvə var idi ki, niyə ki. Symmetry burada pozuldu: Higgs bozonu kütləvi edir. Belə ki, qarşılıqlı sayı (müasir zərrəciklər fizikası söz sözü "güc" ilə əvəz olunur) beş çatdı. biz məhz orada hətta ayrı bu qarşılıqlı bilmirəm bəri Bəlkə biz, yeni kəşflər gözləyir. Bu inşa çox mümkündür və bu model, mükəmməl görünür bu gün dünyada müşahidə bütün hadisələri izah edir və olduqca tam deyil. Və bəlkə də, bir müddət sonra yeni qarşılıqlı və yeni güc olacaq. qravitasiya, elektromaqnit, güclü zəif - biz çox yavaş-yavaş hazırda fundamental qarşılıqlı var məlumdur ki, öyrəndim belə ehtimalı ən azı var. elm dünyasında müzakirə olunur supersymmetric hissəciklər, xarakteri var, əgər bütün sonra, yeni bir simmetriya varlığını deməkdir və simmetriya həmişə onların arasında vasitəçilik yeni hissəciklərin yaranması səbəb olur. Belə ki, biz daha əvvəl bilinməyən fundamental güc eşitmək kimi bir misal, elektromaqnit, zəif qarşılıqlı var ki, öyrənmək üçün sürpriz oldu. Knowledge öz təbiəti çox natamam bağlı.

qarşılıqlı əlaqə

Ən maraqlısı odur ki, hər hansı bir yeni qarşılıqlı mütləq tamamilə naməlum fenomen səbəb lazımdır. Məsələn, biz zəif qarşılıqlı haqqında öyrəndim olmasaydı, biz dağılması aşkar heç vaxt, və bu tənəzzül bizim bilik deyil, əgər nüvə reaksiya heç bir iş qeyri-mümkün olardı. nüvə reaksiyaları xəbərdar olmasaydı günəş bizə işıq saçır və necə anlamaq deyil. Bütün sonra, bu parlaq deyil, və yer üzündə həyat meydana olmaz əgər. Belə ki, qarşılıqlı olması bu həyati əhəmiyyətli olduğunu göstərir. güclü qarşılıqlı mövcuddur və deyilsə atom nüvəsindən sabit olmaz. Due elektromaqnit qarşılıqlı Earth günəş enerji alır və ona gələn işıq şüalarının planet isti. Və bütün məlum qarşılıqlı vacibdir. Burada Higgs, məsələn. Bu xilas olmazdı olmadan Higgs bozonu sahəsində birgə hissəcik kütləvi təmin oluruq. Və necə, qravitasiya qarşılıqlı olmadan planetin səthində qalmaq üçün necə? Bu yalnız bizim üçün qeyri-mümkün ola bilər, lakin heç bir şey olardı.

Tamamilə qarşılıqlı bütün, hətta biz hələ bilmirəm ki, insanlıq bilir anlayır və orada sevən hər şey üçün bir olmalıdır edir. Biz nə bilirik? Bəli, bir çox. Məsələn, biz proton nüvə sabit olduğunu bilirik. Çox bizim üçün çox əhəmiyyətli, əks halda eyni şəkildə bu onun sabitliyi, heç bir həyat olacaq. məhdud zaman dəyəri - Lakin, təcrübələr ki proton həyat gəlir. Uzun, əlbəttə, 10 ³⁴ il. Amma bu, yeni bir qarşılıqlı, gec-tez yıxılacaq o deməkdir ki, proton və bu, bəzi yeni güc tələb edir. tənəzzül protonlar artıq simmetriya yeni, daha yüksək dərəcəsi ehtimal nəzəriyyəsi mövcuddur qarşı, buna görə də, yeni qarşılıqlı olan bir şey bilmirik mövcud ola bilər.

Grand birləşməsi

təbiətin birlik bütün fundamental qarşılıqlı tikintisi yalnız prinsipidir. Bir çox suallar onlara və bu kəmiyyət şərhlər sayı ilə bağlı yaranır. Sürümleri burada bir çox inşa və onlar əldə nəticələr çox fərqlidir. bütün mümkün yollarla fundamental qarşılıqlı yalnız belə bir sıra iştirakı izah, lakin onlar sübut bina bir prinsipi var. Həmişə qarşılıqlı ən müxtəlif, tədqiqatçılar bir birləşməsi üçün çalışırıq. Ona görə də bu cür nəzəriyyələr və nəzəriyyələr Grand Unified çağırıb. Sanki dünya ağac budaqları: filiallarının bir plüralizmi və magistral həmişə eyni.

fikir birləşdirici Bütün bu nəzəriyyələr var olmasıdır. görə simmetriya itkisi üçün bir magistral, qidalanma bir bütün məlum qarşılıqlı kök şaxələnmək başladı və biz təcrübi müşahidə edə, müxtəlif fundamental qarşılıqlı formalaşır. Bu əlçatmaz gün çox yüksək enerji fizikası, təcrübələr tələb edir, çünki bu fərziyyə, hələ təsdiq edilə bilməz. Bu, çox mümkündür və bu biz bu enerji malik heç yoxdur bir variantdır. Amma bu maneə ətrafında mümkündür.

ayrı

Biz kainatın təbii sürətləndirici, və baş verən bütün proseslər var mümkün bütün məlum qarşılıqlı ortaq kökləri haqqında hətta ən cəsarətli fərziyyələr yoxlamaq üçün edir. təbiət qarşılıqlı anlaşma bir maraqlı məsələ, bəlkə də daha mürəkkəbdir. Bu xarakterli digər qüvvələri ilə çəkisi aid necə anlamaq lazımdır. Bu fundamental qarşılıqlı bu nəzəriyyə tikintisi prinsipi əsasında bütün digər oxşar olmasına baxmayaraq, ayrı-ayrı bu kimi dayanır.

Einstein elektromaqnetizm ilə keçid üçün çalışırıq, çəkisi nəzəriyyəsi alıb. Bu problemi həll etmək üçün zahiri reallıq baxmayaraq, sonra nəzəriyyə hələ baş verməyib. İndi bəşəriyyət ən azı biz güclü və zəif qarşılıqlı haqqında bilmək, bir az daha çox bilir. İndi əgər vahid nəzəriyyəsi tam tikinti, əlbəttə yenə bilik olmaması təsir edəcək. no - indiyə qədər bütün kvant fizika və çəkisi ilə diktə qanunlara riayət bəri, digər qarşılıqlı ilə bərabər ağırlıq qoymaq bilmədi. kvant nəzəriyyəsinə görə, bütün hissəciklər müəyyən sahəsində Quanta var. Amma kvant çəkisi ən azı hələ mövcud deyil. Lakin, artıq aşkar qarşılıqlı sayı ucadan hansı bir sxem ola bilər nə haqqında təkrar edir.

elektrik sahəsində

Geri 1860-ci ildə böyük XIX əsr fizik James Clerk Maxwell elektromaqnit induksiya izah etmək üçün bir nəzəriyyə yaradılması oldu. Zaman məkanında müəyyən bir nöqtədə maqnit sahəsində dəyişiklik elektrik sahəsində. bu sahədə qapalı dirijor aşkar edildikdə, induksiya cari elektrik sahəsində axır. elektromaqnit sahələri Onun nəzəriyyəsi Maxwell ehtimal əks proses sübut edir: vaxt dəyişiklik məkanda müəyyən bir nöqtədə elektrik sahəsində maqnit sahəsində tələb olunacaq əgər. Belə ki, hər hansı bir dəyişiklik müxtəlif elektrik sahəsində səbəb ola bilər, və maqnit sahəsində vaxtında elektrik alternativ maqnit sahəsində dəyişiklik əldə edə bilərsiniz. elektromaqnit - Bu dəyişənlər, vahid sahədə təşkil bir-birinə sahələri yaratmaq.

düsturlar Maksvell nəzəriyyəsi aşağıdakı ən mühüm nəticə - zaman və məkan elektromaqnit sahəsində təbliğ elektromaqnit dalğaları var ki, bir proqnozlaşdırılması, yəni. elektromaqnit sahəsində mənbəyi olunur sürətləndirilməsi elektrik ittihamı ilə hərəkət. akustik fərqli olaraq (elastik) elektromaqnit dalğalar hətta vacuo, hər hansı bir material təbliğ edə bilər. vacuo elektromaqnit müdaxilə işıq (c saniyədə = 299 792 km) sürəti ilə təbliğ edir. dalğa fərqli ola bilər. 0,005 metr on min metr Elektromaqnit dalğaları - bu bizə məlumat ötürmək üçün istifadə olunur radio dalğaları ki, heç bir naqilsiz müəyyən bir məsafə üçün siqnal deyil. antenna axır yüksək tezlikli cari yerləşdirilmişdir radio dalğalar.

dalğaları hansılardır

elektromaqnit şüalanma uzunluğu 0.005 mikrometre görünən işıq və radio dalğaları arasında sıra var olan, yəni 1 metr arasında dəyişir varsa - infraqırmızı şüalanma var. Onun buraxmaq bütün qızğın orqanları: akkumulyatorlar, soba, közərmə lampaları. Xüsusi cihazlar hətta mütləq qaranlıqda onu buraxmaq obyektlərin images almaq üçün, görünən işıq infraqırmızı şüalanma çevirmək. Görünən işıq 770 380 nanometr bir dalğa radio - rəng qırmızı bənövşəyi çevrilir. dünya haqqında informasiya böyük hissəsi biz görmə vasitəsilə almaq çünki spektrin bu hissəsi, insan həyatının çox əhəmiyyət malikdir.

elektromaqnit şüalanma bənövşəyi rəngi az bir dalğa varsa bakteriyaları öldürür ultrabənövşəyi işıq var. X-şüaları gözlə görünən deyil. Onlar çətin ki, maddi görünən işıq qeyri-şəffaf qat udmaq. X-ray insan və heyvanların daxili orqanların xəstəlikləri diaqnozu. elektromaqnit radiasiya Elementar zərrəciklərin qarşılıqlı tərəfindən və qamma radiasiya ilə əldə həyəcanlı nuclei tərəfindən emissiya edilir. yüksək enerji məhdud deyil, çünki bu elektromaqnit spektrinin ən geniş deyil. atom nuclei ərzində enerji keçid - yumşaq və nüvə reaksiyaları - sərt: Gamma radiasiya yumşaq və çətin ola bilər. Bu şüalar asanlıqla molekulları və bioloji xüsusiyyətləri aşağı çəkin. qamma şüalarının atmosferdə vasitəsilə əldə edə bilməz böyük xoşbəxtlik. Kosmosdan müşahidə qamma şüaları ola bilər. müxtəlif istiqamətlərdə səpilmə, hissəciklər onları aşağı qırılma, qamma Quanta crush nüvə atom: çox yüksək enerji elektromaqnit qarşılıqlı yüngül yaxın bir sürətlə təbliğ edir. əyləc zaman, onlar xüsusi teleskoplar görünən işıq buraxmaq.

Keçmişdən - Gələcək

bildirib ki Elektromaqnit dalğalar, Maxwell tərəfindən proqnozlaşdırılır. O, diqqətlə tədqiq və maqnit və elektrik hadisələri təsvir edilmişdir olan riyaziyyat bir az sadəlövh şəkillər Faraday, iman çalışdı. Bu Maxwell simmetriya olmaması aşkar idi. O, alternativ elektrik sahələri maqnit və əksinə yaratmaq tənliklər bir sıra sübut edə idi. Bu ki, belə sahələri iman və dirijorların bir nəhəng sürətlə bir vakuum vasitəsilə köçürülüb ayırmaq ona gətirib. Və o fiqurlu. Speed saniyədə minlərlə kilometr trohstam yaxın idi.

Bu qarşılıqlı nəzəriyyə və təcrübə var. Misal biz elektromaqnit dalğalarının mövcudluğu haqqında öyrəndim vasitəsilə açılış edir. Bu fizika tamamilə heterogen anlayışların köməyi ilə bir araya gəldi - bu, eyni qaydada fiziki fenomen kimi magnetism və elektrik, onun yalnız müxtəlif tərəflər ünsiyyət var. Nəzəriyyələr digər arxasında bir təşkil olunur, və onların hamısı bir-birinə sıx bağlıdır: elektrozəif qarşılıqlı nəzəriyyəsi, eyni mövqe burada (güclü və elektrozəif qarşılıqlı əhatə edən kvant chromodynamics birləşdirir Bütün zəif nüvə qüvvəsi və elektromaqnit və s dəqiqliyi ilə təsvir misal üçün, ) isə aşağı lakin əməliyyat davam edir. Intensiv sahələri kvant çəkisi və simli nəzəriyyəsi kimi fiziklərin alıb.

nəticələr

Bu, bizim ətraf kosmik tamamilə elektromaqnit şüalanma ilə daxilinə çıxır: ulduz və günəş, ay və digər səma cismləri, bu Earth özü və insan əlində hər telefon, və antenna stansiyaları - bütün bu müxtəlif adlar elektromaqnit dalğaları radio . obyekt infraqırmızı, radio, görünən işıq, bio-sahə şüaları, X-şüaları kimi fərqli daşıyır rəqslərinin tezliyi asılı olaraq.

bir elektromaqnit sahəsində bölüşdürülür, o, bir elektromaqnit dalğa olur. Bu molekulların və atom elektrik ittihamlar vibrasiya, sadəcə enerji tükənməz mənbəyidir. pulsuz oscillates əgər, onun hərəkət sürət və buna görə də elektromaqnit dalğaları radio edir. maqnit sahəsində dəyişikliklər varsa, sahəsində öz növbəsində, maqnit burulğan sahəsində həyəcanlandıran, elektrik burulğan ilə heyecan olunur. proses bir-birinin ardınca point əhatə, kosmik keçir.