Si pour quelque cataclysme, toutes les connaissances scientifiques est perdu, une seule phrase à la génération suivante, comment peut avec un minimum de mots pour exprimer les informations les plus il? Je crois qu'il est l'hypothèse atomique: que tous les objets sont constitués d'atomes - ce sont des petites particules atomiques, ils ont été constamment en mouvement. Lorsque légèrement à l'écart les uns des autres attirent, serrant l'autre lorsque le temps trop serré et mutuellement exclusifs. - « Les conférences Feynman sur la physique »
Vivre dans cette ère de la science et plus à Cheung, je ne pense pas que quelques personnes (en doute? Je ne crois pas en effet) ne savent pas « est une substance composée d'atomes » ce sens commun le plus fondamental de celui-ci. Mais ce sont une centaine d'années déjà le bon sens commun sens il y a vraiment ne peut pas me laisser étudier la physique et d'autres personnes ont un sentiment de supériorité sur l'intelligence, nous devons plonger vers le bas, un atome de coupe se coucher, regardez la base de base de base de base à la fin est ce fantôme. Alors ...... nous avons lancé, mis en scène sous un magnifique grand atome. Oh, oui, ce blockbuster appelé « la physique des particules. »
Tout d'abord venir de notre point de départ ......
1
Atom (Atom)
Figure 1: atomique - noyaux et électrons autour du noyau.
Nous pouvons le savons tous, les noyaux atomiques et en nuage d'électrons autour du noyau de la composition. Nous savons aussi qu'il ya beaucoup d'atomes différents, disposés dans un tableau périodique. noyau chargé positivement Ze + (où e est une quantité de charge d'électrons portés par, et Z est le nombre atomique / nombre de protons). Z détermine le nombre d'électrons du noyau, on détermine également le type d'atomes (atomes ayant le même nombre d'atomes mais différents nombres de neutrons, isotopes) agencement dans le tableau périodique.
Modifier rappeler
Sur la table périodique, les éléments de gauche à droite et de haut en bas, ce qui augmente progressivement le nombre d'atomes. Cette commande augmente généralement avec la masse atomique est cohérente. périodique table périodique, nous pouvons très soigneusement expliqué par les règles de conservation de la mécanique quantique. La recherche sur cette échelle, des atomes appartenant cours ou physique aussi ...... Chemical Physics.
Nous pouvons être construit selon la nature d'un atome différents du tableau périodique, qui est ce qui nous a donné l'indice? Atomique (nucléaire), il est certainement pas le plus des particules de base, il y a quelque chose en dessous.
2
Et neutrons (Protons Protons et Neotrons )
Bien sûr, nous savons - le noyau est composé de protons et de neutrons. Proton chargé positivement, une masse de 1,673 × 10-27kg, et les neutrons non chargés, une masse de 1,675 × 10-27kg, seulement un peu plus que les protons de poids. (Il n'y a aucune raison pour laquelle les gens pensent que le neutron est plus lourd que le proton un peu, parce qu'il est absorbé par le turned-électron-proton? Quoi qu'il en soit, je le lycée est si naïf de penser.) Rayon des protons et des neutrons sont seulement 10-15 mètres. Ils se sont joints ensemble par une force forte.
Figure 2: Structure du proton à gauche par deux quark (charge: + 2 / 3e × 2) et un quark inférieur (charge: -1 / 3e) configuration; droite montre l'image de la structure du neutron, par un précédemment quark (charge: + 2 / 3e) et deux quark inférieur (charge: -1 / 3E x 2) configuration.
La recherche sur ce niveau, nous appelons la physique nucléaire. Comme une autre branche de la physique, qui est le noyau principal de recherche. Le principal problème des physiciens nucléaires considèrent comment ses composantes (un tas de protons et neutrons) pour expliquer les propriétés des noyaux atomiques. Nous voyons donc, le noyau n'est pas le blockbuster de protagoniste.
3
Quark (Quarks )
Protons et les neutrons ne sont pas essentielles, elles sont composées de points en forme de particules connues sous le nom quark, quark liés entre eux par le moyen d'échange de particules sub de gomme (de gluons). Protons (neutrons) est principalement dérivés du GLUON de polymérisation leur ensemble, plutôt que quark.
Figure 3: des atomes, des électrons, des protons, des neutrons et quark illustrés. Atom est constitué de noyaux et d'électrons, le noyau est composé de protons et de neutrons, protons et neutrons par quarks, de sorte quark ce qui le constitue? Nous ne savons pas.
La compréhension actuelle de quarks et de gluons ne pense pas Structure interne . Les scientifiques pensent que quarks, des électrons et d'autres particules (voir ci-dessous pour le modèle standard) est à l'heure actuelle des particules les plus fondamentales. Physique des particules ce drame, raconte la rivalité entre ces particules et les particules qui les composent. Sans oublier, ces physiciens directeur qui donnent vraiment l'ensemble, bien que sur le bug, mais aussi à une grande satisfaction du public - le « modèle standard ». Ce qui suit de sérieux à dire ......
4
Zoo de particules (particules Zoo )
Au cours des cent dernières années, les particules (particules sous atomique) nous avons trouvé beaucoup plus que le type d'atome. Notre simple coup
1897 Thomson a découvert l'électron (e);
1932 Chadwick découvre le neutron (n);
1932 Anderson a découvert le positron (e +);
1937 trouvé leptons p et neutrino accompagne () dans les rayons cosmiques;
± a découvert en 1947 dans les muons cosmiques, kaon;
1950 trouvé 0 mésons dans les rayons cosmiques;
50 incroyables, des accélérateurs et détecteurs de particules ont toutes sortes de grand développement. Matériel pour garder, donc hors de contrôle, une variété de nouvelles particules découvre constamment, ce que les particules ô, particules thetav, particule , particules Q, particules , particules etc etc ...... ouvert un zoo de particules, plus de 200 membres, la plupart des hadrons.
Tant de particules ne peuvent pas tous être essentiel. Gherman et Ni Aiman deux (bien sûr, ils mis en place la scène des héros dans ce sans parler) a présenté une théorie SU (3), cette théorie la fourche du bétail ah, directement à la découverte de tous les temps sont hadrons notamment en elle. Gherman et Ciwei Ge (les limites physiques Daniel!) A présenté le concept une étape quarks plus, hadrons pense que ce sont u, d, s quarks. Des expériences puis pour confirmer cette théorie, leur impact sur les protons de haute énergie et de neutrons (appelés « expériences profondes de diffusion inélastique ») ont démontré la présence du point semblable à la structure interne de celui-ci.
Figure 4: hadrons symétrie SU (3). A gauche: 0 baryons octet facultatifs, ils se composent de deux quarks; droite: en option 3/2 baryons doublets dix, ils sont constitués de trois quarks.
Ting et al., 1974 a constaté que les particules J / (à savoir deux quark de charme (c) le corps de fixation état fondamental).
1979 découverte du quark de fond (b).
En 1994, il a découvert le quark top (t).
Soit dit en passant, en 1975, il a découvert le lepton (la qualité est pas petite, plus grande que la masse d'un proton). Dans des expériences non leptons jusqu'à présent été vu (e, , , e, , ) et le fromage blanc (u, d, s, c, b, t) a une structure interne. Il y a une ligne. Yang et Mills, 1954, la théorie de jauge non abélien, Glashow proposées sur la base de la théorie unifiée faible puissance (SU (2) L × U (1) Y) et à unifier l'interaction faible de l'effet électromagnétique. Selon ce modèle, le photon est transmis W ± électromagnétiquement, transfert d'effet Z0 faible. En 1983, il a découvert le W ± et particules Z0 sur une des expériences de particules.
5
Modèle standard (Le modèle standard )
Description du modèle de la physique des particules il y a une liste de blanchisserie, mais un seul peut vraiment laisser tout le monde convaincu: le modèle standard. Modèle un modèle standard est appliqué QCD (QCD) basée sur la théorie unifiée électrique faible. langage mathématique pour écrire est SU (3) L × SU (2) L × U (1) Y. Bien sûr, nous ne contrôlons pas cette représentation mathématique étrange, les détails n'a de sens que pour certaines personnes, et nous n'avons pas les relations de laine. Nous avons juste besoin de connaître le modèle standard et quatre types de particules portant la force des médias pour expliquer toutes les autres particules avec six quarks et six leptons (et leurs antiparticules).
Ce modèle comporte deux éléments
(1) "éléments de base"
Il y a six quarks et six leptons. Peut être organisé dans un groupe 3 (appelé « génération »!):
La première génération
La deuxième génération
La troisième génération
Quark up (u)
quark Charm (c)
quark top (t)
Sous quark (D)
quark Strange (s)
quark de fond (b)
Électrons (e)
meson
meson
neutrino électronique (e)
neutrino (de )
neutrino (de )
(2) Interaction
Il existe quatre types d'interactions, dont chacune a une ou plusieurs particules véhiculant la force d'interaction (support de particules), de sorte qu'ils sont « sensiblement membre » ensemble:
REMARQUE: l'interaction gravitationnelle est pas très important dans la physique des particules, il est seulement mentionné ici pour être complet. On croit qu'il ya un échange de particules appelées « graviton » dans le rôle de la gravité, mais n'a pas trouvé.
Bien sûr! Nous avons manqué aussi une figure importante - la particule de Higgs. Nous avons dit plus haut, l'interaction faible et l'interaction électromagnétique est juste le même genre de rôle - interaction électrofaible - différentes manifestations. Comme pas de masse, comme les photons, en théorie, également appelée W ±, Z0 ne doit pas être de qualité. Mais apparemment pas le cas. Ainsi, les physiciens ont proposé un mécanisme W et Z particules sont des particules du présent sans qualité, nous l'avons vu dans le laboratoire et la qualité est un type de graisse - le champ de Higgs (champ de Higgs) - interaction obtenue . (Sa Sainteté a donné une explication des Higgs est:. Une marche célébrité au milieu d'un groupe de journalistes)
Test d'une théorie est qu'une seule méthode ou non, il est prévu que le nombre de nouveaux phénomènes, si elle est confirmée ces phénomènes, la théorie la plus probable est droit. Higgs théorie du champ prédit l'existence de la particule de Higgs (particules de Higgs). Après des décennies d'efforts, et enfin en 2012 au CERN collisionneur (CERN) a découvert la particule dans les grandes particules, a confirmé cette prédiction. Cependant, le modèle standard, bien beau, mais encore beaucoup de bugs. Comme la destruction C / P, la matière noire, la masse neutrino, etc., etc., trop pour expliquer les doutes, la suite plus excitant.
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Edit: HWQ
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