String Theory for Dummies / Теория струн для «чайников»: Digging into the Nucleus: Quantum Chromodynamics
| Английский оригинал | Перевод на русский | |
|---|---|---|
Сожалеем, но текст оригинала доступен только зарегистрированным пользователям. |
Копание в ядре: квантовая хромодинамика Eva_tj 25.08.14 в 10:59 |
|
|
Поскольку квантовая физика пыталась проникнуть в ядро атома, требовалась новая тактика. Eva_tj 25.08.14 в 11:04 |
||
|
Квантовая теория атомного ядра и частиц, что его составляют, называется квантовой хромодинамикой (КХД). Eva_tj 25.08.14 в 11:06 |
||
|
Теория струн выросла из попытки объяснить это же поведение. Eva_tj 25.08.14 в 11:06 |
||
|
В объяснении КЭД в предыдущем разделе единственными участниками КЭД были фотон и электрон (и, совсем недолго, позитрон). Narmo 09.09.14 в 09:01 |
||
|
По сути, КЭД совершила попытку упростить ситуацию, анализируя только эти два аспекта атома, что удалось благодаря сравнению ядра с огромным, очень удаленным объектом. Narmo 09.09.14 в 09:18 |
||
|
С приходом КЭД физики стали готовы к тщательному изучению ядра атома. Narmo 09.09.14 в 09:25 |
||
|
Части, составляющие ядро: нуклоны Narmo 27.08.14 в 08:11 |
||
|
Ядро атома состоит из частиц, называемых нуклонами, которые делятся на два типа: положительно заряженные протоны и незаряженные нейтроны. Narmo 27.08.14 в 08:12 |
||
|
Протоны были открыты в 1919 году, в то время как нейтроны открыли в 1932. Narmo 27.08.14 в 07:58 |
||
|
Протон примерно в 1836 раз тяжелее электрона. Narmo 27.08.14 в 08:00 |
+1 | |
|
Нейтрон примерного одного размера с протоном, потому их пара значительно тяжелее электрона. Narmo 27.08.14 в 08:01 |
||
|
Несмотря на разницу в размере у протона и электрона одинаковый электрический заряд, но с разным знаком - у протона заряд положительный, а у электрона - отрицательный. Narmo 27.08.14 в 08:03 |
||
|
Рост технологии позволил создавать и конструировать большие и мощные ускорители частиц, которые физики используют, чтобы сталкивать частицы и узнавать, что из этого выходит. Narmo 27.08.14 в 08:06 |
||
|
Физики с восторгом стали сталкивать друг с другом протоны в надежде найти то, что внутри них. Narmo 27.08.14 в 08:07 |
||
|
По сути, попытка раскрыть тайны нуклонов могла бы напрямую привести к первому пониманию теории струн. Narmo 09.09.14 в 09:28 |
||
|
Молодой физик из ЦЕРН применил непонятную математическую формулу, чтобы описать поведение частиц в ускорителе, и этот момент стал многими рассматриваться как отправная точка теории струн. Narmo 09.09.14 в 09:32 |
||
|
(Данные события подробнее раскрыты в Главе 10). Narmo 27.08.14 в 08:09 |
||
|
Части, составляющие части нуклона: кварки Narmo 27.08.14 в 08:11 |
||
|
На сегодняшний день нуклоны известны как тип адронов, которые состоят из частиц помельче, называемых кварками. Narmo 29.08.14 в 05:58 |
||
|
Понятие кварков было независимо предложено Марри Гелл-Маном и Джорджем Цвейгом в 1964 году (но название, взятое из романа Джеймса Джойса "Поминки по Финнегану", - чистая заслуга Гелл-Мана), которое от части принесло Гелл-Ману в 1969 году Нобелевскую премию по физике. Narmo 29.08.14 в 06:08 |
||
|
Кварки склеены еще одними частицами, называемыми глюонами. Narmo 29.08.14 в 06:23 |
||
|
В этой модели как протон, так и нейтрон состоит из трех кварков. Narmo 29.08.14 в 06:24 |
||
|
У этих кварков есть квантовые свойства, такие как масса, электрический заряд и спин (см. следующий раздел, в котором объясняется про спин). Narmo 29.08.14 в 06:27 |
||
|
Всего имеется шесть ароматов (или типов) кварков, все они наблюдались экспериментально: Narmo 29.08.14 в 06:32 |
||
|
Верхний кварк Narmo 29.08.14 в 06:32 |
||
|
Нижний кварк Narmo 29.08.14 в 06:32 |
||
|
Очарованный кварк Narmo 29.08.14 в 06:32 |
||
|
Странный кварк Narmo 29.08.14 в 06:33 |
||
|
Истинный кварк Narmo 29.08.14 в 06:33 |
||
|
Прелестный кварк Narmo 29.08.14 в 06:33 |
||
|
Свойства протона и нейтрона определяются особой комбинацией кварков, которые их составляют. Narmo 29.08.14 в 06:35 |
||
|
Например, заряд протона получается путем прибавления электрических зарядов трех кварков внутри него - двух верхних кварков и одного нижнего. Narmo 29.08.14 в 06:37 |
||
|
По сути, каждый протон состоит из двух верхних кварков и одного нижнего, поэтому они в точности одинаковы. Narmo 29.08.14 в 06:38 |
||
|
Каждый нейтрон идентичен любому другому нейтрону (они состоят из одного верхнего кварка и двух нижних). Narmo 29.08.14 в 06:39 |
||
|
В добавок к стандартным свойствам квантовой механики (заряду, массе и спину), у кварков есть еще одно, пришедшее из теории под названием цветной заряд. Narmo 29.08.14 в 06:42 |
||
|
По своему принципу он похож на электрический, но это совершенно отдельное свойство, имеющееся у кварков. Narmo 29.08.14 в 06:43 |
||
|
Оно бывает трех разновидностей, называемых красным, зеленым и синим Narmo 29.08.14 в 11:59 |
||
|
(на самом деле у кварков нет цветов, потому как они гораздо, гораздо меньше длины волны видимого света. Narmo 09.09.14 в 08:44 |
||
|
Это просто названия, которые помогают отслеживать типы заряда). Narmo 09.09.14 в 08:45 |
||
|
Так как КЭД описывает квантовую теорию электрического заряда, КХД описывает теорию цветового заряда. Narmo 09.09.14 в 08:51 |
||
|
Цветовой заряд - это источник понятия "квантовая хромодинамика", потому что по-гречески "хрома" - это "цвет". Narmo 09.09.14 в 08:55 |
||
|
Кроме кварков существуют частицы, называемые глюонами. Narmo 09.09.14 в 08:56 |
||
|
Глюоны связывают кварки между собой, как резинки (в очень метафорическом смысле). Narmo 09.09.14 в 08:57 |
||
|
Эти глюоны являются калибровочными бозонами для мощной ядерной силы, все равно что фотоны - калибровочные бозоны для электромагнетизма (см. дальше раздел о калибровочных бозонах, чтобы больше узнать об этих частицах). Narmo 09.09.14 в 08:59 |
