Elementaarinen hiukkanen: mitä se on?

Harvat ihmiset eivät tiedä sellaista "elektroniksi", ja loppujen lopuksi se tarkoittaa "elementaarinen hiukkanen". Tietenkin useimmilla ihmisillä on vähän käsitystä siitä, mikä se on ja miksi sitä tarvitaan. TV: ssä, kirjoissa, sanomalehdissä ja aikakauslehdissä nämä hiukkaset kuvataan pieninä pisteinä tai palloina. Tämän vuoksi kouluttamattomat ihmiset uskovat, että hiukkasten muoto on todellakin pallomainen ja että he vapaasti lentävät, vuorovaikutteisesti, törmäävät jne. Mutta tällainen tuomio on pohjimmiltaan väärin. Elementaarisen hiukkasen käsite on äärimmäisen vaikea ymmärtää, mutta ei ole koskaan liian myöhäistä yrittää saada ainakin likimääräinen käsitys näiden hiukkasten luonteesta.

Viime vuosisadan alussa tutkijat olivat vakavasti hämmentyneitä siitä, miksi elektroni ei laske atomiydin, koska newtonilaisen mekaniikan mukaan sen vapauttaminen kaikesta energiastaan on yksinkertaisesti pudonnut ytimeen. Yllättäen tämä ei tapahdu. Miten voin selittää tämän?

Tosiasia on, että fysiikka sen klassisessa tulkinnassa ja elementaarinen hiukkanen ovat yhteensopimattomia asioita. Se ei noudata tavanomaisen fysiikan lakia, koska se toimii kvanttimekaniikan periaatteiden mukaisesti . Perustavanlaatuinen periaate on epävarmuus. Hän sanoo, että on mahdotonta määrittää täsmällisesti ja samanaikaisesti kahta yhdistettyä määrää. Mitä enemmän ensimmäinen niistä on määritetty, sitä vähemmän voidaan määrittää toinen. Tätä määritelmää seuraavat kvanttikorrelaatiot, corpuscular-aalto dualismi, tunnelin vaikutus, aaltofunktio ja paljon muuta.

Ensimmäinen tärkeä tekijä on koordinaattimomentin epävarmuus. Klassisesta mekaniikasta lähtien voimme muistella, että momentin ja kehon liikeradat ovat erottamattomia ja aina selkeästi määriteltyjä. Yritetään siirtää tämä malli mikroskooppiseen maailmaan. Esimerkiksi elementaarisella hiukkasella on tarkka impulssi. Sitten kun pyrimme määrittämään liikkeen liikeradan, kohtaamme koordinaatin epätarkkuuden. Tämä tarkoittaa, että elektroni havaitaan välittömästi kaikissa pienessä tilavuuspisteessä. Jos yritämme keskittyä tarkasti liikenteen liikerataan, impulssi hankkii hajanaisen merkityksen.

Tästä seuraa, että riippumatta siitä, kuinka vaikeasti yritämme määrittää mitään erityistä arvoa, toinen välittömästi muuttuu epämääräiseksi. Tämä periaate perustuu hiukkasten aallon ominaisuuksiin. Elektronilla ei ole selkeää koordinaatistoa. Voidaan sanoa, että se sijaitsee samanaikaisesti kaikilla avaruustilanteissa, joita rajoittaa aallonpituus. Tällainen esitys antaa meille mahdollisuuden ymmärtää paremmin, mitä elementaarinen hiukkanen on.

Lähes sama epävarmuus syntyy energia-ajan suhteessa. Partikkeli vuorovaikuttaa jatkuvasti, jopa fyysisen tyhjiön läsnäollessa . Tämä vuorovaikutus kestää jonkin aikaa. Jos kuvittelemme, että tämä indikaattori on enemmän tai vähemmän varma, energia tulee epämääräiseksi. Tämä rikkoo hyväksyttyjä energiansäästölainsäädäntöjä panttaamattomissa lyhyissä tiloissa.

Esitetty säännönmukaisuus tuottaa matalaenergisiä hiukkasia - kvantteja perustavanlaatuisia kenttiä. Tällainen kenttä ei ole jatkuva aine. Se koostuu pienimmistä hiukkasista. Niiden välinen vuorovaikutus tuottaa fotonien päästöt, jotka absorboivat muita hiukkasia. Tämä ylläpitää energiatasoa ja tuottaa stabiileja elementaarisia hiukkasia, jotka eivät pääse ydinosaan.

Elementaariset hiukkaset ovat luonnostaan erottamattomia, vaikka ne eroavat toisistaan massansa ja tiettyjen ominaisuuksiensa mukaan. Sen vuoksi tietyt luokitukset on kehitetty. Esimerkiksi vuorovaikutustyypin voidaan erottaa leptonit ja hadronit. Hadronit puolestaan jaetaan mesoneiksi, jotka koostuvat kahdesta kvarkista ja baryonista, joissa on kolme kvarkkia. Tunnetuimmat bariumit ovat neutronit ja protonit.

Elementaariset hiukkaset ja niiden ominaisuudet antavat mahdollisuuden erottaa kaksi muuta luokkaa: bosonit (kokonaisluvulla ja nolla-kierroksilla), fermionit (puolisolmuinen spin). Jokaisella hiukkasella on oma antipartikkeli, jolla on vastakkaiset ominaisuudet. Vain protonit, leptonit ja neutronit ovat stabiileja. Kaikki muut hiukkaset ovat hajoavia ja ne muuttuvat stabiileiksi hiukkasiksi.