Електромагнетске интеракције честице

Овај чланак ће изгледати на оно што се зове силе природе - основно електромагнетне интеракције и принципе на којима је изграђена. Ту ће бити речено о могућности постојања нових приступа изучавању ове теме. У школи у физици наставе, студенти су суочени са образложењем концепта "силе". Они уче да моћ може бити веома разноврсна - трења сила, сила гравитације, еластичности и снаге многих слично. Нису сви они могу назвати фундаментална, као што је често феномен секундарне силе (трења сила, на пример, са интеракцијом молекула). Електромагнетна интеракција такође може бити секундарни - као последица. Молекуларна физика даје пример Ван дер Ваалс силе. Такође, даје многе примере и основну домену физике честица.

У природи,

Волео бих да дођем до суштине процеса који се дешавају у природи, као што нас чини радити на електромагнетне интеракције. Шта је основна сила која одређује све изградили своје секундарне снаге? Сви знају да су електромагнетна интеракција, или, како се зове, електрична енергија од суштинског је значаја. Ово је доказано Кулоновом законом, који има своју генерализацију која произилази из Маквелл једначина. Рецент описати све природне магнетних и електричних сила. Зато је доказано да интеракцију са електромагнетним пољима - фундаменталних сила природе. Следећи пример - сила гравитације. Чак и ученици знају о закону универзалне гравитације Исаака Ниутона, који је недавно добио одговарајућу генерализацију Ајнштајнове једначине, и, према његовој теорији гравитације, сила електромагнетне интеракције је од фундаменталног значаја у природи, такође.

Онце упон а тиме се сматрало да постоје само ове две основне силе, али наука је напред, полако доказује да то није тако. На пример, са открићем атомског језгра смо морали увести концепт нуклеарне енергије, или како разумети принцип задржавања честица унутар језгра, зашто им не одлети у свим правцима. Разумевање како електромагнетна интеракција у природи, помогао је мерење нуклеарне силе, да уче и описати. Након тога, међутим, научници дошли до закључка да нуклеарне силе су средње и у многим манифестацијама као што су Ван дер Ваалс силе. У ствари, само заиста фундаменталне силе које пружају кваркови међусобно сарађују. Затим - секундарни ефекат - је интеракција између електромагнетним пољима протона и неутрона у језгру. Заиста фундаментална је интеракција кваркова, глуони су размењени. Тако је откривен у природи заиста трећа основна снага.

Наставак приче

Елементарне честице децаи, хеави - на лакши и њиховог распадања описује нову снагу електромагнетног интеракције, што је добро зове - моћи слабе интеракције. Зашто лоше? Јер електромагнетно зрачење у природи је много јачи. И опет, испоставило се да је теорија слабе интеракције, тако грациозно кренула на слици света и првобитно савршено описује пропадање елементарних честица, не одражавају исте постулате, уколико се повећа енергетска. Зато је стара теорија је редизајниран у други - теорија слабе интеракције, овај пут показало да буде универзална. Иако је изграђена је на истим принципима као и остатак теорије описује електромагнетне интеракције честица. У модерним временима, постоје четири студирали и доказани основне интеракције, и пети - на путу, о њему ће доћи. Сва четири - гравитационо, јака, слаба, електромагнетна - су изграђене на једном принципу: на сила између честица резултат превозника дељења Реализовано, или другачије - посредују интеракцију.

Какав асистента? Овај фотон - без честица масе, али ипак успешно гради електромагнетне сметње због размене квантном електромагнетних таласа или светла кванта. Електромагнетна интеракција врши фотони из области наелектрисаних честица, које комуницирају са одређеним силом, као време и третира Кулоновог закона. Постоји једна безмасено честица - глуонско, има осам сорти, помаже комуницирати кваркови. Ово електромагнетно интеракција је привлачност између пуњења, а каже се да будем јака. Да, и слаби интеракција није без посредника, са којима челик честице са масе више од тога, они су масивни, то је тешко. Овај интермедијерни вецтор бозони. Њихова тежина и тежина је због слабости интеракције. Гравитација је сила размене квантна гравитационо поље. Ово је атракција електромагнетне интеракције честица, то још увек није довољно проучавао, чак ГРАВИТОН експериментално још није откривен, а квантна гравитација нисмо сасвим ту, и само зато морамо да га могу описати не још.

пета сила

Сматрали смо четири врсте основних интеракција: јака, слаба, електромагнетна, гравитациона. Интеракција - је чин размене честица, и без идеје симетрије не може учинити, јер не постоји интеракција која није повезана са њим. Он одређује број честица и њихове масе. Са тачним симетрије масе је увек нула. Дакле, фотон и глуонско маса није, она је једнака нули, ГРАВИТОН - превише. Ако симетрија је сломљено, маса престаје да буде нула. Дакле, средњи вектор бисон имају масу, јер симетрија је сломљена. Четири основне интеракције објаснио све што видимо и осећамо. Преостале снаге кажу да је њихова електромагнетна спојка је секундарно. Међутим, у 2012. години дошло је до напретка у науци и откривено је још један честицу, једном направио познати. Револуција у научном свету је организовао отварање Хиггсов бозон, који, како се испоставило, такође служи као носач од интеракције између кваркова и лептона.

Зато научници-физичари сада рећи да је дошло до пета сила, чији је посредник испоставило се да је Хиггсов бозон. Симетрија је сломљена овде: од Хиггсов бозон има масу. Тако је број интеракција (реч у модерној физици честица се замјењује се ријечју "силе") је достигао пет. Можда чекамо новим открићима, јер не знамо тачно да ли чак и независно од ових интеракција. Врло је могуће да смо изградили, и данас овај модел, то би савршено изгледа објашњава све феномене уочене у свету, и није сасвим завршена. И можда, након неког времена ће бити нових интеракције и нова снага. Вероватноћа што постоји бар јер смо веома постепено научили да постоје тренутно познате фундаменталне интеракције - јаке, слабе, електромагнетна, гравитациона. Уосталом, ако постоји у природи суперсимметриц честица, које се разматрају у научном свету, то значи постојање нове симетрије, и симетрија увек подразумева појаву нових честица које посредују између њих. Тако смо чули за претходно непознатог фундаменталне силе, као што је некада био изненађен сазнањем да постоје, на пример, електромагнетне, слабе интеракције. Знање о наша природа веома непотпуна.

међуповезаност

Најзанимљивија ствар је да свака нова интеракција мора нужно довести до потпуно непозната појава. На пример, ако нисмо научили о слабој интеракцији, никада не бисмо открили колапс, а ако то није у нашем знању распадања, ниједна студија нуклеарне реакције не би било немогуће. А ако нисмо били свесни нуклеарних реакција, не би разумели како сунце сија на нас. На крају крајева, ако не сија, а не би се формирати живот на Земљи. Тако да је присуство интеракције указује на то да је од виталног значаја. Ако је јака интеракција не постоји, а атомска језгра не би били стабилни. Због електромагнетног интеракцију Земље прима енергију од сунца, а светлосни зраци који долазе од њега, загревање планете. И све познате интеракције су од суштинског значаја. Овде Хигс, на пример. Хиггсов бозон даје масу честице у интеракцији са терена, ми смо без њега не би преживео. И како, без гравитационе интеракције да остане на површини планете? Било би немогуће не само за нас, али ништа уопште.

Апсолутно све интеракције, чак и оне које још не знамо, је императив за све што човечанство зна, разуме и воли ту. Шта можемо знати? Да, много. На пример, знамо да је протона је стабилан у језгру. Врло, врло важно за нас, ово њена стабилност, иначе на исти начин не би било живота. Међутим, експерименти показују да је протон живот - временску вредност ограничен. Дуго, наравно, 10 ³⁴ година. Али то значи да ће пре или касније распасти, и протона, а то ће захтевати неку нову снагу, да је нови интеракција. Против распада протона већ постоји теорија која је преузела нови, много већи степен симетрије, дакле, нова интеракција може постојати од којих не знамо ништа.

гранд уједињење

Јединство природе је једини принцип изградње свих основних интеракција. Многа питања настају у односу на број њих и објаснити разлоге за овом количином. Верзије направио овде веома много, и они су веома различити у закључцима. Објасните присуство само толиким бројем основних интеракција у свим могућим начинима, али они су само један принцип изградње доказа. Увек највише различите врсте интеракција, истраживачи покушавају да споје у једно. Зато такве теорије и теорије зове Гранд Унифиед. Као да се свет трее гране: мноштво грана и дебло је увек исти.

То је зато што постоје све ове теорије обједињавању идеја. Корен свих познатих интеракција један храњење сандук, који је због губитка симетрије почео да се гранају и формирао различите основне интеракције, које можемо да посматрамо експериментално. Ова хипотеза не може да се утврди још, јер то захтева изузетно високу енергетску физику, експерименте недоступан данас. То је врло могуће, а то је опција која ми никада није у посједу тих енергија. Али око ове препреке је сасвим могуће.

одвојено

Имамо универзум, природни акцелератор, и све процесе који се дешавају у њој, да ли је могуће да се провери чак и највише смеле хипотезе о заједничким коренима свих познатих интеракција. Још један интересантан задатак разумевању интеракције у природи је можда још сложенији. Неопходно је схватити како се односе гравитацију са осталим силама природе. Ово је фундаментална интеракција стоји као тим одвојено, упркос чињеници да је по принципу изградње ове теорије је сличан свим осталим.

Ајнштајн је студирао теорију гравитације, покушавајући да га повеже са електромагнетизам. Упркос наизглед реалности да се реши овај проблем, онда је теорија још није догодило. Сада човечанство зна нешто више, бар знамо о јаким и слабим интеракцијама. А ако сада комплетна изградња јединствене теорије, сигурно ће поново утицати на недостатак знања. До сада није успела да стави гравитацију у пару са другим интеракцијама, јер сви поштују законе које диктира квантне физике и гравитације - не. Према квантној теорији, све честице су Куанта на одређеном подручју. Али квантна гравитација не постоји, барем не још. Међутим, број већ откривених интеракција понавља гласно о томе шта не може да буде било који појединачни шема.

електричног поља

Повратак у 1860. је велики деветнаестог века физичар Џејмс Клерк Максвел успео да створи теорију да објасни електромагнетне индукције. Када промена у магнетном пољу у одређеном тренутку у простору електрично поље. Ако се утврди да ово поље затворен проводника индукциони струја тече у електричном пољу. Његова теорија електромагнетних поља Максвел доказује да могући процес обрнут: ако промена у тренутку електрично поље у одређеном тренутку у простору ће бити потребно магнетно поље. Тако да свака промена може да изазове електрично поље променљив, а може да добије промену у магнетном пољу електричне наизменично у магнетном пољу времену. Ове варијабле, генеришу једни друге области у организацији јединственог поља - електромагнетног.

Најзначајнији резултат који произлази из формуле Маквелл теорију - предвиђање да постоје електромагнетни таласи, односно пропагирају електромагнетно поље у времену и простору. Извор електромагнетног поља су креће са убрзање наелектрисања. За разлику од акустичног (еластични) електромагнетни таласи могу пропагирати у било ком материјалу, чак иу вакууму. Елецтромагнетиц интерференце ин вацуо пропагира брзином светлости (ц = 299 792 километара у секунди). Таласна дужина може бити другачија. Електромагнетни таласи из десет хиљада метара до 0,005 метара - то је радио таласи који се користе за пренос информација за нас, то је сигнал за одређене удаљености без икаквих жица. Креирано радио таласи на високе фреквенције струје која тече у антену.

Које су таласи

Ако дужина електромагнетног зрачења креће од 0.005 микрометара до 1 метра, тј оне које су у опсегу између видљивих светлосних и радиоталасима - је инфрацрвено зрачење. Његови емитују све са грејањем тела: батерије, пећи, сијалице са ужареним влакном. Специјални уређаји претворити инфрацрвено зрачење у видљиву светлост, да се добију слике објеката који се емитују, чак иу апсолутном мраку. Видљива светлост емитује таласне дужине 770 до 380 нанометара - боја прелази из црвене у љубичасте. Овај део спектра има за људски живот од највеће важности, јер је велики део информација о свету примамо кроз визију.

Ако електромагнетно зрачење има таласну дужину мање од пурпурне боје је ултраљубичасте светлости која убија бактерије. Кс-зраци нису видљиви голим оком. Једва апсорбују видљиве светлосне непрозирне слојеве материјала. Кс-раи дијагностикован обољења унутрашњих органа људи и животиња. Ако је електромагнетно зрачење се генерише интеракцијом елементарних честица и коју емитују екситираних језгара добијеним гама зрачења. Ово је највећи широк спектар у електромагнетног спектра, јер није ограничена само на високим енергијама. Гама зрачење може бити мекан и тежак: енергије прелазе у атомских језгара - СОФТ, а у нуклеарним реакцијама - крута. Ови зраци лако срушити молекуле и биолошке карактеристике. Велика срећа да у атмосфери гама зрака не може да пробије. Посматрати гама зраци са простора може бити. При врло високим енергијама електромагнетна интеракција пропагира брзином у близини лаког: атомима куанта црусх нуцлеус гама, разбијање их у честице, сцаттеринг у различитим правцима. Приликом кочења, они емитују светлост, видљиву у специјалним телескопима.

Из прошлости - будућност

Електромагнетни таласи, као што је већ поменуто, предвиђа Максвел. Пажљиво је проучавао и покушао да поверује математици благо наивне слике Фарадаја, на којима су приказани магнетни и електрични феномени. Маквелл је открио недостатак симетрије. И то је био онај који је успио доказати помоћу једнаких једначина да алтернативна електрична поља генеришу магнетна поља и обрнуто. То га је подстакло да мисли да се таква поља одвајају од проводника и да се крећу кроз вакуум са неким гигантским брзинама. И схватио је то. Брзина је била близу триста хиљада километара у секунди.

Тако теорија и експеримент интерагују. Пример је откриће, преко које смо сазнали о постојању електромагнетних таласа. Комбиновала је помоћ физике сасвим хетерогене концепте - магнетизам и електричну енергију, јер је овај физички феномен истог поретка, само су његове различите стране у интеракцији. Теорије се постављају један за другим и сви су блиско повезани једни са другима: теорија електроаконске интеракције, на примјер, гдје су слабе нуклеарне силе и електромагнетне силе описане са истих позиција, онда се све ово придружи квантном хромодинамиком која обухвата снажне и електроеколошке интеракције (овдје тачност Док је испод, али посао наставља). Интензивно проучаване су такве области физике као квантна гравитација и теорија струја.

Закључци

Испоставља се да је простор око нас у потпуности продиран електромагнетним зрачењем: звезде и Сунце, Месец и друга небеска тела, ово је сама Земља, а сваки телефон у рукама човека и антена радио станица - све ово емитује електромагнетске таласе, . У зависности од фреквенције осцилација које емитује објекат, инфрацрвено зрачење, радио таласи, видљиво светло, биофундерске греде, рендген и слично су различити.

Када се електромагнетно поље шири, постаје електромагнетни талас. Овај извор енергије је само неисцрпљив, што изазива осцилирање електричних наелектрисања молекула и атома. А ако се оптужба флуктуира, њен покрет добија убрзање и стога емитује електромагнетни талас. Ако се магнетско поље промени, узбуђује се вортекс електрично поље, што узвраћа магнетном пољу вретена. Процес пролази кроз простор, који обухвата једну тачку за другом.