Существуют ли принципиальные различия между элементарными частицами?

Разница между фермионами и бозонами

Одни игнорируют соседей, другие взаимодействуют со всеми Во-первых, среди частиц выделяется большая группа, называемая лептонами. Лептоны очень слабо взаимодействуют с другими частицами. Особенно это относится к самому легкому лептону нейтрино, которое, в отличие от остальных, не имеет электрического заряда. Нейтрино … Читать далее

Чем замечателен распад протона?

Детектор распада протона в эксперименте Супер-Камиоканде

Как во Вселенной распались все барионы, кроме протонов Поскольку не существует барионов легче протона, то при его распаде исчез бы его барионный заряд. По этой причине время жизни протона несоизмеримо больше, чем у других барионов. Распады с изменением величины барионного … Читать далее

В чём различия фундаментальных взаимодействии элементарных частиц?

Категории элементарных частиц и их взаимодействий

Такие вот разные ритмы у разных фундаментальных взаимодействий Фундаментальные взаимодействия частиц очень отличаются друг от друга. Сильному взаимодействию подвержены только адроны — частицы, состоящие из кварков. В слабом взаимодействии, кроме кварков, участвуют ещё и другие частицы, называемые лептонами. В электромагнитном … Читать далее

Какие силы действуют на элементарные частицы?

Величина силы взаимодействия элементарных частиц

Пролетая, не испытав фундаментальное взаимодействие… Все элементарные частицы испытывают гравитационное притяжение, однако оно ничтожно на фоне силы остальных трёх видов взаимодействия: сильного, электромагнитного и слабого. Эти взаимодействия оказывают влияние на движение частиц, когда те сближаются на очень малые расстояния, где … Читать далее

Как долго может просуществовать вещество?

Огромное время жизни протона

Как нам повезло, что в изменчивом мире есть стабильный протон Как известно, ядра атомов вещества состоят из нуклонов — протонов и нейтронов. В случае, если нуклоны распадутся на другие, более лёгкие элементарные частицы, те быстро покинут ядра, и вещество постепенно … Читать далее

Как увидеть траектории взаимодействующих частиц?

В пузырьковой камере фотографируют треки элементарных частиц

Оставляя за собой спиральный след В наше время визуализация треков и вершин взаимодействий частиц производится компьютерной обработкой электрических сигналов, вызванных пролётом заряженных частиц в так называемых проволочных камерах. Они пришли в 80-ые годы на смену пузырьковым камерам, где заряженные частицы … Читать далее

Как создать пучок нейтрино?

Магнитный горн, сужающий пучок мюонных нейтрино

О несчётном множестве мюонных нейтрино, пролетающих в пучке… Обнаружение партонов в нуклонах и промежуточных бозонов, участвующих в слабом взаимодействии, произошло благодаря тому, что в 60-ые годы в распоряжении экспериментаторов появились высокоэнергичные пучки мюонных нейтрино и антинейтрино, создаваемые с помощью ускорителей … Читать далее

Зависит ли скорость света от скорости его источника?

Интерференционные полосы света в эксперименте по измерению его скорости

О безразличии фотонов к скорости своего собственного источника Решающим в этом вопросе был эксперимент, проведенный Майкельсоном и Морли в 1887 г. в Кливленде, Огайо. Наблюдались полосы, образованные интерференцией света, прошедшего определённое расстояние вдоль и поперек направления полета Земли в космическом … Читать далее

Что необычного в пространстве Вселенной?

Гипотетический пространственно-временной тоннель -- кротовая нора

Пытаясь пересечь бескрайние просторы Вселенной В соответствии с мнением некоторых ученых, во Вселенной могут возникать искажения пространства-времени, имеющие смысл пространственно-временных туннелей — коротких дорожек для дальних пространственных перемещений. Перемещение иным способом слишком медленно, поскольку транспортировка на планеты даже ближайших звёздных … Читать далее

Что объединяет фундаментальные взаимодействия частиц?

Великое oбъединение трёх фундаментальных взаимодействий элементарных частиц

Бег констант связи частиц при их тесном сближении Сильное, электромагнитное и слабое взаимодействия являются, по-видимому, разными сторонами одного общего взаимодействия, которое проявляет себя при очень высокой температуре. Интенсивность взаимодействий управляется так называемой бегущей «константой» связи, индивидуальной для каждого из них. … Читать далее

Как укоренилась идея о существовании дополнительных измерений в пространстве?

Дополнительные измерения пространства-времени не видны

Двигаясь вдоль привычных четырех измерений многомерного пространства… Ещё в 20-е годы прошлого столетия математик Теодор Калуца и физик Оскар Клейн заметили, что добавление еще одного измерения к нашему четырёхмерному пространству-времени дает возможность продвинуться в построении единой теории известных на тот … Читать далее

Бывает ли польза от неудачных экспериментов?

Нейтрино рождаются в атмосфере и регистрируются в детекторах

Никогда не знаешь, где найдешь нейтрино и где потеряешь В семидесятые годы в ЦЕРН на Большой Европейской Пузырьковой Камере (БЕПК) проводились эксперименты по изучению слабого взаимодействия. Результаты измерения параметра взаимодействия, называемого углом Вайнберга, свидетельствовали о справедливости теории Великого Объединения фундаментальных … Читать далее

Как раньше регистрировали редкие события?

На фотоснимках из пузырьковой камеры видны траектории элементарных частиц

Просматривая тысячи фотографии глазами, без компьютера К концу 1972 г. в эксперименте на пузырьковой камере Гаргамель было впервые зарегистрировано событие взаимодействия мюонного нейтрино с электроном, при котором они обменялись нейтральным Z-бозоном. Результат взаимодействия частиц в камере фиксировался на фотоснимки, среди … Читать далее

Как открыли естественную радиоактивность минералов?

Минералы флюоресцируют в результате перехода электроноа в атоме на оболочку ниже

О частицах, время от вылетающих из радиоактивных минералов Изучение катодных лучей привело в 1895 г. к открытию Вильгельмом Рентгеном X-излучения, теперь называемого его именем. Анри Пуанкаре на заседании Парижской Академии рассказал об открытии новых лучей, продемонстрировал рентгеновские снимки и высказал … Читать далее

Как родилась идея о существовании античастиц?

Позитрон, это античастица электрона.

Следуя предсказаниям собственных теоретических формул Уравнение Дирака для электрона имеет решения не только с положительной, но и с отрицательной энергией. Делались попытки интерпретировать эти решения, как протоны, но они были быстро отброшены, поскольку протон сильно отличается от электрона по массе. … Читать далее

Почему говорят «мы в эфире»?

Гипотетический эфир нашёл своё место во всемирной паутине -- интернете

Об отличии радиоволн от звуковых колебаний в воздухе Свет и звук — это то, что люди издавна представляли летящим, или распространяющимся. Вслед за античными учёными, в эпоху возрождения считали, что пространство заполнено подобной газу субстанцией, называемой эфиром, в котором и … Читать далее

Как представляли атом 100 лет назад?

Электроны в атоме представляли как изюм в пудинге

Об электроне на орбите вдалеке от ядра атома Фундамент современной физики элементарных частиц фактически заложил Эрнест Резерфорд, который был одним из учеников Дж. Дж. Томсона. На основании экспериментов по рассеянию альфа-частиц на металлической фольге, к 1911 г. Резерфорд создал планетарную … Читать далее

Кто догадался, что свет распространяется порциями?

Электроны выбиваются с электронных оболочек атомов фотонами

Об излучении квантов световых волн — фотонов В 1905 г. Альберт Эйнштейн предложил далеко идущее обобщение гипотезы Планка о дискретности излучения и с успехом применил его для объяснения свойств фотоэффекта. Первоначально эти взгляды Эйнштейна встретили непонимание большинства физиков, даже Планка … Читать далее

Кто первым заговорил о взаимосвязи массы и энергии?

Энергия полученная из массы покоя вещества

О постепенном расставания с привычными понятиями во имя будущего В 1881 г. основателем атомной физики Дж. Дж. Томсоном было отмечено, что инертная масса заряженной частицы должна увеличиваться при её движении, и введено понятие электромагнитной массы — той доли инертной массы, … Читать далее

Насколько легко прижилась квантовая механика?

Квантовая механика привнесла вероятность вместо определённости

Об ускользающем месторасположении элементарных частиц После создания Шрёдингером формализма волновой механики, возникла проблема физической интерпретации этой теории, и постепенно сформировалось убеждение, что формализм даёт лишь вероятность нахождения частицы в заданной точке. Сам Шрёдингер так и не смог принять такого толкования … Читать далее

Как представляли ядра атомов до открытия нейтрона?

Ядро окружено электронной оболочкой

О тесном соседстве нейтронов с протонами После открытия протона было высказано предположение, что из них и состоят ядра атомов. Однако это предположение оказалось несостоятельным, так как отношение заряда ядра к его массе не остается постоянным для разных ядер, как это … Читать далее