ADVERTISEMENT

Nga çfarë përbëhemi në fund të fundit? Cilat janë Blloqet Themelore të Ndërtimit të Universit?

Njerëzit e lashtë mendonin se ne përbëhemi nga katër 'elemente' – uji, toka, zjarri dhe ajri; të cilat ne tani e dimë se nuk janë elementë. Aktualisht, ka rreth 118 elementë. Të gjithë elementët përbëhen nga atome që dikur mendohej se ishin të pandashëm. Në fillim të shekullit të njëzetë pas zbulimeve të JJ Thompson dhe Rutherford, atomet dihej se përbëheshin nga bërthama (të bëra nga protone dhe neutrone) në qendër dhe elektrone. orbital përreth. Deri në vitet 1970, dihej se protonet dhe neutronet nuk janë as themelorë, por përbëhen nga "kuarke lart" dhe "kuarkë të poshtëm", ​​duke i bërë kështu "elektrone", "kuarkë lart" dhe "kuarkë poshtë" tre përbërësit më themelorë të gjithçkaje. në univers. Me zhvillimet hapësinore në fizikën kuantike, mësuam se grimcat janë në të vërtetë derivate, tufat ose paketat e energjisë në fushat që nënkuptojnë grimcat nuk janë themelore. Ajo që është thelbësore është fusha që qëndron në themel të tyre. Tani mund të themi se fushat kuantike janë blloqet themelore të ndërtimit të gjithçkaje në univers (përfshirë sistemet e avancuara biologjike si ne). Të gjithë ne përbëhemi nga fusha kuantike. Vetitë e grimcave si ngarkesa elektrike dhe masa, janë deklarata se si fushat e tyre ndërveprojnë me fushat e tjera. Për shembull, vetia që ne e quajmë ngarkesë elektrike të një elektroni është një deklaratë se si fusha e elektroneve ndërvepron me fushën elektromagnetike. Dhe. vetia e masës së tij është pohimi se si ndërvepron me fushën e Higgs-it.  

Që nga kohërat e lashta, njerëzit kanë pyetur veten se nga përbëhemi ne? Çfarë është univers e përbërë nga? Cilat janë blloqet themelore të ndërtimit të natyrës? Dhe, cilat janë ligjet bazë të natyrës që rregullojnë çdo gjë në univers? Modeli standard e shkencës është teoria që u përgjigjet këtyre pyetjeve. Kjo thuhet se është teoria e suksesshme e shkencës e ndërtuar ndonjëherë gjatë shekujve të fundit, një teori e vetme që shpjegon shumicën e gjërave në univers.  

Njerëzit e dinin herët se ne përbëhemi nga elementë. Çdo element, nga ana tjetër, përbëhet nga atome. Fillimisht, u mendua se atomet janë të pandashëm. Sidoqoftë, në 1897 JJ Thompson zbuloi elektrone duke përdorur shkarkimin elektrik përmes tubit të rrezeve katodë. Menjëherë pas kësaj, në vitin 1908, pasardhësi i tij Rutherford provoi përmes eksperimentit të tij të famshëm me fletë ari se një atom ka një bërthamë të vogël të ngarkuar pozitivisht në qendër rreth së cilës qarkullojnë elektronet e ngarkuara negativisht. orbitat. Më pas, u zbulua se bërthamat përbëhen nga protone dhe neutrone.  

Në vitet 1970, u zbulua se neutronet dhe protonet nuk janë të pandashëm, prandaj nuk janë themelorë, por çdo proton dhe neutron përbëhen nga tre grimca më të vogla të quajtura kuarke, të cilat janë të dy llojeve - "kuarkë lart" dhe "kuarkë poshtë" (" Kuarki lart" dhe "kuarki i poshtëm" janë thjesht kuarkë të ndryshëm. Termat 'lart' dhe 'poshtë' nuk nënkuptojnë ndonjë lidhje me drejtimin ose kohën). Protonet përbëhen nga dy "kuarke lart" dhe një "kuark poshtë" ndërsa një neutron përbëhet nga dy "kuarkë poshtë" dhe një "kuark lart". Kështu, "elektronet", "kuarkët lart" dhe "kuarkët e poshtëm" janë tre grimcat më themelore që janë blloqet ndërtuese të gjithçkaje në univers. Megjithatë, me përparimet në shkencë, edhe ky kuptim ka parë ndryshime. Fushat janë gjetur të jenë themelore dhe jo grimca.  

Grimcat nuk janë themelore. Ajo që është thelbësore është fusha që qëndron në themel të tyre. Të gjithë ne përbëhemi nga fusha kuantike

Sipas kuptimit aktual të shkencës, gjithçka në univers përbëhet nga entitete abstrakte të padukshme të quajtura 'fusha' që përfaqësojnë blloqet themelore të ndërtimit të natyrës. Një fushë është diçka që është e përhapur në të gjithë univers dhe merr një vlerë të veçantë në çdo pikë të hapësirës e cila mund të ndryshojë me kalimin e kohës. Është si valëzime lëngu që lëkunden në të gjithë univers, për shembull, fushat magnetike dhe elektrike janë të përhapura në të gjithë univers. Edhe pse ne nuk mund të shohim fusha elektrike ose magnetike, ato janë reale dhe fizike siç dëshmohet nga forca që ndiejmë kur dy magnet afrohen. Sipas mekanikës kuantike, fushat mendohet të jenë të vazhdueshme, ndryshe nga energjia që grumbullohet gjithmonë në disa gunga diskrete.

Teoria kuantike e fushës është ideja e kombinimit të mekanikës kuantike me fushat. Sipas kësaj, lëngu elektronik (dmth. valëzimet e valëve të këtij lëngu) lidhen në tufa të vogla energjie. Këto tufa energjie janë ato që ne i quajmë elektrone. Kështu, elektronet nuk janë themelore. Ato janë valët e së njëjtës fushë themelore. Në mënyrë të ngjashme, valëzimet e dy fushave të kuarkut krijojnë "kuarkë lart" dhe "kuarkë poshtë". Dhe e njëjta gjë është e vërtetë për çdo grimcë tjetër në univers. Fushat qëndrojnë në themel të gjithçkaje. Ajo që ne mendojmë si grimca janë në të vërtetë valët e fushave të lidhura në tufa të vogla energjie. Blloqet themelore të ndërtimit tonë univers janë këto substanca të ngjashme me lëngun që ne i quajmë fusha. Grimcat janë thjesht derivate të këtyre fushave. Në vakum të pastër, kur grimcat hiqen plotësisht, fushat ende ekzistojnë.   

Tre fushat kuantike më themelore në natyrë janë "elektroni", "kuarku lart" dhe "kuarku i poshtëm". Ekziston një i katërt i quajtur neutrino, megjithatë, ato nuk na përbëjnë, por luajnë një rol të rëndësishëm diku tjetër në univers. Neutrinot janë kudo, ato rrjedhin nëpër çdo gjë kudo pa ndërvepruar.

https://www.scientificeuropean.co.uk/sciences/space/the-fast-radio-burst-frb-20220610a-originated-from-a-novel-source/Fushat e materies: Katër fushat kuantike bazë dhe grimcat e tyre të lidhura (dmth., "elektroni", "kuarku lart", "kuarku i poshtëm" dhe "neutrino") formojnë themelin e univers. Për arsye të panjohura, këto katër grimca themelore riprodhohen dy herë. Elektronet riprodhojnë "muon" dhe "tau" (të cilat janë përkatësisht 200 herë dhe 3000 herë më të rënda se elektronet); kuarkët e lart krijojnë "kuark të çuditshëm" dhe "kuark të poshtëm"; kuarkët e poshtëm lindin "kuarkun e hijeshisë" dhe "kuarkun e lartë"; ndërsa neutrinon japin "neutrinon muon" dhe "neutrinon tau".  

Kështu, janë 12 fusha që krijojnë grimca, ne i quajmë ato fushat e materies.

Më poshtë është lista e 12 fushave të materies që përbëjnë 12 grimca në univers.  

Fushat e forcës: 12 fushat e materies ndërveprojnë me njëra-tjetrën përmes katër forcave të ndryshme - yerçekimi, elektromagnetizmi, forca të forta bërthamore (operojnë vetëm në shkallë të vogël të bërthamës, mbajnë kuarket së bashku brenda protoneve dhe neutroneve) dhe forca të dobëta bërthamore (operojnë vetëm në shkallë të vogël të bërthamës, përgjegjëse për zbërthimin radioaktiv dhe inicojnë shkrirjen bërthamore). Secila prej këtyre forcave është e lidhur me një fushë - forca elektromagnetike është e lidhur me fushë gluonike, fusha të lidhura me forca të forta dhe të dobëta bërthamore janë Fusha e bosonit W dhe Z dhe fusha e lidhur me gravitetin është hapësirë-kohë vetë.

Më poshtë është lista e katër fushave të forcës që lidhen me katër forca.    

forca elektromagnetike  fushë gluonike 
Forca të forta dhe të dobëta bërthamore w & z fushë boson 
yerçekimi  koha hapësinore  

La univers është e mbushur me këto 16 fusha (12 fusha materie plus 4 fusha të shoqëruara me katër forca). Këto fusha ndërveprojnë së bashku në mënyra harmonike. Për shembull, kur fusha elektronike (një nga fushat e materies), fillon të valëzojë lart e poshtë (sepse aty ka një elektron), që fillon një nga fushat e tjera, le të themi fusha elektromagnetike e cila, nga ana tjetër, do të gjithashtu lëkunden dhe valëzohen. Do të ketë dritë që lëshohet në mënyrë që të lëkundet pak. Në një moment, ajo do të fillojë të ndërveprojë me fushën e kuarkut, e cila nga ana tjetër do të lëkundet dhe valëzohet. Fotoja përfundimtare me të cilën përfundojmë, është vallëzimi harmonik midis të gjitha këtyre fushave, duke u ndërthurur me njëra-tjetrën.  

Fusha e Higgs

Në vitet 1960, një fushë tjetër u parashikua nga Peter Higgs. Nga vitet 1970, kjo u bë pjesë integrale e të kuptuarit tonë rreth univers. Por nuk kishte asnjë provë eksperimentale (që do të thotë, nëse bëjmë valëzim të fushës së Higgs, duhet të shohim grimca të lidhura) deri në vitin 2012 kur studiuesit e CERN në LHC raportuan zbulimin e saj. Grimca u soll pikërisht në mënyrën e parashikuar nga modeli. Grimca Higgs ka jetë shumë të shkurtër, rreth 10-22 sekonda.  

Ky ishte blloku përfundimtar i ndërtimit të univers. Ky zbulim ishte i rëndësishëm sepse kjo fushë është përgjegjëse për atë që ne e quajmë masë në univers.  

Vetitë e grimcave (si ngarkesa elektrike dhe masa) janë deklarata se si fushat e tyre ndërveprojnë me fushat e tjera.  

Është ndërveprimi i fushave të pranishme në univers që krijojnë veti të tilla si masa, ngarkesa etj. të grimcave të ndryshme të përjetuara nga ne. Për shembull, vetia që ne e quajmë ngarkesë elektrike të një elektroni është një deklaratë se si fusha e elektroneve ndërvepron me fushën elektromagnetike. Në mënyrë të ngjashme, vetia e masës së saj është deklarata se si ajo ndërvepron me fushën e Higgs.

Një kuptim i fushës së Higgs ishte vërtet i nevojshëm në mënyrë që të kuptonim kuptimin e masës në univers. Zbulimi i fushës së Higgs ishte gjithashtu konfirmimi i Modelit Standard i cili ishte në fuqi që nga vitet 1970.

Fushat kuantike dhe fizika e grimcave janë fusha dinamike të studimit. Që nga zbulimi i fushës së Higgs-it, kanë ndodhur disa zhvillime që kanë lidhje me modelin Standard. Kërkimi për përgjigje për kufizimet e modelit Standard vazhdon.

*** 

Burimet:  

Institucioni Mbretëror 2017. Fushat Kuantike: Blloqet e vërteta ndërtuese të Universit – me David Tong. E disponueshme në internet në https://www.youtube.com/watch?v=zNVQfWC_evg  

***

Umesh Prasad
Umesh Prasad
Gazetari shkencor | Redaktor themelues i revistës Scientific European

Regjistrohu në buletinin tonë

Për tu azhurnuar me të gjitha lajmet, ofertat dhe njoftimet më të fundit.

Shumica Artikuj popullore

Valët e brendshme të oqeanit ndikojnë në biodiversitetin e detit të thellë

Është gjetur se valët e brendshme të fshehura oqeanike luajnë...

Notre-Dame de Paris: Një përditësim mbi 'frikën nga dehja nga plumbi' dhe restaurimi

Notre-Dame de Paris, katedralja ikonë pësoi dëmtime serioze...
- Reklama -
94,221TifozëtLike
47,609Followersndjek
1,772Followersndjek
30SubscribersRegjistrohu