Fundamentálna častica: Rozdiel medzi revíziami

Smazaný obsah Přidaný obsah
Stagnacia (diskusia | príspevky)
aktualizácia, rozšírenie
Bez shrnutí editace
Značka: vrátenie
Riadok 130:
{{Hlavný článok|Kvark}}
Jednotlivé kvarky nikdy neboli pozorované samostatne, čo vysvetľuje tzv. asymptotická voľnosť. Každý kvark nesie jeden z troch farebných nábojov silnej interakcie a antikvarky nesú zodpovedajúci farebný antináboj. Častice nesúce farebný náboj reagujú medzi sebou prostredníctvom výmeny gluónov rovnakým spôsobom ako medzi sebou reagujú častice nesúce elektrický náboj prostredníctvom fotónov. Napriek tomu, že samotné gluóny nesú farebný náboj, tak pri izolovaní jednotlivých častíc s farebným nábojom dochádza k zosilneniu silnej interakcie, na  rozdiel od elektromagnetickej sily, ktorá po izolovaní jednotlivých nabitých častíc zoslabne.
 
Aj napriek tomu môžu častice s farebným nábojom vzájomnými kombináciami vytvárať neutrálne zložené častice, hadróny. Kvarky tiež vytvárajú kombinácie párov kvark    antikvark, pričom kvark nesie farebný náboj a antikvark zodpovedajúci antifarebný náboj, pričom vznikajú neutrálne častice tzv. mezóny. Prípadne vznikajú kombinácie troch kvarkov, z ktorých každý nesie rôzny farebný náboj (modrý, červený, zelený). Takéto kombinácie kvarkov vytvoria farebne neutrálny baryón a symetricky k tomu tri antikvarky s rôznými farebnými nábojmi (antičervený, antimodrý, antizelený) vytvárajú farebne neutrálne antibaryóny.
 
Kvarky tiež nesú čiastkové elektrické náboje, ale keďže sú viazané v rámci hadrónov, ktoré nesú celočíselný náboj, tak tieto čiastkové náboje nikdy neboli izolované. Jednotlivé kvarky nesú elektrický náboj v hodnote buď +2/3 alebo -1/3.Tomu zodpovedá náboj jednotlivých antikvarkov s hodnotami buď -2/3 alebo +1/3.
Riadok 157:
{{Hlavný článok|Higgsov bozón}}
 
Aj keď slabá a elektromagnetická sila sa pri bežných energiách javia ako úplne rozličné sily, tak pri vysokých energiách sa zjednotia do jedinej elektroslabej sily. Tento predpoklad bol jednoznačne potvrdený meraniami prierezu vysoko energetického elektrónovo-protónového rozptylu v urýchľovači HERA. Rozdiely pri nízkych energiách sú dôsledkom vysokých hmotností W a Z bozónov, čo je zasa dôsledkom Higgsovho mechanizmu. Počas spontánneho rozpadu symetrie je Higgsov mechanizmus schopný dávať hmotnosť kalibračným bozónom, pričom zostáva kompatibilný s kalibračnými teóriami. Aj keď je Higgsov mechanizmus akceptovanou súčasťou Štandardného modelu, samotný Higgsov bozón zatiaľ nebol pozorovaný. Nepriame dôkazy naznačovali jeho hmotnosť v rozmedzí 200&nbsp; &nbsp; 250GeV. Neskôr LHC opakovane zachytil signál okolo 125&nbsp; GeV, o ktorom sa predpokladá, že patrí Higgsvmu bozónu,<ref>[http://cms.web.cern.ch/news/cms-search-standard-model-higgs-boson-lhc-data-2010-and-2011 CMS search for the Standard Model Higgs Boson in LHC data from 2010 and 2011]</ref>, ale pre potvrdenie je potrebné získať ďalšie dáta.
 
== Teórie mimo štandardného modelu ==
Riadok 169:
=== Supersymetria ===
 
Supersymetria rozširuje štandardný model pridaním ďalšej triedy symetrií k Langrangeanovej funkcii. Tieto symetrie zamieňajú fermiónové častice za bozónové. Táto symetria predpokladá existenciu supersymetrických častíc, tzv. sparticles, ktoré zahŕňajú sleptóny, skvarky, neutralína, čardžína. Všetky častice štandardného modelu by mali mať tzv. superpartnera&nbsp; &nbsp; t. j. časticu, ktorej spin by sa od pôvodnej líšil o ½. Vďaka rozpadu supersymetrie sú sčastice omnoho ťažšie ako ich bežný príbuzní. Sú dokonca tak ťažké, že súčasné urýchľovače častíc nie sú dostatočne výkonné na to, aby sme ich zaznamenali. Napriek tomu niektorí fyzici veria, že sčastice spozorujú vo Veľkom hadrónov urýchľovači v CERNe.
 
=== Teória strún ===
 
Teória strún predstavuje fyzikálny model, v ktorom sa všetky častice tvoriace hmotu skladajú zo strún (veľkosti cca Planckovej dĺžky), ktoré existujú v 11 rozmernom priestore (podľa M teórie). Tieto struny vibrujú rôznymi frekvenciami, čo určuje hmotnosť, elektrický náboj, farebný náboj a spin. Struny môžu byť otvorené (ako úsečka) alebo uzavreté v slučke (1 rozmerná guľa&nbsp; &nbsp; kruh). Teória strún predpokladá 1- až 10-membrány (kde 1-membrána predstavuje strunu a 10-membrána je 10 rozmerný objekt), ktoré zabraňujú vzniku trhlín v priestore pomocou princípu neurčitosti.
 
Teória strún predpokladá, že náš vesmír je len 4 rozmernou membránou, v rámci ktorej existujú 3 priestorové dimenzie a 1 časová. Ostatných 6 rozmerov je buď veľmi malých (primalých na to, aby mali hocijaký vplyv v našom vesmíre) alebo prosto v našom vesmíre nemôžu existovať/neexistujú (pretože existujú vo vyššom rozmere&nbsp; &nbsp; mnohovesmír mimo nášho známeho vesmíru).
 
=== Technicolor ===
 
Technicolor teórie sa pokúšajú upraviť štandardný model len minimálne a to pridaním novej interakcie (sily) podobnej QCD. To znamená pridanie novej teórie tzv. Technikvarkov interagujúcich prostredníctvom Technigluónov. Hlavnou myšlienkou teórie je, že Higgsov bozón nie je elementárna častica, ale viazaný stav týchto objektov.
 
== Fine-tuned universe ==
{{Hlavný článok|Fine-tuned universe}}
Je zaraďovaný medzi desať najväčších nevyriešených problémov fyziky.<ref>Dmitry Podolsky. Top ten open problems in physics. 2009 http://www.nonequilibrium.net/225-top-ten-open-problems-physics/ </ref> Vychádza z pozorovania, že náš vesmír má tak nastavené rôzne univerzálne fyzikálne podmienky, že umožňujú vznik štruktúr hmoty existenciu zložitého života v ňom. Navyše tieto ležia vo veľmi úzko vymedzenom pásme z množstva možností, a ak by sa zmenili len o zanedbateľné zlomky percent, tak by vesmír neumožnil vznik a vývoj hmoty, astronomických štruktúr a života, ako ich dnes chápeme. Profesor Martin Rees uvádza 6 nezávislých konštánt, ktorých drobnú zmenu považuje za ničivú pre náš život, medzi nimi aj nastavenie sily elektromagnetickej interakcie. Podobne skúmanie produkcie uhlíka a kyslíka vo vesmíre prinieslo jeden z prvých impulzov pre hypotézu Fine-tuned universe. Produkcia uhlíka a kyslíka (základných prvkov potrebných pre komplexný život) je totiž úzko spojená s nastavením základných fyzikálnych konštátnt. Prebiehajúci výskum tejto problematiky priniesol jedno z najvýznamnejších potvrdení jemného vyladenia vesmíru v poslednej dobe. Podarilo sa dokázať, že aj nepatrná zmena hmotnosti ľahkých kvarkov a veľkosti elektromagnetickej interakcie by zmenila energiu Hoyleovho stavu uhlíka. Hviezdy by tak neboli schopné vyprodukovať potrebné množstvá uhlíka a kyslíka pre komplexný život.<ref>Evgeny Epelbaum, Hermann Krebs, Timo A. Lähde, Dean Lee, and Ulf-G. Meißner.: Viability of Carbon-Based Life as a Function of the Light Quark Mass. Phys. Rev. Lett. 110, 112502 (2013). http://prl.aps.org/abstract/PRL/v110/i11/e112502</ref> Podobne je to s mnohými inými fyzikálnymi konštantami.<ref>Collins, R.:THE FINE-TUNING DESIGN ARGUMENT. In: Michael J. Murray, ed. 1999. Reason for the Hope Within. Grand Rapids, MI: Eerdmans. xvi+429 pp. http://home.messiah.edu/~rcollins/Fine-tuning/FINETLAY.HTM </ref>Medzi najdiskutovanejšie a najskúmanejšie nastavenia patrí sila základných fyzikálnych interakcií a hmotnosť [[elementárna častica|elementárnych častíc]]. Fyzici tvrdia, že tieto parametre štandardného modelu zostávajú ako jedny z najlepšie pochopených a najpôsobivejších prípadov „jemne vyladeného vesmíru“.<ref>Barnes. L.A.: ''The Fine-Tuning of the Universe for Intelligent Life.'' 2011. [http://arxiv.org/pdf/1112.4647v1]</ref>[[Stephen Hawking]] k tomu poznamenal: „zákony vedy ako ich poznáme v súčasnosti obsahujú mnoho základných čísel, ako napríklad veľkosť [[elektrický náboj|elektrického náboja]] [[elektrón]]u a pomer hmotností [[protón]]u a [[elektrón]]u...Pozoruhodný fakt je, že hodnoty týchto čísel sú veľmi dobre upravené tak, aby umožnili vývoj života.“<ref>Stephen Hawking: ''Stručná história času.'' 1991</ref>
=== Pozri aj ===
* [[Elementárna častica|Elementárne častice]]