PARVA MUNDI
O particulă elementară, ca electronul, fotonul, ori quarcul, este o particulă care nu este alcătuită din particule mai mici, care, aşadar, nu poate fi divizată, împărţită în alte particule. Cu toate acestea cercetătorii au identificat în realitatea un fenomen straniu: o particulă elementară se poate transforma în alte particule elementare. Cum este posibil aşa ceva?
Cum se poate transforma o particulă elementară într-o altă particulă elementară?
electron
Scale in m: h, ato m ' ^ 10 m j x
Scale in 10 '* m: 100,000,000
V |
W |
gluons |
quarks |
nucleons |
|
|
|
IO m |
nucleus |
1015m |
Proton |
nucleus ilO * I8m quark
10,000
1,000 electron <; 1
O educaţie ştiinţifică clasică ne face, credem, să acceptăm cu dificultate o asemenea idee, întrucât înţelegem că o particulă elementară are o identitate în sine, identitate dată de caracteristicile sale unice.
Dar sunt cazuri documentate care arată că particulele elementare îşi pot schimba această identitate. De exemplu, un quarc charm se dezintegrează într-o particulă mai puţin masivă( quarcul strânge) şi într-o particulă-forţă, bosonul W( care, la rându-i, se dezintegrează în quarcuri up şi down).
Ce sunt quarcurile? Sunt particule elementare care formează protonii şi neutronii( care alcătuiesc nucleul atomic). Un alt exemplu de dezintegrare care presupune schimbarea identităţii unei particule este următorul: un boson W se poate transforma întrun electron şi un anti-neutrino. Dacă luăm un neutron din nucleul atomic şi-l plasăm în spaţiu gol se va dezintegra în circa 10 minute, căci neutronii sunt sunt particule stabile Neutronul se va dezintegra într-un proton, un electron şi un anti-neutrino. E adevărat, neutronul nu este o particulă elementară, dar de unde apare electronul? De unde apare anti-neutrinul?
Un boson Higgs( particulă descoperită în anul 2011 şi anunţată ca atare pe A iulie 2012) se poate dezintegra într-un quark şi un antiquarc, iar un quarc poate emite un boson Higgs. în urma interacţiunii dintre un quark şi un antiquark cele două particule se anihilează, rezultând un boson Higgs. lată deci o serie de transformări misterioase ale particulelor elementare... Cum e posibilă transformarea unei particule elementare într-o altă particulă elementară?
Cum sunt posibile aceste transformări miraculoase? Răspunsul la această întrebare vine prin intermediul teoriei câmpurilor cuantice.
Conform teoriei câmpurilor cuantice componentele fundamentale ale Universului sunt câmpurile, nu particulele. Particulele sunt, conform acestei teorii, ceea ce " vedem " atunci când ne " uităm " la câmpuri. Există câmpuri asociate particulelor elementare. Prin urmare, există câmpul electronului, câmpul quarcului şamd.
Aceste câmpuri interacţionează între ele, iar câmpurile mai " grele " se dezintegrează în câmpuri mai " uşoare ".
6 3