Visuma pamats
Kādus spēkus jūs zināt?Smaguma spēks, vītnes spriegojums, atsperes saspiešana, ķermeņu sadursme,
Ir vērts uzskatīt, ka šodien ir zināma četru fundamentālu mijiedarbību esamība (neskaitot Higgs lauku):
Gravitācija - gravitācijas mijiedarbība
Gravitācija ir pievilcība starp diviem objektiem, kuriem ir masa vai enerģija.Ikviens ir novērojis šo būtisko ietekmi, un, pateicoties tam, cilvēks varGravitācijas spēks izpaužas akmens krišanā no klints; planētas kustība ap zvaigzni; jūras plūdmaiņas, par kurām tā ir atbildīgaGravitācija ir intuitīvākais un pazīstamākais no pamatspēkiem, tomēr to nav viegli izskaidrot.
Īzaks Ņūtons bija pirmais, kurš ierosināja gravitācijas ideju, domājams, iedvesmojoties no ābola, kas nokrīt no koka.Viņš to raksturoja kā burtisku pievilcību starp diviem objektiem.Einšteins savā vispārējā relativitātes teorijā (GR) ierosināja, ka gravitācija nav pievilcība vai spēks.Gluži pretēji, tas ir sekas objektiem, kas saliek telpu-laiku.darbojas ar telpu-laiku tādā pašā veidā, kā to ietekmē liela bumba, kas novietota papīra lapas vidūuz šī materiāla, deformējot to un izraisot citus, mazākus priekšmetus uz loksnes, kas nokrīt vidū .
Vispārējās gravitācijas likums
Lai gan gravitācija satur kopā planētas, zvaigznes, Saules sistēmas un pat galaktikas, izrādās, ka tā ir vājākā no pamatspēkiem, īpaši molekulārā un atomu līmenī.Padomājiet par to šādi: cik grūti ir dabūt bumbu no zemes?Visas šīs darbības neitralizē visas Zemes gravitāciju.Un molekulārā un atomu līmenī gravitācija gandrīz neietekmē citus fundamentālos spēkus.
Vāja izturība un daļiņu sabrukums
Vājais spēks vai vājš kodolspēks ir atbildīgs par daļiņu sabrukšanu .Tā ir viena veida subatomisko daļiņu burtiska transformācija citā.Piemēram, neitrīno, kas atšķiras no neitrona, varPārvērtiet neitronu par protonu un neitrīno par elektronu.
Šīs spēku nesošās daļiņas, proti, dažas no tām, ir atbildīgas par vājo spēku, elektromagnētisko spēku un spēcīgo spēku.Ja subatomiskās daļiņas - protoni, neitroni un elektroni - atrodas 10–18 metru (0,1% no protona diametra) attālumā viens no otra, tie varTā rezultātā subatomiskās daļiņas sabrūk jaunās daļiņās.
Vājajam spēkam ir izšķiroša nozīme kodolsintēzes reakcijās.Sauli un ražo enerģiju, kas nepieciešama lielākajai daļai dzīvības formu šeit uz Zemes.Tāpēc arheologi izmanto oglekli-14, lai noteiktu seno kaulu, koka un citu iepriekš dzīvojošu artefaktu vecumu.Ogleklim-14 ir seši protoni un astoņi neitroni.Viens no šiem neitroniem sabrūk protonā, veidojot slāpekli-14, kam ir septiņi protoni un septiņi neitroni.Šis sabrukums notiek paredzamā ātrumā, kas ļauj zinātniekiem noteikt vecumuArtefaktus.
Elektromagnētiskais spēks
Darbojas elektromagnētiskais spēks (Lorenca spēks)starp lādētām daļiņām - negatīvi lādētiem elektroniem un pozitīvi lādētiem protoniem. Pretēji lādiņi piesaista viens otru, savukārt identiski lādiņi atgrūž. Jo vairāk maksas, jo vairāk enerģijas. Un tāpat kā gravitāciju, šo spēku var sajust.
Kā norāda nosaukums, elektromagnētiskais spēkssastāv no divām daļām: elektriskā spēka un magnētiskā spēka. Sākumā fiziķi aprakstīja šos spēkus atsevišķi viens no otra, bet vēlāk saprata, ka tie ir viena komponenti.
Elektriskā sastāvdaļa darbojas starpuzlādētas daļiņas neatkarīgi no tā, vai tās pārvietojas vai nē, veidojot lauku. Ar to maksas var ietekmēt viena otru. Bet, tiklīdz šīs kustības sāk kustēties, šīm uzlādētajām daļiņām piemīt arī otra sastāvdaļa - magnētiskais spēks. Pārvietojoties, viņi ap sevi rada magnētisko lauku. Tāpēc, kad elektroni iekļūst vadā, lai, piemēram, uzlādētu datoru vai tālruni vai ieslēgtu televizoru, vads kļūst magnētisks.
Elektromagnētiskie spēki tiek pārraidīti starpuzlādētas daļiņas, apmainot bezmasas, spēku nesošus bozonus - fotonus, kas vienlaikus ir arī gaismas daļiņas. Tomēr fotoni, kas nes spēku, ir vēl viena to izpausme. Pēc Tenesī universitātes Noksvilā teiktā, tās ir virtuālas un nenosakāmas, lai gan tehniski tās ir tādas pašas daļiņas kā reālā un nosakāmā fotonu versija.
Elektromagnētiskais spēks ir atbildīgs par dažiemno visbiežāk sastopamajām parādībām: berze, elastība, normāls spēks un spēks, kas satur cietās vielas kopā noteiktā formā. Viņa pat ir atbildīga par pretestību, ar kuru, piemēram, saskaras putni un lidmašīnas. Tas ir saistīts ar uzlādētu (vai neitrālu) daļiņu mijiedarbību savā starpā. Piemēram, parastais spēks, kas grāmatu tur uz galda (nevis gravitācijas dēļ, kas grāmatu velk uz zemes), ir sekas tam, ka galda atomos esošie elektroni atgrūž grāmatas atomos esošos elektronus.
Spēcīgs spēks - triljoni triljonu triljonu spēcīgāks par smagumu
Spēcīgs kodolspēks vai spēcīgs kodolspēksmijiedarbība ir visspēcīgākā no četriem dabas pamatspēkiem. Pēc HyperPhysics domām, tas ir 6 tūkstoši triljonu triljonu triljonu (tas ir 39 nulles pēc 6) reizes spēcīgāks par gravitāciju. Tas ir tāpēc, ka tas saista matērijas pamatdaļas kopā, veidojot lielākas daļiņas. Tas satur kopā kvarkus, kas veido protonus un neitronus, un daļa no spēcīgā spēka satur arī atoma kodola protonus un neitronus.
Kā vājš spēks, spēcīgsmijiedarbība darbojas tikai tad, kad subatomiskās daļiņas atrodas ļoti tuvu viena otrai. Viņiem vajadzētu atrasties kaut kur 10-15 metru attālumā viens no otra (aptuveni protona diametrā).
Tomēr spēcīgo mijiedarbību var saukt par "dīvainu".Citi fundamentālie spēki kļūst vājāki, kad subatomiskās daļiņas tuvojas viena otrai.Kā raksta Fermilab pētnieki , spēcīgais spēks sasniedz maksimālo "spēku", kad daļiņas atrodas pēc iespējas tālāk viena no otrasNonākot darbības diapazonā, bezmasas uzlādēti bozoni - gluoni - pārraidaDarbojas niecīga daļa no spēcīgā spēka — atlikušais spēcīgais spēksKodola protoni atgrūž viens otru nodraugs, jo viņu vienādais lādiņš, bet atlikušais spēcīgais spēks varTāpēc daļiņas paliek saistītas atoma kodolā.
Lielā visa apvienošana un teorija
Neatrisinātais jautājums par četriemPamatspēki ir, vai tie patiešām ir Visuma viena lielā spēka izpausme. Ja tas tā ir, katram no tiem vajadzētu būt iespējai apvienoties ar citiem, un jau ir pierādījumi, ka viņi var.
Fiziķi Šeldons Glašovs un Stīvens Veinbergs noHārvardas universitāte ar Abdus Salamu no Londonas Imperiālās koledžas 1979. gadā saņēma Nobela prēmiju fizikā par elektromagnētiskā spēka apvienošanu ar vāju spēku, lai izveidotu elektrības vājā spēka jēdzienu. Fiziķi, kas strādā pie Lielās apvienošanās teorijas izveides, cenšas apvienot elektrotīkla mijiedarbību ar spēcīgo, lai noteiktu elektronu-kodolu. Iepriekš to prognozēja modeļi, taču tas vēl nav novērots. Puzles pēdējai daļai būtu nepieciešams apvienot gravitāciju ar elektronu-kodolspēku, lai izstrādātu visa teoriju - pamatu, kas varētu izskaidrot visu Visumu.
Tomēr fiziķiem bija diezgan grūti apvienotmikroskopiskā pasaule ar makroskopisko. Lielā un īpaši astronomiskā mērogā dominē gravitācija, un to vislabāk raksturo Einšteina vispārējā relativitātes teorija. Bet molekulārajā, atomu vai subatomiskajā līmenī kvantu mehānika vislabāk raksturo dabas pasauli. Un līdz šim neviens nav izdomājis labu veidu, kā apvienot šīs divas pasaules.
Lasīt vairāk
Tika izveidota pirmā precīzā pasaules karte. Kas vainas visiem pārējiem?
Urāns ir saņēmis visdīvainākās Saules sistēmas planētas statusu. Kāpēc?
NASA pastāstīja, kā viņi nogādās Marsa paraugus uz Zemes
Higsa lauks nodrošina spontānu pārkāpumuelektrotīkla mijiedarbības simetrija vakuuma simetrijas laušanas dēļ, kas nosaukta pēc tās teorijas izstrādātāja britu fiziķa Pītera Higsa. Šī lauka kvants ir Higsa daļiņa (Higsa bozons).
W un Z-bozoni - pamatdaļiņas,vājas mijiedarbības nesēji. Viņu atklājums tiek uzskatīts par vienu no lielākajiem daļiņu fizikas standarta modeļa panākumiem. W daļiņa ir nosaukta pēc mijiedarbības nosaukuma pirmā vārda - vāja mijiedarbība
Ogleklis-14 ir ķīmiskā elementa oglekļa radioaktīvs nuklīds ar atomu skaitu 6 un masas numuru 14.
Slāpekļa izotopi ir ķīmisko atomu šķirnesslāpekļa elements, kam ir atšķirīgs neitronu saturs kodolā. Dabiskais slāpeklis sastāv no diviem stabiliem izotopiem ⁴⁴N un ⁵⁵N ar atomu koncentrāciju attiecīgi 0,99636 un 0,00364.
Neitrāla daļiņa ir elementāra daļiņa, neviskam ir elektriskais lādiņš. Neitrālās daļiņas ietver, piemēram, fotonu, neitronu, neitrīno. Neitrālajām daļiņām tomēr var būt magnētiskais moments un elektriski momenti ar lielāku multipolaritāti, piemēram, kvadrupola moments.
Normālas reakcijas spēks ir spēks, kas iedarbojasķermeni no atbalsta sāniem un vērstu perpendikulāri kontakta virsmai. Izkliedēts pa kontakta zonas laukumu. Jāņem vērā, analizējot ķermeņa kustības dinamiku. Skaitļi Amontonas-Kulonas likumā.