Mišios yra viena iš pagrindinių ir tuo pačiu paslaptingų sąvokų moksle. Elementariųjų dalelių pasaulyje jos negalima atskirti nuo energijos. Net ir neutrinams jis nėra lygus nuliui, o didžioji jo dalis yra nematomoje Visatos dalyje. „RIA Novosti“pasakoja, ką fizikai žino apie mases ir kokios su ja susijusios paslaptys.
- „Salik.biz“
Santykinai ir elementariai
Paryžiaus priemiestyje, Tarptautinio svorio ir matavimo biuro būstinėje, yra cilindras, pagamintas iš platinos ir iridžio lydinio, sveriantis tiksliai vieną kilogramą. Tai yra viso pasaulio standartas. Masę galima išreikšti tūrio ir tankio santykiais ir galima manyti, kad ji naudojama kaip medžiagos kiekio matas kūne. Tačiau fizikai, tiriantys mikro pasaulį, nėra patenkinti tokiu paprastu paaiškinimu.
Įsivaizduokite, kad judinate šį cilindrą. Jo aukštis neviršija keturių centimetrų, vis dėlto reikės įdėti nemažai pastangų. Norint perkelti, pavyzdžiui, šaldytuvą, prireiks dar daugiau pastangų. Poreikis pritaikyti fizikos jėgą paaiškinamas kūnų inercija, o masė laikoma jėgos ir gauto pagreičio (F = ma) jungimo koeficientu.
Masė yra ne tik judesio, bet ir sunkio, kuris priverčia kūnus pritraukti vienas kitą, matas (F = GMm / R2). Kai pateksime į skalę, rodyklė bus nukreipta. Taip yra todėl, kad Žemės masė yra labai didelė, o gravitacijos jėga pažodžiui stumia mus į paviršių. Dėl lengvesnio mėnulio žmogus sveria šešis kartus mažiau.
Gravitacija yra ne mažiau paslaptinga nei masė. Prielaidą, kad kai kurie labai masyvūs kūnai judėdami gali skleisti gravitacines bangas, eksperimentiškai patvirtino tik 2015 m. LIGO detektoriuje. Po dvejų metų šis atradimas buvo apdovanotas Nobelio premija.
Pagal „Galileo“pasiūlytą ir Einšteino patobulintą ekvivalentiškumo principą, gravitacinė ir inercinė masės yra lygios. Iš to išplaukia, kad masyvūs objektai sugeba sulenkti erdvės metu. Žvaigždės ir planetos aplink juos sukuria gravitacinius piltuvus, kuriuose natūralūs ir dirbtiniai palydovai sukasi tol, kol jie nukrenta į paviršių.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Kvarkas sąveikauja su Higso lauku / Iliustracija RIA Novosti / Alina Polyanina.
Iš kur ateina mišios
Fizikai įsitikinę, kad elementariosios dalelės turi turėti masę. Įrodyta, kad elektronas ir Visatos statybiniai blokai - kvarkai - turi masę. Priešingu atveju jie negalėjo sudaryti atomų ir visos matomos materijos. Masinė visata būtų įvairių spinduliuotių kosų chaosas, sklindantis šviesos greičiu. Nebūtų galaktikų, žvaigždžių ir planetų.
Bet iš kur atsiranda mišios?
Kuriant standartinį dalelių fizikos modelį - teoriją, apibūdinančią visų elementariųjų dalelių elektromagnetinę, silpną ir stiprią sąveiką, iškilo didelių sunkumų. Modelyje buvo neišvengiamų skirtumų, susijusių su dalelių, kurių sudėtyje nėra nulio, masėmis “, - sako Aleksandras Studenikinas, mokslų daktaras, Maskvos valstybinio universiteto Lomonosovo universiteto Fizikos katedros teorinės fizikos katedros profesorius,„ RIA Novosti “.
Europos mokslininkai 1960 m. Viduryje rado sprendimą, kuris leidžia manyti, kad gamtoje yra dar vienas laukas - skaliarinis. Jis persmelkia visą Visatą, tačiau jo įtaka pastebima tik mikrolygmeniu. Atrodo, kad dalelės įstrigo ir tokiu būdu įgyja masę.
Paslaptingasis skaliarinis laukas buvo pavadintas britų fiziko Peterio Higso, vieno iš „Standard Model“įkūrėjų, vardu. Bosonas taip pat pavadintas jo vardu - didžiulė dalelė, atsirandanti Higso lauke. Jis buvo atrastas 2012 m. Atliekant eksperimentus su dideliu hadronų susidūrėju CERN. Po metų Higgsas kartu su François Engler buvo apdovanotas Nobelio premija.
Vaiduoklių medžioklė
Vaiduoklio dalelė - neutrinas - taip pat turėjo būti pripažinta masyvia. Taip yra dėl stebimų Saulės neutrinų srautų ir kosminių spindulių, kurių ilgą laiką nebuvo galima paaiškinti. Paaiškėjo, kad dalelė judesio metu gali virsti kitomis būsenomis arba svyruoti, kaip sako fizikai. Tai neįmanoma be mišių.
„Elektroniniai neutrinai, gimę, pavyzdžiui, Saulės viduje, griežtąja prasme negali būti laikomi elementariosiomis dalelėmis, nes jų masė neturi apibrėžtos prasmės. Bet judant, kiekvieną iš jų galima laikyti elementariųjų dalelių (dar vadinamų neutrinomis), turinčių m1, m2, m3, superpoziciją. Dėl skirtingo masės neutrinų greičio detektorius nustato ne tik elektronų neutrinus, bet ir kitų tipų neutrinus, pavyzdžiui, muonų ir tau neutrinų. Tai yra maišymo ir svyravimų, kuriuos 1957 m. Numatė Bruno Maksimovičius Pontecorvo, pasekmė “, - aiškina profesorius Studenikinas.
Nustatyta, kad neutrino masė negali viršyti dviejų dešimtųjų elektronų voltų. Tačiau tiksli prasmė vis dar nežinoma. Mokslininkai tai daro per KATRIN eksperimentą Karlsruhe technologijos institute (Vokietija), pradėtą birželio 11 d.
„Neutrino masės dydžio ir pobūdžio klausimas yra vienas iš pagrindinių. Jo sprendimas bus pagrindas toliau plėtoti mūsų supratimą apie struktūrą “, - reziumuoja profesorius.
Atrodytų, kad iš esmės apie mišias viskas žinoma, belieka išsiaiškinti niuansus. Bet taip nėra. Fizikai apskaičiavo, kad materija, kurią stebime, užima tik penkis procentus visatos materijos masės. Likusi dalis yra hipotetinė tamsiosios medžiagos ir energijos, kurios nieko neišskiria, todėl nėra registruojamos. Iš kokių dalelių susideda šios nežinomos visatos dalys, kokia jų struktūra, kaip jos sąveikauja su mūsų pasauliu? Tolesnės mokslininkų kartos turės tai išsiaiškinti.
Tatjana Pichugina