Элементарная часціца: што яна сабой уяўляе?

Мала хто не ведае такога паняцця, як «электрон», а бо менавіта ён і азначае «элементарная часціца». Вядома, большасць людзей слаба ўяўляюць, што гэта і навошта яно трэба. Па тэлевізары, у кнігах, у газетах і часопісах гэтыя часціцы адлюстроўваюцца ў выглядзе маленькіх кропак ці шарыкаў. З-за гэтага непросвещенные людзі лічаць, што форма часціц і на самай справе шарообразна, і што яны свабодна лётаюць, ўзаемадзейнічаюць, сутыкаюцца і г. д. Але такое меркаванне ў корані няслушна. Паняцце элементарнай часціцы вельмі складанае для ўсведамлення, але ніколі не позна паспрабаваць набыць хаця б вельмі прыблізнае ўяўленне аб сутнасці гэтых часціц.

У пачатку мінулага стагоддзя навукоўцы сур'ёзна збянтэжыліся тым, чаму электрон не падае на атамнае ядро, так як, згодна з Ньютоновской механіцы, пры аддачы ўсёй сваёй энергіі, ён павінен папросту зваліцца на ядро. Да здзіўлення, гэтага не адбываецца. Як гэта растлумачыць?

Справа у тым, што фізіка ў сваім класічным тлумачэнні і элементарная часціца – рэчы малосовместимые. Яна не падпарадкоўваецца ніякім законам звычайнай фізікі, так як дзейнічае згодна з прынцыпам квантавай механікі. Асноватворным прынцыпам пры гэтым з'яўляецца нявызначанасць. Ён кажа, што немагчыма дакладна і адначасова вызначыць дзве ўзаемазвязаныя велічыні. Чым у большай меры вызначана першая з іх, тым менш можна вызначыць другую. З гэтага вызначэння ідуць квантавыя карэляцыі, карпускулярна-хвалевай дуалізм, тунэльны эфект, хвалевая функцыя і многае іншае.

Больш:

Нервовы імпульс, яго пераўтварэнне і механізм перадачы

Нервовая сістэма чалавека выступае своеасаблівым каардынатарам у нашым арганізме. Яна перадае каманды ад мозгу мускулатуры, органаў, тканін і апрацоўвае сігналы, якія ідуць ад іх. У якасці своеасаблівага носьбіта дадзеных выкарыстоўваецца нервовы імп...

Куды паступаць пасля 11 класа? Якую выбраць прафесію?

Пры выбары сваёй будучай прафесіі не варта абапірацца на чые-то рэкамендацыі і парады, тым больш не трэба падпарадкоўвацца сваім бацькам, якія даволі часта вырашаюць без вас самастойна, куды паступіць пасля 11 класа. Варта задумацца, наколькі паспяхо...

Крывяносная сістэма жывёл, як вынік эвалюцыйнага развіцця свету

Крывяносная сістэма жывёл прайшла доўгі шлях фарміравання ў ходзе эвалюцыйнага развіцця свету. Яна ўтварылася на месцы рудыментарных частак першаснай паражніны цела, якая ў вышэйшых жывёл была выцесненая целломом, або другаснай паражніной цела. У пра...

Першы важны фактар – гэта нявызначанасць каардынаты-імпульсу. Зыходзячы з асноў класічнай механікі можна ўспомніць, што паняцці імпульсу і траекторыі цела непадзельныя і заўсёды выразна вызначаюцца. Паспрабуем перанесці гэтую заканамернасць ў мікраскапічны свет. Да прыкладу, элементарная часціца мае дакладны імпульс. Тады пры спробе вызначыць траекторыю перамяшчэння мы сутыкнемся ў неопределимостью каардынаты. Гэта значыць, што электрон выяўляецца адразу ва ўсіх кропках невялікага аб'ёму прасторы. Калі паспрабаваць засяродзіцца менавіта на траекторыі яго руху, то імпульс набывае размытае значэнне.

З гэтага вынікае, што як бы ні стараліся вызначыць якую-небудзь канкрэтную велічыню, другая адразу ж становіцца нявызначанай. Гэты прынцып закладзены ў аснову хвалевага ўласцівасці часціц. Электрон не мае выразнай каардынаты. Можна сказаць, што ён адначасова размешчаны ва ўсіх кропках прасторы, якое абмежавана даўжынёй хвалі. Такое ўяўленне дазваляе нам больш выразна зразумець, што ўяўляе сабой элементарная часціца.

Прыкладна такая ж нявызначанасць ўзнікае ў суадносінах энергія-час. Часціца пастаянна ўзаемадзейнічае, нават пры наяўнасці фізічнага вакууму. Такое ўзаемадзеянне доўжыцца на працягу некаторага часу. Калі ўявіць, што дадзены паказчык больш-менш вызначаны, то энергія пры гэтым становіцца неазначальнай. Гэта парушае прынятыя законы захавання энергіі ў закладзеных невялікіх прамежках.

Прадстаўленая заканамернасць спараджае нізкаэнергетычных часціцы – кванты фундаментальных палёў. Такое поле ўяўляе сабой не бесперапынную субстанцыю. Яно складаецца з драбнюткіх часціц. Ўзаемадзеянне паміж імі забяспечваецца дзякуючы испусканию фатонаў, якія паглынаюцца іншымі часціцамі. Гэта падтрымлівае ўзровень энергіі і ўтвараюцца стабільныя элементарныя часціцы, якія не могуць зваліцца на ядро.

Элементарныя часціцы па сутнасці сваёй непадзельныя, хоць адрозніваюцца адзін ад аднаго сваёй масай і пэўнымі характарыстыкамі. Таму былі распрацаваны пэўныя класіфікацыі. Да прыкладу, па тыпу ўзаемадзеяння можна вылучыць лептоны і адроны. Адроны, у сваю чаргу, дзеляцца на мезоны, якія складаюцца з двух кваркаў, і барионы, у складзе якіх маецца тры кварка. Найбольш вядомыя барионы – гэта нейтроны і пратоны.

Элементарныя часціцы і іх ўласцівасці дазваляюць вылучыць яшчэ два класа: базоны ( з целочисленным і нулявым спінам), фермионы ( з полуцелым спінам). Кожная часціца мае сваю античастицу з процілеглымі характарыстыкамі. Устойлівымі з'яўляюцца толькі пратоны, лептоны і нейтроны. Усе іншыя часціцы схільныя распаду і ператвараюцца ў стабільныя часцінкі.