Елементарна частица: какво е това?

Малко хора не знаят такова нещо като "електрон", и в края на краищата това означава "елементарна частица". Разбира се, повечето хора нямат представа какво е това и защо е необходимо. По телевизията, в книги, вестници и списания, тези частици са изобразени като малки точки или топки. Поради това необразованите хора вярват, че формата на частиците е наистина сферична и че те свободно летят, взаимодействат, се сблъскват и т.н. Но такава преценка е фундаментално погрешна. Концепцията за елементарна частица е изключително трудна за разбиране, но никога не е твърде късно да се опитаме да получим поне много приблизителна представа за природата на тези частици.

В началото на миналия век учените сериозно озадачили защо електроните не попадат атомно ядро, тъй като, според Нютоновата механика, когато цялата му енергия е предадена, той просто трябва да попадне в ядрото. Изненадващо, това не се случва. Как мога да обясня това?

Фактът е, че физиката в нейната класическа интерпретация и елементарна частица са несъвместими неща. Тя не се подчинява на никакви закони на обикновената физика, тъй като действа според принципите квантова механика. Основният принцип тук е несигурността. Той казва, че е невъзможно точно и едновременно да се определят две взаимосвързани количества. Колкото повече се определя първият от тях, толкова по-малко човек може да определи втория. Това определение е последвано от квантови корелации, двойственост на корпус-вълна, тунелен ефект, вълна функция и много повече.

Първият важен фактор е несигурността на координатната инерция. Като се започне от основите на класическата механика, можем да си припомним, че понятията инерция и траекторията на тялото са неразделни и винаги са ясно дефинирани. Нека се опитаме да прехвърлим този модел в микроскопичния свят. Например елементарната частица има точен импулс. Тогава, когато се опитваме да определим траекторията на движението, ще срещнем неопределеността на координатите. Това означава, че електронът се открива незабавно във всички точки на малък обем пространство. Ако се опитате да фокусирате точно върху траекторията на своето движение, тогава импулсът придобива дифузно значение.

От това следва, че колкото и да се опитваме да определим определена стойност, втората веднага става неясна. Този принцип се основава на вълновото свойство на частиците. Електронът няма ясна координация. Можем да кажем, че то е едновременно разположено във всички точки на пространството, което е ограничено от дължината на вълната. Подобно представителство ни позволява да разберем по-ясно какво представлява елементарната частица.

Приблизително същата несигурност възниква в отношенията енергия-време. Частта постоянно взаимодейства, дори и да съществува физически вакуум. Това взаимодействие трае известно време. Ако си представим, че този индикатор е повече или по-малко дефиниран, тогава енергията става неопределена. Това нарушение е прието законите за опазване на енергията в ипотекирани малки пространства.

Представената редовност генерира нискоенергийни частици - кванти на фундаменталните полета. Такова поле не е непрекъснато вещество. Състои се от най-малките частици. Взаимодействието между тях се осигурява от излъчването на фотони, които се абсорбират от други частици. Това поддържа нивото на енергия и произвежда стабилни елементарни частици, които не могат да попаднат върху сърцевината.

Елементарните частици са присъщо неразделни, въпреки че се различават помежду си чрез тяхната маса и определени характеристики. Ето защо са разработени определени класификации. Например, видът на взаимодействието може да бъде различен от лептоните и хадроните. Адроните, от своя страна, са разделени на мезони, състоящи се от два кварки и бариони, в които има три кварка. Най-известните бариони са неутроните и протоните.

Елементарните частици и техните свойства правят възможно да се разграничат още два класа: бозони (с цели и нулеви завъртания), фермиони (с половин интегрално въртене). Всяка частица има своя собствена античастица с противоположни характеристики. Само протони, лептони и неутрони са стабилни. Всички други частици са обект на разпад и се превръщат в стабилни частици.