அடிப்படை துகள்களின் நவீன கோட்பாட்டின் சிக்கல்கள். சுருக்கம்: அடிப்படைத் துகள்கள். நியூட்ரானின் மின்காந்த மாதிரி

வில்லியம் கில்பர்ட் ஏறக்குறைய 400 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு இயற்கை அறிவியலின் முக்கிய போஸ்டுலேட்டாகக் கருதப்படும் ஒரு முன்மொழிவை உருவாக்கினார். இந்த அறிக்கையுடன் உடன்படாத ஒரு ஆராய்ச்சியாளரைக் கண்டுபிடிப்பது நம் காலத்தில் சாத்தியமில்லை என்ற போதிலும், பல நவீன இயற்பியல் கோட்பாடுகள் இந்த கொள்கையை பூர்த்தி செய்யவில்லை.

மைக்ரோவேர்ல்டின் இயற்பியலில், பொதுவாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட பல மாதிரிகள் உள்ளன, அவை ஹில்பர்ட்டின் போஸ்டுலேட்டையும் திருப்திப்படுத்தவில்லை. இந்த மாதிரிகள் அடிப்படை துகள்களின் நிறை மற்றும் காந்த தருணங்கள் போன்ற முக்கிய பண்பு அளவுருக்களை கணக்கிட முடியாது. இந்த சிக்கலைத் தீர்ப்பதற்கான மாற்று அணுகுமுறையை இந்த கட்டுரை விவாதிக்கிறது.

அணுசக்திகளின் தன்மையின் பிரச்சனைக்கு ஒரு புதிய அணுகுமுறை கருதப்படுகிறது. ஒரு சார்பியல் எலக்ட்ரானின் பரிமாற்றம் காரணமாக புரோட்டான்-நியூட்ரான் ஜோடியில் ஈர்ப்பு ஏற்படலாம் என்று நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. அத்தகைய பரிமாற்றத்தின் ஆற்றலின் மதிப்பீடு சில ஒளி கருக்களின் பிணைப்பு ஆற்றலின் சோதனை மதிப்புடன் ஒத்துப்போகிறது. இந்த வழக்கில், நியூட்ரான் ஒரு புரோட்டான் மற்றும் ஒரு சார்பியல் எலக்ட்ரானைக் கொண்ட ஒரு கூட்டுத் துகளாகக் கருதப்படுகிறது, இது அதன் வெகுஜன, காந்த தருணம் மற்றும் அதன் சிதைவின் ஆற்றலைக் கணிக்க உதவுகிறது.

மின்காந்த புலத்தின் நிலையான மேக்ஸ்வெல்லியன் கோட்பாட்டின் கட்டமைப்பிற்குள், வெற்று இடத்தில் (ஈதர்) ஒரு காந்த γ-குவாண்டம் (காந்தப்புலம் வெடிப்பு), மின் கூறுகள் இல்லாத மற்றும் சுழல் கொண்டு உற்சாகப்படுத்த முடியும் என்று காட்டப்பட்டுள்ளது. ħ / 2. அத்தகைய காந்த γ-குவாண்டத்தின் ஒரு சிறப்பியல்பு அம்சம், பொருளுடனான அதன் தொடர்புகளின் பலவீனம் ஆகும், இது மின்காந்த அலையை விட சிறிய அளவிலான பல ஆர்டர்கள் ஆகும். இந்த பண்புகள் நியூட்ரினோவுடன் காந்த γ-குவாண்டத்தை அடையாளம் காண முடியும் என்று கூறுகின்றன. இந்த அடிப்படையில், π-மீசன், μ-மீசன் மற்றும் λ-ஹைபெரான் ஆகியவற்றின் தன்மையைப் புதியதாகப் பார்க்க முடியும், அவற்றின் நிறை மற்றும் காந்தத் தருணத்தைக் கணக்கிடலாம்.

1. இயற்கை அறிவியலின் முக்கிய நிலைப்பாடு.

1.1 ஹில்பர்ட்டின் போஸ்டுலேட் மற்றும் நவீன இயற்பியல்.

2. புரோட்டான் மற்றும் நியூட்ரான்.

2.1 ஜெல்-மேன் குவார்க் மாதிரியில் புரோட்டான் மற்றும் நியூட்ரான்.

2.2 முழு எண் சார்ஜ் கொண்ட குவார்க்குகளைக் கொண்ட புரோட்டானின் மாதிரி.

2.3 நியூட்ரானின் இயற்பியல் பண்புகள்.

2.4 நியூட்ரான் அமைப்பு.

2.4.1. நியூட்ரானின் மின்காந்த மாதிரி.

2.4.2. நியூட்ரானின் அடிப்படை அளவுருக்கள்.

2.5 கலந்துரையாடல்.

3. அணு சக்திகளின் தன்மை குறித்து.

3.1 மூலக்கூறு ஹைட்ரஜன் அயனி.

3.2 டியூடெரான்.

3.3 ஒளி கர்னல்கள்.

3.3.1. நியூக்ளியஸ் 3 2 அவர்.

3.3.2. நியூக்ளியஸ் 4 2 அவர்.

3.3.3. நியூக்ளியஸ் 6 3 லி.

3.4 கலந்துரையாடல்.

4. நியூட்ரினோக்கள் மற்றும் மீசான்கள்.

4.1 நியூட்ரினோ.

4.2 மீசன்ஸ்.

4.3 உடன் உற்சாகமான நிலை எஸ் = 0.

4.4 உடன் உற்சாகமான நிலை n= 2 மற்றும் எஸ் = ħ  / 2.

5. முடிவுரை.

1. இயற்கை அறிவியலின் முக்கிய நிலைப்பாடு

21 ஆம் நூற்றாண்டின் அறிவியலின் வளர்ச்சிக்கு ஒத்த கல்வி நிலை நமது சமகாலத்தவர்களுக்கு, இடைக்கால அறிவியல் இறையியல், ஜோதிடம் மற்றும் ரசவாதம் ஆகியவற்றில் கவனம் செலுத்தியதாகத் தோன்றலாம். ஆனால் இது முற்றிலும் உண்மை இல்லை. இடைக்காலம் நவீன அறிவியலின் அடித்தளம் வளர்ந்த காலம்.

இடைக்கால விஞ்ஞானி வில்லியம் கில்பர்ட் (1544...1603) மின்சாரம் மற்றும் காந்தப்புலங்கள் பற்றிய கருத்துக்களை அறிவியல் பயன்பாட்டிற்கு அறிமுகப்படுத்தினார், மின்காந்தத்தின் தன்மையைப் புரிந்துகொள்வதற்கான முதல் படியை எடுத்தார். பூமியின் காந்தப்புலத்தின் தன்மையை முதலில் விளக்க முயன்றவர். ஆனால் அதே சமயம், நவீன இயற்கை அறிவியல் ஆராய்ச்சியின் முக்கியக் கோட்பாடாக மாறிய அவர் உருவாக்கிய கொள்கையே அறிவியலுக்கான அவரது மிக முக்கியமான பங்களிப்பாகத் தெரிகிறது*.

* இந்தக் கொள்கையின் கருத்து, அவர்கள் சொல்வது போல், அக்கால படித்த மக்களிடையே காற்றில் இருந்தது என்று கருதலாம். ஆனால், டபிள்யூ. கில்பெர்ட்டுக்கு இந்தக் கொள்கைக்கு நன்றி சொல்லும் என் உருவாக்கத்தை நான் கண்டேன்.

ஹில்பர்ட்டின் கொள்கை எளிமையாகக் கூறப்பட்டுள்ளது:

விஞ்ஞானம் என்று கூறும் அனைத்து கோட்பாட்டு கட்டுமானங்களும் சோதனைக்கு உட்படுத்தப்பட்டு சோதனை முறையில் உறுதிப்படுத்தப்பட வேண்டும்.

நமது நவீன விஞ்ஞானிகளில் இதை ஆட்சேபிக்கும் எவரும் இருப்பதாகத் தெரியவில்லை. இருப்பினும், இருபதாம் நூற்றாண்டில், விஞ்ஞான சமூகத்தால் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட மற்றும் அவர்களின் அறிவுத் துறைகளில் இன்னும் ஆதிக்கம் செலுத்தும் ஒரு முழு அளவிலான அறிவியல் கட்டுமானங்கள் உருவாக்கப்பட்டன, ஆனால் அதே நேரத்தில் அவை ஹில்பெர்ட்டின் கொள்கையை பூர்த்தி செய்யவில்லை.

1.1 ஹில்பர்ட்டின் போஸ்டுலேட் மற்றும் நவீன இயற்பியல்

பெரும்பாலான நவீன தத்துவார்த்த மாதிரிகள் பொருளின் பண்புகள் மற்றும் இயற்கையின் விதிகளை போதுமானதாகவும் துல்லியமாகவும் பிரதிபலிக்கின்றன என்பதை வலியுறுத்த வேண்டும், ஏனெனில் அனைத்து நிலைகளிலும் இந்த கோட்பாடுகளின் கட்டுமானம் ஹில்பர்ட் கொள்கையின்படி முழுமையாக மேற்கொள்ளப்படுகிறது.

ஆனால் பல சந்தர்ப்பங்களில், கோட்பாட்டாளர்களால் உருவாக்கப்பட்ட மாதிரிகள் தவறானவை.

மைக்ரோவேர்ல்டின் சில சிக்கல்களைக் கருத்தில் கொள்வோம், அதன் தீர்வில் ஹில்பர்ட்டின் கொள்கை மீறப்பட்டது.

2. புரோட்டான் மற்றும் நியூட்ரான்

2.1 ஜெல்-மேன் குவார்க் மாதிரியில் புரோட்டான் மற்றும் நியூட்ரான்

அடிப்படை துகள் இயற்பியலில் வல்லுநர்கள் முதலில் உலகத்தை உருவாக்கும் போது, ​​​​ஒவ்வொரு அடிப்படைத் துகளும் தனித்தனியாக பொருத்தமான அளவுருக்களைத் தேர்ந்தெடுத்தனர்: கட்டணம், சுழல், நிறை, காந்த தருணம் போன்றவை.

ஜெல்-மேன் இந்த வேலையை ஓரளவு எளிமைப்படுத்தினார். அவர் ஒரு விதியை உருவாக்கினார், அதன்படி குவார்க்குகளின் தொகுப்பு உருவாக்கப்பட்ட அடிப்படைத் துகள்களின் மொத்த மின்னோட்டத்தையும் சுழற்சியையும் தீர்மானிக்கிறது. ஆனால் இந்தத் துகள்களின் நிறை மற்றும் காந்தத் தருணங்கள் இந்த விதியின் கீழ் வராது.

அரிசி. 1.கெல்-மேன் படி புரோட்டான் மற்றும் நியூட்ரானின் குவார்க் அமைப்பு. குவார்க்குகளின் கட்டணங்கள் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகின்றன, இதனால் ஒரு நியூட்ரானை புரோட்டானாக மாற்றுவது ஒரு டி-குவார்க்கை u-குவார்க்குடன் மாற்றுவதன் மூலம் மேற்கொள்ளப்படுகிறது. Gell-Mann மாதிரியானது புரோட்டான் மற்றும் நியூட்ரானின் நிறை மற்றும் காந்தத் தருணங்களைக் கணிப்பது போல் நடிக்கவில்லை.

Gell-Mann குவார்க் மாதிரியானது அனைத்து அடிப்படைத் துகள்களையும் (இலகுவானவற்றைத் தவிர) உருவாக்கும் குவார்க்குகளுக்கு ஒரு பகுதியளவு (1/3க்கு சமம்) இருக்க வேண்டும் என்று கருதுகிறது. இஅல்லது 2/3 இ) மின் கட்டணம்.

60 களில், இந்த மாதிரியை உருவாக்கிய பிறகு, பல பரிசோதனையாளர்கள் ஒரு பகுதியளவு கட்டணத்துடன் துகள்களைக் கண்டுபிடிக்க முயன்றனர். ஆனால் தோல்வி.

இதை விளக்குவதற்காக, குவார்க்குகள் அடைப்பால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன என்று கருதப்பட்டது, அதாவது. சுதந்திரமான நிலையில் எந்த வகையிலும் தங்களை வெளிப்படுத்துவதைத் தடுக்கும் சொத்து. அதே சமயம், ஹில்பர்ட் கொள்கைக்கு அடிபணிவதில் இருந்து குவார்க்குகளை சிறைபிடிப்பு நீக்குகிறது என்பது தெளிவாகிறது. இந்த வடிவத்தில், பகுதியளவு கட்டணங்களைக் கொண்ட குவார்க்குகளின் மாதிரியானது, அளவீட்டுத் தரவு மூலம் உறுதிப்படுத்தப்படாமல் அறிவியல்பூர்வமானது எனக் கூறுகிறது.

குவார்க் மாதிரியானது உயர் ஆற்றல்களில் துகள் சிதறல் பற்றிய சில சோதனைகளை வெற்றிகரமாக விவரிக்கிறது என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும், எடுத்துக்காட்டாக, ஜெட் விமானங்களின் உருவாக்கம் அல்லது அதிக ஆற்றல் கொண்ட துகள்களை அழிவின்றி சிதறடிக்கும் அம்சம். இருப்பினும், பகுதியளவு மின்னூட்டத்துடன் குவார்க்குகள் இருப்பதை அங்கீகரிக்க இது போதுமானதாகத் தெரியவில்லை.

2.2 முழு எண் சார்ஜ் கொண்ட குவார்க்குகளைக் கொண்ட புரோட்டானின் மாதிரி

புரோட்டானின் நிறை மற்றும் காந்தத் தருணத்தை கணிக்கும் வகையில், முழு எண் சார்ஜ் கொண்ட குவார்க்குகளிலிருந்து புரோட்டானின் மாதிரியை உருவாக்குவதற்கான இலக்கை நாமே அமைத்துக் கொள்வோம். ஜெல்-மேன் மாதிரியைப் போலவே, புரோட்டானும் மூன்று குவார்க்குகளைக் கொண்டுள்ளது என்று வைத்துக்கொள்வோம். ஆனால் எங்கள் விஷயத்தில், அவற்றில் இரண்டு கட்டணம் + உள்ளது இமற்றும் ஒன்று - இ. இந்த குவார்க்குகள் அவற்றின் சொந்த சுழற்சியைக் கொண்டிருக்காமல் இருக்கட்டும், மேலும் அவற்றின் குவாண்டம் இயக்கம் ஆரம் வட்டத்தில் ஒரு பொதுவான மையத்தைச் சுற்றி சுழற்றுவதன் மூலம் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது. ஆர்.

அரிசி. 2.

ஆரம் இருக்கட்டும் ஆர்சுற்றளவு 2π என்ற உண்மையால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது ஆர்குவார்க் λ இன் டி ப்ரோக்லி அலையின் நீளத்திற்கு பொருந்துகிறது டி:

அமைப்பின் பொதுவான கோண உந்தம் (சுழல்) இரண்டு சொற்களால் ஆனது: மூன்று குவார்க்குகளின் இயந்திர கோண உந்தம் 3 ப கே ×  ஆர்மற்றும் ஒரு குவார்க்கால் உருவாக்கப்பட்ட காந்தப்புலத்தின் கோண உந்தம் ஈடுசெய்யப்படாத மின்னூட்டம் \(\frac(e)(c)(\bf(A))\):

மற்றும் வட்ட மின்னோட்டத்தின் காந்த கணம்

இங்கே β = v/c.

புரோட்டான் சுழல் சமம் என்ற உண்மையின் அடிப்படையில் ħ / 2, எங்களிடம் உள்ளது

மூன்று குவார்க்குகளின் மொத்த நிறை

குவார்க் வெகுஜனத்தின் (8) அளவைக் கணக்கில் எடுத்துக் கொண்டால், அது உருவாக்கிய காந்தத் தருணம் சமம்

2.3 நியூட்ரானின் இயற்பியல் பண்புகள்

ஜெல்-மேன் குவார்க் மாதிரியில், நியூட்ரான் ஒரு அடிப்படைத் துகள் என்று கருதப்படுகிறது, அது புரோட்டானை விட வேறுபட்ட குவார்க்குகளால் ஆனது. கடந்த நூற்றாண்டின் 30 களில், கோட்பாட்டு இயற்பியலாளர்கள் அந்த நேரத்தில் இல்லாத அளவீட்டு தரவை நம்பாமல், நியூட்ரானின் அடிப்படைத்தன்மை பற்றிய முடிவுக்கு வந்தனர்.

நியூட்ரான் அளவுருக்களின் அளவீட்டுத் தரவை விளக்க - நியூட்ரானின் காந்த தருணம், அதன் சிதைவின் நிறை மற்றும் ஆற்றல் - நியூட்ரானின் மின்காந்த மாதிரியைக் கருத்தில் கொள்வோம், அதில் அது ஒரு அடிப்படை துகள் அல்ல.

போர் ஹைட்ரஜன் அணுவைப் போலவே நியூட்ரானும் ஒரு புரோட்டானைக் கொண்டுள்ளது, அதைச் சுற்றி ஒரு எலக்ட்ரான் அதிலிருந்து மிகச் சிறிய தூரத்தில் சுழல்கிறது என்று வைத்துக்கொள்வோம். புரோட்டானுக்கு அருகில், எலக்ட்ரானின் இயக்கம் சார்பியல் ரீதியாக இருக்க வேண்டும். இருப்பினும், இந்த வழக்கில் உருவாகும் நிலையான சுற்றுப்பாதையின் தனித்தன்மை என்னவென்றால், அதைக் கணக்கிடும்போது, ​​அனைத்து சார்பியல் திருத்தங்களும் ஒருவருக்கொருவர் ஈடுசெய்து முற்றிலும் அகற்றப்படுகின்றன.

நியூட்ரானின் மின்காந்த மாதிரியை இன்னும் விரிவாகக் கருதுவோம்.

2.4 நியூட்ரான் அமைப்பு

2.4.1. நியூட்ரானின் மின்காந்த மாதிரி

நியூட்ரான் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட ஆரம்ப நாட்களில், அது ஒரு அடிப்படைத் துகளாக கருதப்பட வேண்டுமா என்ற கேள்வி இயற்பியலில் விவாதிக்கப்பட்டது. இந்த சிக்கலை தீர்க்க உதவும் சோதனை தரவு எதுவும் இல்லை, விரைவில் புரோட்டானைப் போலவே நியூட்ரானும் ஒரு அடிப்படை துகள் என்று நம்பப்பட்டது. இருப்பினும், நியூட்ரான் நிலையற்றது மற்றும் ஒரு புரோட்டானாக சிதைவடைகிறது மற்றும் எலக்ட்ரானாக (+ ஆன்டிநியூட்ரினோ) ஒரு அடிப்படை அல்லாத கலவை துகள் என வகைப்படுத்தலாம்.

வேகம் கொண்ட புரோட்டானைச் சுற்றி இருக்கும் ஒரு கூட்டுத் துகள் ஒன்றைக் கருத்தில் கொள்வோம் v → cஓய்வு நிறை கொண்ட ஒரு துகள் சுழல்கிறது மீ இமற்றும் கட்டணம் - இ. (முன்பு, இதேபோன்ற அணுகுமுறை படைப்புகளில் கருதப்பட்டது மற்றும்).

அச்சு ஒரு உருளை ஒருங்கிணைப்பு அமைப்பைத் தேர்வு செய்வோம் zபுரோட்டானின் காந்த தருணத்தின் திசையுடன் ஒத்துப்போகிறது

நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட புரோட்டானுக்கும் எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட எலக்ட்ரானுக்கும் இடையில் கூலம்ப் ஈர்ப்பு விசை இருக்க வேண்டும் (, §24):

இது லோரென்ட்ஸ் படையில் தன்னை வெளிப்படுத்துகிறது:

மற்றும் வளையத்தின் காந்தப்புலத்தால் உருவாக்கப்பட்ட விசை அதை உடைக்க முனைகிறது

இதன் விளைவாக அறியப்படாதவற்றுடன் ஒரு சமநிலை சமன்பாடு உள்ளது ஆர் 0 மற்றும் β வடிவம் எடுக்கிறது:

கணினியில் உள்ள காந்தப்புலம் புரோட்டானின் காந்த தருணத்தால் உருவாக்கப்படுகிறது

இங்கே α = இ 2  / சிசி- நிலையான அமைப்பு,

ஆர் சி = ħ  / m e c- காம்ப்டன் ஆரம்.

இந்த அளவுருக்களை இணைக்கும் இரண்டாவது சமன்பாட்டை எழுத, நாம் வைரல் தேற்றத்தைப் பயன்படுத்துகிறோம். இந்த தேற்றத்தின்படி, துகள்களின் இயக்க ஆற்றல் அவற்றின் வரையறுக்கப்பட்ட இயக்கத்தின் போது மின்காந்த தொடர்பு மூலம் ஒன்றுபட்டது, அவற்றின் சாத்தியமான ஆற்றலின் பாதிக்கு சமம், எதிர் அடையாளத்துடன் எடுத்துக் கொள்ளப்படுகிறது:

எனவே, இந்த அளவுருக்களை இணைக்கும் இரண்டாவது சமன்பாடு வடிவம் எடுக்கிறது:

இந்த வழக்கில், தற்போதைய வளையத்தின் காந்த தருணம், அணு காந்தங்களில் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது μ என்

இந்த மதிப்பு நியூட்ரான் காந்த கணத்தின் அளவிடப்பட்ட மதிப்புடன் நன்றாக ஒத்துப்போகிறது (ξ n = –1,91304272):

வைரல் தேற்றத்தின்படி, கருத்தில் கொள்ளப்படும் அமைப்பின் மொத்த ஆற்றல் அதன் இயக்க ஆற்றலுக்கு சமமாக இருக்க வேண்டும் (26):

ஒரு நியூட்ரானின் சிதைவின் போது, ​​இந்த ஆற்றல் உமிழப்படும் எலக்ட்ரானின் (மற்றும் ஆன்டிநியூட்ரினோ) இயக்க ஆற்றலாக மாற்றப்படும், இது 782 keV க்கு சமமான சிதைவு எலக்ட்ரான்களின் ஸ்பெக்ட்ரம் சோதனை ரீதியாக நிர்ணயிக்கப்பட்ட வரம்புடன் சரியான உடன்பாட்டில் உள்ளது.

2.5 கலந்துரையாடல்

மேலே கருதப்படும் புரோட்டான் மாதிரியில், ஒருங்கிணைந்த கட்டணங்கள் கொண்ட குவார்க்குகளால் ஆனது, ஒரு கட்டற்ற நிலையில் குவார்க்குகளின் அவதானிப்பு பற்றிய கேள்வியே இல்லை. இருப்பினும், பல தெரியாதவை உள்ளன.

புரோட்டானை உருவாக்கும் பாசிட்ரானின் காந்தத் தருணம் எங்கே மறைகிறது என்பது தெளிவாகத் தெரியவில்லை. நியூட்ரானை உருவாக்கும் எலக்ட்ரானின் காந்த தருணம் வளைய மின்னோட்டத்தின் சுழல் பூஜ்ஜியமாக இருப்பதால் தன்னை வெளிப்படுத்தாது. இருப்பினும், குவார்க்-பாசிட்ரான் விஷயத்தில் இது இல்லை. குவார்க்-பாசிட்ரான் ஏன் குவார்க்-எலக்ட்ரானுடன் அழிக்கவில்லை என்பது தெளிவாகத் தெரியவில்லை, மேலும் என்ன தொடர்புகள் அவற்றை முற்றிலும் நிலையான துகளாக இணைக்கின்றன - புரோட்டான், அதன் சிதைவு இயற்கையில் கவனிக்கப்படவில்லை.

நியூட்ரானின் பண்புகளின் மதிப்பீடுகள் மற்றும் அளவீட்டு தரவுகளுக்கு இடையே பெறப்பட்ட ஒப்பந்தம் அது ஒரு அடிப்படை துகள் அல்ல என்பதைக் குறிக்கிறது. இது போர் ஹைட்ரஜன் அணுவின் ஒரு வகையான சார்பியல் அனலாக் என்று கருதப்பட வேண்டும். ஒரு போர் அணுவில் சார்பற்ற எலக்ட்ரான் கூலொம்ப் சக்திகளால் ஷெல்லில் வைக்கப்படுகிறது, மேலும் நியூட்ரானில் சார்பியல் எலக்ட்ரான் முக்கியமாக காந்த தொடர்பு காரணமாக வைக்கப்படுகிறது. ஹில்பெர்ட்டின் கருத்துக்கு இணங்க, மேலே விவாதிக்கப்பட்ட நியூட்ரானின் மின்காந்த மாதிரியை அனுபவத்தின் மூலம் உறுதிப்படுத்துவது அதன் நம்பகத்தன்மைக்கு தேவையான மற்றும் முற்றிலும் போதுமான வாதமாகத் தெரிகிறது.

இருப்பினும், மாதிரியைப் புரிந்துகொள்வதற்கு, பொதுவாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட கோட்பாட்டு கருவியை உருவாக்கும்போது அதைப் பயன்படுத்துவது முக்கியம். சார்பியல் குவாண்டம் இயற்பியலின் மொழியுடன் பழகிய விஞ்ஞானிகளுக்கு, மதிப்பீடுகளை மேற்கொள்வதில் மேலே பயன்படுத்தப்பட்ட முறையானது, விரைவான பார்வையில், பெறப்பட்ட முடிவுகளின் கருத்துக்கு பங்களிக்காது என்பதை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். நம்பகத்தன்மைக்கு, கூலம்ப் புலத்தில் எலக்ட்ரானின் நடத்தையில் சார்பியல்வாதத்தின் செல்வாக்கு டைராக் கோட்பாட்டின் கட்டமைப்பிற்குள் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ளப்பட வேண்டும் என்பது பொதுவாக ஏற்றுக்கொள்ளப்படுகிறது. இருப்பினும், நியூட்ரான் நிறை, அதன் காந்தத் தருணம் மற்றும் சிதைவு ஆற்றல் ஆகியவற்றைக் கணக்கிடுவதில், இது அவசியமில்லை, ஏனெனில் பரிசீலனையில் உள்ள நிலையில் எலக்ட்ரானின் சுழல் பூஜ்ஜியமாக உள்ளது மற்றும் அனைத்து சார்பியல் விளைவுகளும் குணகங்களுடன் சொற்களால் விவரிக்கப்படுகின்றன \(( \left((1 - \frac((( v^2)))(((c^2)))) \right)^( - 1/2))\), ஒன்றுக்கொன்று ஈடுசெய்து முழுமையாக வெளியேறவும். எங்கள் மாதிரியில் கருதப்படும் நியூட்ரான் ஒரு குவாண்டம் பொருள், ஆரம் என்பதால் ஆர் 0 என்பது பிளாங்கின் மாறிலிக்கு விகிதாசாரமாகும் ħ , ஆனால் முறையாக அதை சார்பியல் என்று கருத முடியாது, ஏனெனில் குணகம் \(\left((1 - \frac(((v^2))))(((c^2))) \வலது)^( - 1/2))\)வரையறையில் ஆர் 0 சேர்க்கப்படவில்லை. இது நியூட்ரான் நிறை, அதன் காந்தத் தருணம் மற்றும் சிதைவு ஆற்றலைக் கணக்கிடுவது, அமைப்பின் சமநிலை அளவுருக்களை சக்திகளின் சமநிலையின் நிலையிலிருந்து வெறுமனே கண்டுபிடிப்பதன் மூலம், சார்பியல் அல்லாத பொருள்களுக்கு வழக்கமாக உள்ளது. நியூட்ரான் வாழ்நாள் மதிப்பீட்டில் நிலைமை வேறுபட்டது. சார்பியல், வெளிப்படையாக, இந்த அளவுருவை பாதிக்க வேண்டும். அதை கணக்கில் எடுத்துக் கொள்ளாமல், நியூட்ரான் ஆயுளை அளவின் வரிசைப்படி கூட சரியாக மதிப்பிட முடியாது.

3. அணு சக்திகளின் தன்மை குறித்து

3.1 மூலக்கூறு ஹைட்ரஜன் அயனி

1927 ஆம் ஆண்டில், மூலக்கூறு ஹைட்ரஜன் அயனியின் எளிய மூலக்கூறின் குவாண்டம் இயந்திர விளக்கம் வெளியிடப்பட்டது. இந்தக் கட்டுரையின் ஆசிரியர்கள், டபிள்யூ. ஹெய்ட்லர் மற்றும் எஃப். லண்டன், மூலக்கூறு அயனியின் நிலை இரட்டைக் கிணறு திறன் மூலம் விவரிக்கப்பட்டால், எலக்ட்ரானின் பரிமாற்றத்தால் இரண்டு புரோட்டான்களுக்கு இடையே எழும் ஈர்ப்பைக் கணக்கிட்டனர் (படம் 3). இந்த பரிமாற்றம் ஒரு குவாண்டம் இயந்திர விளைவு மற்றும் அதன் கிளாசிக்கல் அனலாக் இல்லை. (இந்த கணக்கீட்டின் சில விவரங்கள் கொடுக்கப்பட்டுள்ளன).

இந்த வேலையின் முக்கிய முடிவு என்னவென்றால், எலக்ட்ரானின் பரிமாற்றத்தால் எழும் இரண்டு புரோட்டான்களுக்கு இடையிலான பிணைப்பு ஆற்றல், ஒரு புரோட்டான் மற்றும் எலக்ட்ரானின் பிணைப்பு ஆற்றலுக்கு (முதல் போரில் உள்ள எலக்ட்ரானின் ஆற்றல்) அளவின் வரிசையில் நெருக்கமாக உள்ளது. வட்ட பாதையில் சுற்றி). இந்த முடிவு அளவீட்டுத் தரவுகளுடன் திருப்திகரமான உடன்பாட்டில் உள்ளது, இது கணக்கிடப்பட்ட ஒன்றிலிருந்து இரண்டு மடங்குக்கும் குறைவாக வேறுபடும் முடிவை அளிக்கிறது.

அரிசி. 3.சமச்சீர் இரட்டைக் கிணறு சாத்தியத்தின் திட்டவட்டமான பிரதிநிதித்துவம். தரை நிலையில், எலக்ட்ரான் கிணற்றின் வலது அல்லது இடது பக்கமாக இருக்கலாம். ஒரு குழப்பமில்லாத நிலையில், அதன் ஆற்றல் சமமாக இருக்கும் ஈ 0 . ஒரு மாநிலத்திலிருந்து மற்றொரு மாநிலத்திற்குச் செல்லும் சுரங்கப்பாதையானது தரைமட்டத்தை பிளவுபடுத்துவதற்கும், ஆற்றலுக்கு சாதகமான நிலையில் Δ ஆல் குறைவதற்கும் வழிவகுக்கிறது.

அரிசி. 4.ஒளி கருக்களின் கட்டமைப்பின் திட்டவட்டமான பிரதிநிதித்துவம். கோடு கோடு புரோட்டான்களுக்கு இடையில் ஒரு சார்பியல் எலக்ட்ரானின் பரிமாற்ற மாற்றத்தின் சாத்தியத்தை விளக்குகிறது

3.2 டியூடெரான்

மேலே விவாதிக்கப்பட்ட நியூட்ரானின் மின்காந்த மாதிரியானது, புரோட்டானுடன் நியூட்ரான் தொடர்பு கொள்ளும் பொறிமுறையைப் புதிதாகப் பார்க்க அனுமதிக்கிறது. நியூட்ரான் - அதாவது. ஒரு சார்பியல் எலக்ட்ரான் மேகத்தால் சூழப்பட்ட ஒரு புரோட்டானும் ஒரு இலவச புரோட்டானும் சேர்ந்து ஒரு மூலக்கூறு ஹைட்ரஜன் அயனியைப் போன்ற ஒரு பொருளை உருவாக்குகின்றன. வித்தியாசம் என்னவென்றால், இந்த விஷயத்தில் எலக்ட்ரான் சார்பியல், அதன் சுற்றுப்பாதையின் ஆரம் ஆர் 0 ≈ 10-13 செமீ (28) மற்றும் நிறை தோராயமாக 2.57 மீ இ.

ஹெய்ட்லர்-லண்டன் குவாண்டம் மெக்கானிக்கல் கணக்கீடுகளின் முடிவுகளை இந்த வழக்கில் பயன்படுத்துவதன் மூலம், டியூட்டரானின் பிணைப்பு ஆற்றலை, மூலக்கூறு ஹைட்ரஜன் அயனியைப் போலவே துல்லியமாக மதிப்பிட முடியும். அளவீடுகள் கொடுக்கும்போது பிணைப்பு ஆற்றல் தோராயமாக 2.13 10-6 ஆக இருக்கும் என்று மதிப்பீடு கணித்துள்ளது.

3.3 ஒளி கர்னல்கள்

3.3.1. நியூக்ளியஸ் 3 2 அவர்

படம் இருந்து. 4, இது 3 2 He அணுக்கருவில் உள்ள ஆற்றல் பிணைப்புகளை திட்டவட்டமாகக் காட்டுகிறது, அவை புரோட்டான்களின் மூன்று ஜோடி தொடர்புகளால் ஆனது என்பது தெளிவாகிறது. எனவே, இந்த கருவின் பிணைப்பு ஆற்றல் டியூடெரானின் பிணைப்பு ஆற்றலின் மூன்று மடங்குக்கு சமமாக இருக்க வேண்டும் என்று கருத வேண்டும்:

இந்த கருவின் நிறை குறைபாடு

மதிப்பீடு ஒப்பந்தம் ஈஅளவிடப்பட்ட பிணைப்பு ஆற்றலுடன் He3 ஈ(3 2 அவர்) மிகவும் நல்லவராகக் கருதலாம்.

3.3.2. நியூக்ளியஸ் 4 2 அவர்

படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ள 4 2 He அணுக்கருவில் உள்ள ஆற்றல் இணைப்புகளின் வரைபடத்திலிருந்து. 4, இந்த பிணைப்புகள் இரண்டு எலக்ட்ரான்களால் உணரப்பட்ட புரோட்டான்களின் ஆறு ஜோடி தொடர்புகளால் உருவாகின்றன என்பது தெளிவாகிறது. இந்த காரணத்திற்காக, 4 2 He அணுக்கருவின் பிணைப்பு ஆற்றல் இதற்கு சமமாக இருக்க வேண்டும் என்று கருதலாம்:

இந்த கருவின் நிறை குறைபாடு

இந்த நிறை குறைபாடு பிணைப்பு ஆற்றலுக்கு ஒத்திருக்கிறது

இந்த மதிப்புகளுக்கு இடையிலான இந்த ஒப்பந்தம் மிகவும் திருப்திகரமாக கருதப்படலாம்.

3.3.3. கோர் 6 3 லி

Li – 6 அணுக்கருவின் பிணைப்பு ஆற்றல் பின்வரும் ஷெல்லில் அமைந்துள்ள He – 4 அணுக்கரு மற்றும் டியூட்டரானின் பிணைப்பு ஆற்றல்களின் கூட்டுத்தொகைக்கு நெருக்கமாக இருக்க வேண்டும் என்று கருதலாம்:

வெவ்வேறு ஷெல்களின் புரோட்டான்களுக்கு இடையில் எலக்ட்ரான்களின் பரிமாற்றம் கடினமாக இருந்தால் இந்த அனுமானம் சாத்தியமாகும்.

அதே நேரத்தில், இந்த கருவின் நிறை குறைபாடு

மற்றும் தொடர்புடைய பிணைப்பு ஆற்றல்

வெவ்வேறு ஷெல்களில் புரோட்டான்களுக்கு இடையே உள்ள பலவீனமான இணைப்பினை இது உறுதிப்படுத்துகிறது.

மற்ற ஒளி கருக்களுடன் நிலைமை மிகவும் எளிதானது அல்ல என்பதை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். கோர் 3 1 டிமூன்று புரோட்டான்கள் மற்றும் அவற்றுக்கிடையே தொடர்பு கொள்ளும் இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன. அத்தகைய அமைப்பில் இரண்டு எலக்ட்ரான்களின் ஜம்ப் பாலி போஸ்டுலேட்டிற்குக் கீழ்ப்படிய வேண்டும். வெளிப்படையாக, டிரிடியத்தின் பிணைப்பு ஆற்றல் He - 3 இன் பிணைப்பு ஆற்றலை விட மிக அதிகமாக இல்லை என்பதற்கு இதுவே காரணம்.

7 3 லி அணுக்கருவில் உள்ள அணுக்கரு பிணைப்புகளை வரைபடத்தால் குறிப்பிடலாம். ஈலி7 ≈ ஈ He4+ இ டி, ஆனால் இந்த யோசனை ஒரு தோராயமான மதிப்பீட்டிற்கு வழிவகுக்கிறது. இருப்பினும், நிலையற்ற கருவுக்கு Be – 8 ஒத்த பிரதிநிதித்துவம் ஈ Be8 ≈ 2 ஈ He4 அளவீடுகளுடன் நல்ல உடன்பாட்டிற்கு வழிவகுக்கிறது.

3.4 கலந்துரையாடல்

சில ஒளிக்கருக்களுக்கான கணக்கிடப்பட்ட பிணைப்பு ஆற்றலுக்கும் அளவீட்டுத் தரவுகளுக்கும் இடையே உள்ள நல்ல உடன்பாடு, அணுசக்திகள் (குறைந்தபட்சம் இந்தக் கருக்களின் விஷயத்தில்) மேலே விவரிக்கப்பட்ட பரிமாற்றத் தன்மையைக் கொண்டிருப்பதாகக் கூறுகிறது.

முதன்முறையாக, எலக்ட்ரான் பரிமாற்றத்தின் விளைவின் அடிப்படையில் அணுசக்திகளை விளக்குவதற்கான சாத்தியக்கூறுகளின் கவனத்தை வெளிப்படையாக ஐ.ஈ. கடந்த நூற்றாண்டின் 30 களில் மீண்டும் டாம். இருப்பினும், பின்னர் அணு இயற்பியலில் π-மெசான்களின் பரிமாற்ற மாதிரி, பின்னர் குளுவான்கள் ஆதிக்கம் செலுத்தியது. இதற்கான காரணம் தெளிவாக உள்ளது. அணுசக்திகளின் அளவு மற்றும் வரம்பை விளக்க, ஒரு குறுகிய உள்ளார்ந்த அலைநீளம் கொண்ட ஒரு துகள் தேவை. சார்பற்ற எலக்ட்ரான் இதற்கு ஏற்றது அல்ல. இருப்பினும், மறுபுறம், π-meson அல்லது gluon பரிமாற்ற மாதிரிகள் உற்பத்தி செய்யவில்லை. இந்த மாதிரிகள் ஒளிக்கருக்களின் பிணைப்பு ஆற்றலின் போதுமான துல்லியமான அளவு விளக்கத்தை வழங்க முடியவில்லை. எனவே, இந்த ஆற்றலின் மேற்கூறிய எளிய மற்றும் அளவீட்டு-நிலையான மதிப்பீடு, வலுவான தொடர்பு என்று அழைக்கப்படுவது (சில ஒளி கருக்களின் விஷயத்தில்) சார்பியல் பரிமாற்றத்தின் காரணமாக எழும் புரோட்டான்களுக்கு இடையிலான ஈர்ப்பின் விளைவின் வெளிப்பாடாகும் என்பதற்கு தெளிவான சான்றாகும். எதிர் மின்னணு.

4. நியூட்ரினோக்கள் மற்றும் மீசான்கள்

4.1 நியூட்ரினோ

மின்காந்த புலத்தின் நிலையான மேக்ஸ்வெல்லியக் கோட்பாட்டின் கட்டமைப்பிற்குள் இரண்டு சாத்தியக்கூறுகள் உள்ளன என்று முன்னர் காட்டப்பட்டது. வெவ்வேறு தூண்டுதல் முறைகளைப் பயன்படுத்தி, வெற்று இடத்தில் (ஈதர்) ஒரு குறுக்கு மின்காந்த அலை (ஃபோட்டான்) அல்லது ஒரு காந்த குவாண்டம் (காந்த சொலிடன்) ஆகியவற்றை உற்சாகப்படுத்த முடியும், அதாவது. மின் கூறு இல்லாத அலை. ஒரு வெற்றிடத்தில் மின்காந்த அலைகளை உருவாக்க, நீங்கள் ஊசலாடும் மின்சாரம் அல்லது காந்த இருமுனையைப் பயன்படுத்த வேண்டும்.

மேக்ஸ்வெல்லின் சமன்பாடுகளின்படி, ஒரு ஃபோட்டானால் மேற்கொள்ளப்படும் மின்சார புலத்தின் அளவு, ஃபோட்டான் உருவாக்கும் நேரம்-மாறும் காந்தத் தருணத்தின் நேரத்தைப் பொறுத்து இரண்டாவது வழித்தோன்றலுக்கு விகிதாசாரமாகும். காந்தத் தருணத்தின் நேரச் சார்பு மிகவும் கூர்மையான ஹெவிசைட் படிச் செயல்பாட்டால் விவரிக்கப்பட்டால், இந்தப் படியின் முதல் வழித்தோன்றல் δ-செயல்பாடு மற்றும் இரண்டாவது வழித்தோன்றல் பூஜ்ஜியமாகும். எனவே, 10-23 வினாடிகள் நீடிக்கும் படியின் முன்னணி விளிம்பில் (இது ஒரு π-மீசானை μ-மீசனாக மாற்றும் நேரத்தின் மதிப்பீடாகும், இதில் ஒரு ஆன்டிநியூட்ரினோ பிறக்கிறது), ஒரு குவாண்டம் இருக்க வேண்டும். δ-வடிவ காந்தக் கூறுகளைக் கொண்ட உமிழப்படும் மற்றும் மின் கூறு இல்லாதது (மேலும் விவரங்களுக்கு இல் பார்க்கவும்) .

ஒரு காந்த சொலிட்டனின் சிறப்பியல்பு அம்சங்கள், வட்டமாக துருவப்படுத்தப்பட்டால், அது சுழல வேண்டும் ħ  / 2, மற்றும் பொருளுடனான அதன் தொடர்பு மின்காந்த அலையை விட கிட்டத்தட்ட இரண்டு டஜன் ஆர்டர் அளவு பலவீனமாக உள்ளது. இந்த அம்சம் இயற்கையில் காந்த மோனோபோல்கள் இல்லை என்ற உண்மையின் காரணமாகும்.

நியூட்ரினோவுடன் காந்த சொலிட்டானை அடையாளம் காண முடியும் என்று இது அறிவுறுத்துகிறது. இந்த வழக்கில், ஒரு காந்த தருணம் பிறக்கும் போது, ​​ஒரு ஆன்டிநியூட்ரினோ தோன்றும், அது மறைந்தால், ஒரு நியூட்ரினோ தோன்றும்.

இவ்வாறு, ஒரு π  – -meson இன் வரிசைமாற்றத்தின் செயல்பாட்டில், முதலில் μ  – -meson ஆகவும், பின்னர் ஒரு எலக்ட்ரானாகவும், அத்தகைய மூன்று காந்த γ-குவாண்டா தோன்றும் (படம் 5).

அரிசி. 5.ஒரு π -மீசானின் சிதைவின் போது மூன்று காந்த சொலிட்டான்கள் (நியூட்ரினோக்கள்) பிறக்கும் திட்டம். π -மீசனில் காந்தத் தருணம் இல்லை. சிதைவின் போது, ​​அது ஒரு காந்தத் தருணத்தைச் சுமந்து, ஒரு μ – -மீசனாக மாறுகிறது. இந்த செயல்முறையானது காந்த γ-குவாண்டம் (ஆன்டிநியூட்ரினோ உமிழ்வு) வெளியேற்றத்துடன் இருக்க வேண்டும். ஒரு μ – -மெசான் சிதைவடையும்போது, ​​அதன் காந்தத் தருணம் மறைந்து மற்றொரு காந்த γ-குவாண்டம் (நியூட்ரினோ) உமிழப்படும். மூன்றாவது காந்த சொலிட்டான் (ஆன்டிநியூட்ரினோ) எலக்ட்ரான் பிறந்த தருணத்தில் தோன்றும்

4.2 மீசன்ஸ்

உருமாற்றங்களின் சங்கிலியில் pion → muon → எலக்ட்ரான், மூன்று நியூட்ரினோக்கள் பிறக்கின்றன (படம் 5). சார்ஜ் செய்யப்பட்ட பியோன்கள் (π -mesons), அதன் சுழல்கள் பூஜ்ஜியமாக இருக்கும், காந்த இருமுனைகள் இல்லை. π  – மீசானை மியூவானாக (μ‑meson) மாற்றும் தருணத்தில், ஒரு காந்தத் தருணம் திடீரென தோன்றுகிறது, இது ஒரு மியூன் ஆன்டிநியூட்ரினோ \((\widetilde \nu _\mu )\) உமிழ்வுடன் சேர்ந்துள்ளது. ஒரு மியூயான் சிதைவடையும் போது, ​​மியூன் நியூட்ரினோ கதிர்வீச்சு ν μ உருவாகிறது, இது மியூன் காந்த தருணம் மறைவதால் ஏற்படுகிறது. அதே நேரத்தில், ஒரு காந்தத் தருணத்துடன் கூடிய எலக்ட்ரான் பிறக்கிறது, இது எலக்ட்ரான் ஆன்டிநியூட்ரினோ \(\mathop (\widetilde \nu )\nolimits_e \) வெளியேற்றத்திற்கு வழிவகுக்கிறது.

இந்த எதிர்விளைவுகளில் நியூட்ரினோக்கள் மற்றும் ஆன்டிநியூட்ரினோக்கள் தவிர வேறு எந்த தயாரிப்புகளும் எழுவதில்லை என்ற உண்மை, பியோன் மற்றும் மியூயான் ஆகியவை சுயாதீனமான அடிப்படைத் துகள்கள் அல்ல, ஆனால் எலக்ட்ரானின் உற்சாகமான நிலைகள் என்ற அனுமானத்திற்கு நம்மை இட்டுச் செல்கிறது.

இந்த மீசோன்கள் நிறைகளைக் கொண்டுள்ளன

இங்கே λ டி= 2π ħ  / பி- டி ப்ரோக்லி அலைநீளம்,

பி- பொதுவான துகள் உந்தம்,

n= 1, 2, 3... – முழு எண்.

அத்தகைய துகளின் மாறாத கோண உந்தம் (சுழல்).

நாம் பெறுகிறோம்

இந்த வெகுஜன மதிப்பு பூஜ்ஜியத்திற்கு சமமான சுழற்சியைக் கொண்ட π மீசன் (46) வெகுஜனத்திற்கு மிக அருகில் உள்ளது:

இந்த வெகுஜன மதிப்பு μ-meson (46) இன் வெகுஜனத்திற்கு மிக அருகில் உள்ளது, இது சமமான சுழற்சியைக் கொண்டுள்ளது ħ  / 2:

\[\frac(((M_(1/2))))(((M_(\mu ^ \pm))))) \simeq 0.9941.\]

(54)

மீசான்களின் வெகுஜனத்தை அவற்றின் சுழல்களின் அடிப்படையில் மட்டுமே கணக்கிடுவதற்கான கண்டுபிடிக்கப்பட்ட சாத்தியம், இந்த மீசான்கள் எலக்ட்ரானின் உற்சாகமான நிலைகள் என்ற அனுமானத்தை உறுதிப்படுத்துகிறது.

5. முடிவுரை

அடிப்படைத் துகள்களின் பண்புகளின் மேற்கூறிய கணக்கீடுகள், குவார்க்குகளின் பகுதியளவு கட்டணங்களுடன் குவார்க் மாதிரியின் பற்றாக்குறையை வெளிப்படுத்துகின்றன, அதற்குள் அத்தகைய மதிப்பீடுகளைப் பெற முடியாது. இந்த மாதிரி அதன் நவீன வடிவத்தில் துகள்களை வகைப்படுத்துவதற்கான சாத்தியத்தை நிரூபிக்கிறது, ஆனால் அத்தகைய வகைப்பாடு மட்டுமே சாத்தியமானது மற்றும் சரியானது என்பதை இது நிரூபிக்கவில்லை.

புரோட்டான்-நியூட்ரான் தொடர்புகளை விவரிக்க (ஒளி கருக்களில்) குளுவான் மாதிரியை ஈடுபடுத்த வேண்டிய அவசியமில்லை அல்லது வலுவான மற்றும் பலவீனமான தொடர்புகளின் கோட்பாடுகளைப் பயன்படுத்த வேண்டிய அவசியமில்லை என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும்.

உண்மையில், ஒரு டியூட்டரானில் உள்ள புரோட்டான்களுக்கு இடையில் ஒரு சார்பியல் எலக்ட்ரானின் பரிமாற்றம் மற்றும் ஒரு மூலக்கூறு ஹைட்ரஜன் அயனியில் சார்பற்ற எலக்ட்ரானின் பரிமாற்றம் ஒரு குவாண்டம் இயந்திர நிகழ்வாகும், மேலும் இந்த பரிமாற்ற விளைவுக்கு எந்த காரணமும் இல்லை. ஒரு டியூடெரான் இயற்கையின் ஒரு அடிப்படையான தொடர்புகளின் பங்கு.

நியூட்ரினோ உமிழ்வு β- சிதைவு (அல்லது K-பிடிப்பு) செயல்பாட்டின் போது ஏற்படுகிறது. கருக்களின் சிதைவு செயல்முறைகள், α மற்றும் β இரண்டும், எந்த புதிய சிறப்பு அடிப்படை இயற்கையான தொடர்புகளை அறிமுகப்படுத்த தேவையில்லை. ஆனால் β- சிதைவு இன்றியமையாத அம்சத்தைக் கொண்டுள்ளது: β- சிதைவின் போது, ​​ஒரு இலவச எலக்ட்ரானின் காந்தத் தருணம் மிகக் குறுகிய காலத்தில் தோன்றும் (அல்லது K-பிடிப்பின் போது மறைந்துவிடும்). இது ஈதரில் ஒரு காந்த தாக்கத்தை உருவாக்குகிறது மற்றும் ஒரு காந்த γ-குவாண்டம் வெளியேற்றத்திற்கு வழிவகுக்கிறது, அதாவது. நியூட்ரினோ. இந்த நிகழ்வு இயற்கையில் முற்றிலும் மின்காந்தமாகும், மேலும் அதை விவரிக்க ஒரு சிறப்பு பலவீனமான அல்லது எலக்ட்ரோவீக் தொடர்புகளை அறிமுகப்படுத்த வேண்டிய அவசியமில்லை.

இருப்பினும், மைக்ரோவேர்ல்டின் பிற பொருள்களின் விளக்கத்தில் வலுவான மற்றும் பலவீனமான தொடர்புகளை அறிமுகப்படுத்த வேண்டிய அவசியம் இல்லாதது முறையாக நிரூபிக்கப்படவில்லை. கனமான அணுக்களில் அணுசக்திகளைக் கணக்கிடுவதற்கு, அணு குண்டுகள் இருப்பதுடன் தொடர்புடைய பிற விளைவுகளை உள்ளடக்குவது அவசியம் என்பது வெளிப்படையானது.

ஆயினும்கூட, சில துகள்களின் மின்காந்த விளக்கத்தின் சாத்தியக்கூறு, மைக்ரோவேர்ல்டின் இன்னும் பல சிக்கலான பொருள்களின் தற்போதைய விளக்கத்தின் சரியான தன்மை பற்றிய கேள்வியை பொருத்தமானதாக ஆக்குகிறது.

வெளிப்படையாக, W. கில்பெர்ட்டின் இயற்கை அறிவியலின் முக்கிய போஸ்டுலேட்டிற்கு இணங்க, அத்தகைய விளக்கத்தின் சரியான தன்மையை சரிபார்ப்பது ஆய்வின் கீழ் உள்ள பொருட்களின் அடிப்படை பண்புகளின் சோதனை தரவுகளின் அடிப்படையில் இருக்க வேண்டும். ஒரு குறிப்பிட்ட அட்டவணையில் துகள்களை முறைப்படுத்துவதற்கான ஒரு வெற்றிகரமான முறையை இந்த அணுகுமுறையின் சரியான தன்மை மற்றும் தனித்துவத்தின் முழுமையான ஆதாரமாகக் கருத முடியாது.

இலக்கியம்:

1. கில்பர்ட் டபிள்யூ. காந்தம், காந்த உடல்கள் மற்றும் பெரிய காந்தம் பற்றி - பூமி. எம்.: யுஎஸ்எஸ்ஆர் அகாடமி ஆஃப் சயின்ஸின் பப்ளிஷிங் ஹவுஸ், 1956.
, 2016.

அடிப்படைத் துகள்களின் அமைப்புமுறை. சூப்பர் எலிமெண்டரி துகள்கள். ஒரு அடிப்படை துகள் என்ற கருத்தை வரையறுப்பதில் எழும் முக்கிய சிரமம், தற்போது வேதியியல் கூறுகளின் அணுக்களை விட இதுபோன்ற பல துகள்கள் இருப்பதால் தான்.

புரோட்டானை விட 10 மடங்கு கனமான துகள்கள் மற்றும் போரான் அணுக்கருவின் அதே நிறை கொண்ட துகள்கள் சமீபத்தில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளன. வளர்ந்து வரும் சமமான அடிப்படைப் பொருட்களின் தொகுப்பில் ஏதேனும் படிநிலையை அடையாளம் காண ஆசைப்பட்டு, சில இயற்பியலாளர்கள் பூட்ஸ்ட்ராப் லேசிங் அல்லது அணு ஜனநாயகம் என்ற கருத்தை முன்வைத்துள்ளனர், அதன்படி ஒவ்வொரு அடிப்படைத் துகளும் மற்ற அனைத்து துகள்களையும் அல்லது ஒவ்வொன்றின் கட்டமைப்பையும் கொண்டுள்ளது. அடிப்படை துகள் மற்ற அனைத்து துகள்களின் தொடர்புகளால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

இருப்பினும், இந்த யோசனை பல எளிமையான நிறுவனங்களால் திருப்தி உணர்வை அகற்றாது; பூட்ஸ்ட்ராப் யோசனையின் நிலையான உருவாக்கம், டெமோக்ரிடஸின் கருத்தை ஓரளவு நினைவூட்டுகிறது, இது எண்ணற்ற அடிப்படைப் பொருட்களைப் பற்றிய முடிவுக்கு வழிவகுக்கிறது. பூட்ஸ்ட்ராப் கோட்பாட்டில் உள்ள மைக்ரோ-ஆப்ஜெக்ட்களின் அமைப்பு ஒரு ஒப்பீட்டு அர்த்தத்தைப் பெறுகிறது, இது ஒரு சிறப்பு ஒருங்கிணைப்பு அமைப்பு போன்றது, இது வெவ்வேறு வழிகளில் தேர்ந்தெடுக்கப்படலாம். கட்டமைப்பு கூறுகளின் வரையறை மிகவும் தெளிவற்றதாகிறது.

ஒரே துகள் மற்ற துகள்களால் வெவ்வேறு வழிகளில் உருவாக்கப்படலாம் என்பதால். மேலும், அடிப்படைத் துகள்களின் அமைப்பு உட்பட பல்வேறு பண்புகளை நிர்ணயிக்கும் சமன்பாடுகளின் சரியான மூடிய அமைப்பை உருவாக்குவது இந்த வழியில் கூட சாத்தியமா என்பது தெளிவாகத் தெரியவில்லை. கோட்பாட்டாளர்கள் இரண்டு அல்லது மூன்று வகையான துகள்களின் உறவைக் கணக்கில் எடுத்துக் கொள்ளும் மிகவும் கடினமான பூட்ஸ்ட்ராப் மாதிரிகளை மட்டுமே பகுப்பாய்வு செய்துள்ளனர், மேலும் பல சந்தர்ப்பங்களில் ஊக்கமளிக்கும் தரமான முடிவுகள் பெறப்பட்டாலும், அவற்றைச் செம்மைப்படுத்துவதற்கான முயற்சிகள் உடனடியாக பெரும் சிரமங்களை எதிர்கொள்கின்றன.

பூட்ஸ்ட்ராப் யோசனை எளிமையான கூறுகளின் சிக்கலுக்கு திருப்திகரமான தீர்வாக கருத முடியாது. துகள்களை பன்மடங்குகளின் மூடிய குழுக்களாக இணைக்கும் முறை, அவை ஒவ்வொன்றின் உறுப்பினர்களும் ஒரே துகளின் வெவ்வேறு நிலைகளாக விளக்கப்படலாம், இது மிகவும் பயனுள்ளதாக மாறியது. பல்வேறு துகள்களின் பண்புகளில் சமச்சீர்நிலைகளைக் கண்டறிவதே இங்கு வழிகாட்டும் கொள்கையாகும்.

இந்தக் குழு அணுகுமுறை, குழுக் கோட்பாட்டின் நன்கு வளர்ந்த கணிதக் கருவியைப் பயன்படுத்தி, சார்ஜ் ஐசோடோபிக் மல்டிப்லெட்டுகளின் சம்பிரதாயத்தின் மேலும் வளர்ச்சியாகும். யூனிட்டரி சமச்சீர் என்று அழைக்கப்படும் கண்டுபிடிப்பு மிகவும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது, இது சாதாரண மற்றும் விசித்திரமான துகள்களின் ஐசோடோபிக் மடங்குகளை ஒற்றை ஆக்டெட்டுகள் மற்றும் டிகாப்லெட்டுகளாக இணைப்பதை சாத்தியமாக்கியது. சுழல்களை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வது துகள்களின் சிக்கலான குடும்பங்களை உருவாக்குவதை சாத்தியமாக்கியது: 35 துகள்கள் 35 - பிளெட், மற்றும் ஆக்டெட் மற்றும் டிகேப்லெட் பேரியன்கள் 56 தனிமங்கள் கொண்ட குடும்பமாக 56 - பிளெட் ஆகியவற்றைக் கொண்ட ஒரு குடும்பமாக ஒன்றிணைக்கப்பட்டது. துகள் வகைபிரிப்பின் மேலும் வளர்ச்சி குவார்க்குகளின் யோசனையுடன் தொடர்புடையது.

தனிப்பட்ட யூனிட்டரி மல்டிபிள்ட்கள் ஒருவருக்கொருவர் முற்றிலும் தனிமைப்படுத்தப்படவில்லை, ஆனால் கடுமையான சமச்சீர் விதிகளால் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. மற்றும் மிகவும் ஆச்சரியமான விஷயம் என்னவென்றால், இந்த விதிகள் குவார்க்குகளின் பகுதியளவு மின் கட்டணங்களுடன் துகள்கள் இருப்பதை முன்னறிவித்தன. விஞ்ஞான வளர்ச்சியின் நவீன மட்டத்தில், இந்த துகள்கள் உண்மையில் மிகவும் அடிப்படையானதாகக் கருதப்படலாம், ஏனென்றால் அவற்றிலிருந்து மற்ற அனைத்து ஊடாடும் துகள்களும் உருவாக்கப்படலாம், சில சமயங்களில் புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் அணுக்கருக்கள் போன்ற எளிய கூட்டல் மூலம், சில சமயங்களில் அவற்றைக் கருத்தில் கொள்ளலாம். ஏற்கனவே கட்டமைக்கப்பட்ட துகள்களின் உற்சாகமான நிலைகள் மற்றும் அதே நேரத்தில், குவார்க்குகளை மற்ற அடிப்படைத் துகள்களிலிருந்து உருவாக்க முடியாது. இந்த அர்த்தத்தில், குவார்க்குகள் மற்ற அனைத்து துகள்களிலிருந்தும் கணிசமாக வேறுபடுகின்றன, அவற்றில், ஏற்கனவே குறிப்பிட்டுள்ளபடி, மேலும் அடிப்படை கட்டிட கூறுகளை அடையாளம் காண முடியாது.

குவார்க்குகள் பொருளின் அடுத்த, ஆழமான, மேலோட்டமான அமைப்பாகக் கருதப்படலாம் மற்றும் வெகுஜனக் குறைபாட்டின் அளவின் பார்வையில், அதாவது புரோட்டான்கள், மீசான்கள் மற்றும் பிற குறைந்த அடிப்படைப் பொருட்களுக்குள் பொதியிடும் அடர்த்தி.

குவார்க் கோட்பாட்டின் கண்ணோட்டத்தில், அடிப்படைத் துகள்களின் கட்டமைப்பு நிலை என்பது குவார்க்குகள் மற்றும் பழங்காலத் துகள்களைக் கொண்ட பொருட்களின் பகுதி மற்றும் அவற்றின் சிதைவுகள் மற்றும் மெய்நிகர் விலகல்கள் தொடர்பாக ஒரு பெரிய நிறை குறைபாட்டால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது.

அதே நேரத்தில், குவார்க் இன்று அறியப்பட்ட எளிய துகள் என்றாலும், அது மிகவும் சிக்கலான பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. ஒரு குவார்க், நமக்குத் தெரிந்த மற்ற அனைத்துத் துகள்களிலிருந்தும் அதன் பகுதியளவு மின்னூட்டத்தில் மட்டுமல்ல, அதன் பகுதியளவு பேரியான் எண்ணிலும் வேறுபடுகிறது. மற்ற அடிப்படை துகள்களில், இது ஒரு வகையான சென்டார் போல தோன்றுகிறது; அதன் பண்புகளில், இது ஒரு மீசான் மற்றும் ஒரு பேரியன். ஒரு குவார்க்கில் மூன்று நிலைகள் இருப்பதாக முதலில் நம்பப்பட்டது, அவற்றில் இரண்டு மின் கட்டணத்தின் அளவு மட்டுமே வேறுபடுகின்றன, மூன்றாவது நிலையில் குவார்க் ஒரு விசித்திரமான துகள் போல் தோன்றுகிறது.

இருப்பினும், வசீகரமான வசீகரமான துகள்களின் குடும்பங்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட பிறகு, நான்காவது அழகை குவார்க்கின் மூன்று நிலைகளில் சேர்க்க வேண்டியிருந்தது. சிகாகோவிற்கு அருகிலுள்ள படேவியாவில் உள்ள உலகின் மிகப்பெரிய புரோட்டான் முடுக்கியில், ஒரு புதிய அற்புதமான துகள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது - மீசான். அதன் நிறை நியூக்ளியோனின் வெகுஜனத்தை கணிசமாக மீறுகிறது, மேலும் அதன் பண்புகள் குவார்க் மற்றும் ஒரு பழங்காலமாக ஒன்றாகக் கருதப்பட வேண்டும். இந்த நிலையில், குவார்க் மற்றும் பழங்காலத்திற்கு இன்னும் ஒரு ஐந்தாவது நிலை உள்ளது என்று நாம் கருத வேண்டும்.

இந்த நிலையைக் குறிக்கும் குவாண்டம் எண்ணுக்கு இன்னும் பொதுவாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட பெயர் கூட இல்லை; பெரும்பாலும் இது குவார்க்கின் அழகு அல்லது அதனுடன் தொடர்புடைய ஆங்கிலச் சொல் அழகு என்று அழைக்கப்படுகிறது. குவார்க்கின் ஐந்து குவாண்டம் டிகிரி சுதந்திரம் பொதுவாக அதன் சுவை என்று அழைக்கப்படுகிறது; சில ஆசிரியர்கள் குவார்க்கின் ஐந்து டிகிரி சுவை பற்றி பேச விரும்புகிறார்கள். ஆனால் இவை குவார்க் பண்புகளின் பட்டியலை தீர்ந்துவிடாது. சோதனைத் தரவுகளின் பகுப்பாய்வு, ஐந்து குவார்க் சுவைகளில் ஒவ்வொன்றும் மூன்று வண்ணங்களைக் கொண்டுள்ளது என்ற முடிவுக்கு வழிவகுத்தது, அதாவது, ஐந்து குவார்க் நிலைகளில் ஒவ்வொன்றும் மேலும் மூன்று சுயாதீன நிலைகளாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன, இது ஒரு குறிப்பிட்ட வண்ண குவாண்டம் எண்ணின் மதிப்பால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது.

ஒரு குவார்க் ஒரு குளுவானை வெளியிடும் போது அல்லது உறிஞ்சும் போது அதன் நிறம் மாறுகிறது, இது இடைநிலை புலத்தின் குவாண்டம், இது குவார்க்குகள் மற்றும் பழங்காலங்களை மீசான்கள் மற்றும் பேரியான்களாக ஒட்டுகிறது. குளுவான் புலம் என்பது நிறத்தின் ஒரு புலம், அதன் குவாண்டா பரிமாற்ற நிறம் என்று நாம் கூறலாம். குளுவான்கள் என்ற சொல் க்ளூ என்ற ஆங்கில வார்த்தையிலிருந்து வந்தது. தற்போது, ​​சூப்பர்லெமெண்டரி குவார்க் துகள்களின் யோசனை ஆற்றல் இயற்பியலில் உண்மையில் ஊடுருவுகிறது.

அவர்களின் உதவியுடன், இந்த அற்புதமான துகள்கள் இல்லாமல் ஒரு இயற்பியலாளர் செய்வது வெறுமனே சாத்தியமற்றது என்று பல சோதனை தரவு விளக்கப்பட்டுள்ளது, எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு வேதியியலாளர் அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகள் இல்லாமல் செய்ய முடியாது. பெரும்பாலான இயற்பியலாளர்களின் கூற்றுப்படி, இயற்கையில் குவார்க்குகள் உண்மையான பொருட்களாக இல்லை என்றால், அதுவே ஒரு அதிர்ச்சியூட்டும் மர்மமாக இருக்கும். அதே நேரத்தில், குவார்க்குகள் அவற்றின் தூய வடிவத்தில் ஒருபோதும் காணப்படவில்லை, இருப்பினும் அவை கோட்பாட்டில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டு கிட்டத்தட்ட இரண்டு தசாப்தங்கள் கடந்துவிட்டன.

ஒரு கட்டற்ற நிலையில் குவார்க்குகள் அல்லது குளுவான்களைக் கண்டறிவதற்கான அனைத்து பல முயற்சிகளும் தோல்வியில் முடிவடைகின்றன. கண்டிப்பாகச் சொல்வதானால், குளுவான்கள் மற்றும் குவார்க்குகள் இன்னும் இருக்கின்றன, அவை சாத்தியம் என்றாலும், இன்னும் கற்பனையான பொருட்களாகவே இருக்கின்றன. மறைமுக சோதனைகள், குவார்க்குகள் மற்றும் குளுவான்கள் இயற்பியல் பொருள்கள் என்று நம்ப வைக்கின்றன, மேலும் அடிப்படைத் துகள்களின் கட்டமைப்பின் வேறு சில புரிந்துகொள்ள முடியாத அம்சங்களை நமக்குத் தெரிந்த கார்பஸ்குலர் மொழியில் விவரிக்கும் ஒரு வசதியான நிகழ்வு வழி மட்டுமல்ல. முதலாவதாக, மிக வேகமான எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் நியூட்ரினோக்களைப் பயன்படுத்தி புரோட்டான்களை நியூட்ரான்களுக்குள் ஆய்வு செய்யும் சோதனைகள் இவை, சம்பவத் துகள் சிதறி மீளும் போது, ​​இலக்கு துகளுக்குள் அமைந்துள்ள குவார்க்குகளில் ஒன்றில் மோதுகின்றன. குவார்க்குகளை கணக்கில் எடுத்துக்கொண்டால், வலுவாக ஊடாடும் சூப்பர் எலிமெண்டரி துகள்களின் பட்டியல் மூன்று துகள்களாகக் குறைக்கப்படும்: ஒரு குவார்க், ஒரு ஆன்டிவார்க் மற்றும் அவற்றை பிணைக்கும் குளுவான்.

இவற்றில் மற்ற வகைகளின் ஒரு டஜன் எளிய துகள்கள் சேர்க்கப்பட வேண்டும், அதன் அமைப்பு இன்னும் சோதனையில் தன்னை வெளிப்படுத்தவில்லை: மின்காந்த புலத்தின் குவாண்டம், ஃபோட்டான், கோட்பாட்டாளர்களால் நம்பிக்கையுடன் கணிக்கப்பட்டது, ஈர்ப்பு மற்றும் லெப்டான்களின் குடும்பம். .

முடிவுரை. கடந்த ஆண்டுகளில், அடிப்படைத் துகள்களின் கோட்பாட்டின் நிலைமை கணிசமாக மாறிவிட்டது. பலவீனமான நடுநிலை நீரோட்டங்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன, இது மியூன் நியூட்ரினோக்களை எலக்ட்ரான்களால் சிதறடிப்பது போன்ற விளைவுகளுக்கு வழிவகுத்தது. அதிர்வுகளின் வாழ்நாளை விட ஆயிரம் மடங்கு நீளமான வாழ்நாள் கொண்ட அடிப்படைத் துகள்களின் முழுக் குழுவும் ஜே-மீசனில் தொடங்கி கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளது. உண்மையில், இப்போது இந்த துகள்களை ஒப்பீட்டளவில் நிலையான அடிப்படைத் துகள்களின் அட்டவணையில் சேர்க்க வேண்டியது அவசியம்.

அடிப்படைத் துகள்களின் கோட்பாட்டில் குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றங்கள் செய்யப்பட்டுள்ளன. பலவீனமான மற்றும் மின்காந்த இடைவினைகளின் ஒருங்கிணைந்த கோட்பாடு உறுதியான சோதனை உறுதிப்படுத்தலைப் பெற்றுள்ளது, இருப்பினும் இது முற்றிலும் நம்பகமானதாக கருத முடியாது. ஹாட்ரான்களின் கட்டமைப்பின் குவார்க் மாதிரி மேலும் மேலும் சோதனை உறுதிப்படுத்தலைப் பெறுகிறது. பல ஆண்டுகால தேக்கநிலைக்குப் பிறகு, வலுவான இடைவினைகளின் கோட்பாட்டில் பெரும் முன்னேற்றம் ஏற்பட்டுள்ளது, அவை இப்போது இண்டர்குவார்க் இடைவினைகளாகக் கருதப்படுகின்றன.

உண்மையான அடிப்படைத் துகள்கள், இனி பிரிக்க முடியாதவை, லெப்டான்கள் மற்றும் குவார்க்குகள். பெரும்பாலான ஹாட்ரான்கள் குவார்க்குகளில் இருந்து உருவாக்கப்படுகின்றன. நான்கு வண்ண குவார்க்குகள் மற்றும் நான்கு லெப்டான்களின் மாதிரியானது பொருளின் கட்டமைப்பைப் பொதுவாகப் புரிந்துகொள்ள அனுமதிக்கிறது. விஞ்ஞானிகள் ஒரு புதிய சிக்கலைத் தீர்க்க நெருங்கிவிட்டனர், அடிப்படைத் துகள்களின் கட்டமைப்பின் சிக்கல். உயர்-ஆற்றல் புரோட்டான்கள் கொண்ட நிலையான இலக்கை குண்டுவீசும் போது, ​​சுமார் 9.4 GeV நிறை கொண்ட upsilons எனப்படும் சூப்பர் ஹெவி நியூட்ரல் மீசான்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன. ஒரே மாதிரியான நிறைகளைக் கொண்ட இந்த மீசான்களின் மூன்று மாற்றங்கள் கண்டறியப்பட்டுள்ளன.

குவார்க் மாதிரியின் கட்டமைப்பில் அப்சிலான்களைச் சேர்க்க, சி-குவார்க்கை விட குவார்க்குகள் அதிக அளவில் இருப்பதாகக் கொள்ள வேண்டும். குவார்க்-லெப்டான் சமச்சீர்நிலையைப் பாதுகாக்க, -லெப்டான், -நியூட்ரினோ ஜோடிக்கு இணையான இரண்டு புதிய குவார்க்குகளின் அறிமுகம் தேவைப்படுகிறது. இந்த குவார்க்குகள் ஏற்கனவே ஆங்கிலத்தில் டாப் டாப் என்றும், பாட்டம் பாட்டம் என்றும் பெயர் பெற்றுள்ளன. எனவே, மோதும் துகள்களின் ஆற்றலின் அதிகரிப்புடன், புதிய, கனமான மற்றும் கனமான துகள்களின் பிறப்பு கண்டறியப்படுகிறது.

இது அடிப்படை துகள்களின் உலகின் ஏற்கனவே சிக்கலான படத்தை சிக்கலாக்குகிறது. பல பழைய பிரச்சனைகள் தீர்க்கப்படாமல் இருந்தாலும் புதிய பிரச்சனைகள் உருவாகி வருகின்றன. ஒருவேளை, தீர்க்கப்படாத முக்கிய பிரச்சனை குவார்க்குகளின் பிரச்சனையாகக் கருதப்பட வேண்டும்: அவை சுதந்திரமாக இருக்க முடியுமா அல்லது ஹாட்ரான்களுக்குள் பிடிப்பது முழுமையானதா? குவார்க்குகளை கொள்கையளவில் தனிமைப்படுத்தி ஒரு கட்டற்ற நிலையில் கண்டறிய முடியாவிட்டால், அவை சந்தேகத்திற்கு இடமின்றி இருப்பதை எப்படி நம்புவது?மேலும், இடைநிலை வெக்டார் போஸான்கள் W, W- மற்றும் W0 இருப்பது, அவை செல்லுபடியாகும் தன்மையில் மிகவும் அவசியமானவை. பலவீனமான மற்றும் மின்காந்த இடைவினைகளின் ஒரு ஒருங்கிணைந்த கோட்பாடு, சோதனை ரீதியாக நிரூபிக்கப்படாமல் இருக்கும்.

அடிப்படைத் துகள்களின் கட்டமைப்பை தெளிவுபடுத்துவது அணு மற்றும் கருவின் கட்டமைப்பைக் கண்டுபிடிப்பதைப் போலவே குறிப்பிடத்தக்க ஒரு படியாக இருக்கும் என்பதில் சந்தேகமில்லை.

வேலையின் முடிவு -

இந்த தலைப்பு பிரிவுக்கு சொந்தமானது:

கலிலியோ முதல் ஐன்ஸ்டீன் வரையிலான உலகின் இயற்பியல் படத்தின் உருவாக்கம்

இந்த வகையான சுருக்க அறிவின் செயல்பாட்டு முக்கியத்துவம் அறிவின் தொகுப்பு, இயற்கை அறிவியலின் பல்வேறு கிளைகளின் இணைப்பு ஆகியவற்றை உறுதி செய்வதில் காணப்படுகிறது. அதே நேரத்தில், தொகுப்பு ஏன் அவசியம் என்பதைப் புரிந்துகொள்வதில் முரண்பாடுகள் உள்ளன, உலகின் படத்தின் செயல்பாடுகளைப் புரிந்துகொள்வதில் உள்ள இந்த வேறுபாடு, அதன் பகுப்பாய்வின் அணுகுமுறையில் ஒரு முரண்பாட்டிற்கு வழிவகுக்கிறது. இடம்..

இந்த தலைப்பில் உங்களுக்கு கூடுதல் தகவல் தேவைப்பட்டால் அல்லது நீங்கள் தேடுவதை நீங்கள் கண்டுபிடிக்கவில்லை என்றால், எங்கள் படைப்புகளின் தரவுத்தளத்தில் தேடலைப் பயன்படுத்த பரிந்துரைக்கிறோம்:

பெறப்பட்ட பொருளை என்ன செய்வோம்:

இந்த பொருள் உங்களுக்கு பயனுள்ளதாக இருந்தால், அதை சமூக வலைப்பின்னல்களில் உங்கள் பக்கத்தில் சேமிக்கலாம்:

அறிவுத் தளத்தில் உங்கள் நல்ல படைப்பை அனுப்புவது எளிது. கீழே உள்ள படிவத்தைப் பயன்படுத்தவும்

மாணவர்கள், பட்டதாரி மாணவர்கள், தங்கள் படிப்பிலும் வேலையிலும் அறிவுத் தளத்தைப் பயன்படுத்தும் இளம் விஞ்ஞானிகள் உங்களுக்கு மிகவும் நன்றியுள்ளவர்களாக இருப்பார்கள்.

அன்று வெளியிடப்பட்டது http://www.allbest.ru/

அறிமுகம்

1. குவாண்டம் பற்றிய கருத்துக்களின் தோற்றம் மற்றும் வளர்ச்சி

1.1 அணுவைப் பற்றிய போரின் கோட்பாடு

2. அடிப்படைத் துகள்கள் மற்றும் அவற்றின் கட்டமைப்பின் சிக்கல்

முடிவுரை

நூல் பட்டியல்

அறிமுகம்

இயற்கையின் ஆய்வில், இரண்டு நிலைகளை வேறுபடுத்தி அறியலாம்: முன் அறிவியல் மற்றும் அறிவியல் நிலைகள். விஞ்ஞானத்திற்கு முந்தைய அல்லது இயற்கை-தத்துவ நிலை என்பது பண்டைய காலத்திலிருந்து 16-17 ஆம் நூற்றாண்டுகளில் சோதனை இயற்கை அறிவியலை நிறுவுவது வரையிலான காலத்தை உள்ளடக்கியது. இந்த காலகட்டத்தில் இயற்கையைப் பற்றிய கருத்துக்கள் முற்றிலும் இயற்கையான-தத்துவ இயல்புடையவை; கவனிக்கப்பட்ட இயற்கை நிகழ்வுகள் மனரீதியாக கூடியிருந்த தத்துவக் கொள்கைகளின் அடிப்படையில் விளக்கப்பட்டன. இந்த காலகட்டத்தில் இயற்கை அறிவியலின் மிகப்பெரிய சாதனை பண்டைய அணுவின் கோட்பாடாகும், இது பொருளின் கட்டமைப்பின் தனித்துவமான கருத்தாக கருதப்பட்டது. இந்த கோட்பாட்டின் படி, அனைத்து உடல்களும் அணுக்களிலிருந்து உருவாகின்றன, அவை பொருளின் சிறிய துகள்களாக கருதப்படுகின்றன. அணுவின் முதன்மை தத்துவார்த்த மாதிரியை வழங்கிய பண்டைய அணுவின் படி, அணுக்கள் கண்ணுக்கு தெரியாத, பிரிக்க முடியாத மற்றும் ஊடுருவ முடியாத நுண் துகள்கள், அவை அளவு உறவுகளில் மட்டுமே வேறுபடுகின்றன - வடிவம், அளவு, அமைப்பு. பண்டைய அணுவியல், முழுவதையும் அதை உருவாக்கும் இயந்திரப் பகுதிகளாக விளக்கியது, இது முதல் தத்துவார்த்த நிரலாகும். டெமோக்ரிடஸின் போதனைகளின்படி, வெளிப்புற சக்திகளின் செல்வாக்கின் கீழ் விண்வெளியில் உடல்களின் இயந்திர இடம் மற்றும் அவற்றின் சிதைவு (சுருக்கம், நீட்சி, முதலியன) ஆகியவற்றை விளக்குவதற்கு ஒரு வெற்றிடம் அவசியம். அணுக்களின் இயந்திர தொடர்பு, அவற்றின் ஈர்ப்பு மற்றும் விரட்டல் மூலம் இயற்கை செயல்முறைகளின் சாரத்தை அணுவியல் விளக்கியது. இயற்கையை விளக்குவதற்கான இயந்திரத் திட்டம், முதன்முதலில் பண்டைய அணுவியலில் முன்வைக்கப்பட்டது, கிளாசிக்கல் மெக்கானிக்ஸில் உணரப்பட்டது, இது விஞ்ஞான வழியில் இயற்கையை ஆய்வு செய்வதற்கான அடித்தளத்தை அமைத்தது. பொருளின் உருவாக்கத்தின் கட்டமைப்பு நிலைகள் பற்றிய நவீன அறிவியல் கருத்துக்கள் மைக்ரோவேர்ல்ட் ஆய்வு பற்றிய கிளாசிக்கல் இயற்பியல் கருத்துடன் தொடங்க வேண்டும், இது நுண்ணிய உலகில் மட்டுமே பயன்படுத்தப்படும் கிளாசிக்கல் மெக்கானிக்ஸ் கருத்துகளின் விமர்சன ஆய்வின் விளைவாக எழுந்தது. . பொருளின் கட்டமைப்பைப் பற்றிய விஞ்ஞானக் கருத்துகளின் உருவாக்கம் 16 ஆம் நூற்றாண்டுக்கு முந்தையது, ஜி. கலிலியோ உலகின் இயந்திரப் படத்தின் அடித்தளத்தை அமைத்த காலம் வரை. கலிலியோ N. கோப்பர்நிக்கஸின் சூரிய மைய அமைப்பை உறுதிப்படுத்தியது மட்டுமல்லாமல், இயக்கம் மற்றும் இலவச வீழ்ச்சியின் மந்தநிலையின் விதிகளைக் கண்டுபிடித்தார், இயற்கையை விவரிக்கும் ஒரு புதிய வழிமுறை வழியை - விஞ்ஞான-கோட்பாட்டு முறையையும் அவர் உருவாக்கினார். இந்த முறையின் சாராம்சம், இயற்கையின் பல உடல் மற்றும் வடிவியல் பண்புகளைத் தேர்ந்தெடுத்து, கலிலியோ அவற்றை அறிவியல் ஆராய்ச்சியின் பொருளாக மாற்றினார். ஒரு பொருளின் தனிப்பட்ட குணாதிசயங்களின் தேர்வு கோட்பாட்டு மாதிரிகளை உருவாக்க மற்றும் விஞ்ஞான பரிசோதனையின் அடிப்படையில் அவற்றை சோதிக்க வாய்ப்பளித்தது. கிளாசிக்கல் இயற்கை அறிவியலை நிறுவுவதில் கலிலியோவால் உருவாக்கப்பட்ட முறையியல் கருத்து ஒரு தீர்க்கமான பங்கைக் கொண்டிருந்தது.

1. தோற்றம் மற்றும்குவாண்டம் பற்றிய யோசனைகளின் வளர்ச்சி

குவாண்டம் அடிப்படை துகள்

இயற்பியல் மேக்ரோவர்ல்டு ஆய்வில் இருந்து மைக்ரோவேர்ல்டு ஆய்வுக்கு மாறிய போது, ​​பொருள் மற்றும் புலம் பற்றிய கிளாசிக்கல் இயற்பியலின் கருத்துக்கள் தீவிரமாக மாறியது. நுண் துகள்களைப் படிக்கும்போது, ​​​​விஞ்ஞானிகள் கிளாசிக்கல் இயற்பியலின் பார்வையில் முரண்பாடாகத் தோன்றிய ஒரு படத்தைக் கண்டனர்: அதே பொருள் அலையின் சொத்து மற்றும் கார்பஸ்குலரிட்டியின் சொத்து இரண்டையும் நிரூபிக்கிறது. இந்த நிகழ்வு அலை-துகள் இருமை என்று அழைக்கப்படுகிறது.

துகள்களின் முரண்பாடான தன்மையை ஆய்வு செய்யும் துறையில் முதல் படியை ஜெர்மன் விஞ்ஞானி மேக்ஸ் பிளாங்க் செய்தார். இது அனைத்தும் 19 ஆம் நூற்றாண்டின் இறுதியில் இயற்பியலில் "புற ஊதா பேரழிவு" போன்ற ஒரு பிரச்சனையின் தோற்றத்துடன் தொடங்கியது. கிளாசிக்கல் எலக்ட்ரோடைனமிக்ஸின் சூத்திரங்களின் அடிப்படையில் கணக்கீடுகளின்படி, இருண்ட பொருட்களிலிருந்து வரும் கதிர்வீச்சின் தீவிரம் காலவரையின்றி அதிகரித்தது. இது நடைமுறைக்கு முரணானது. வெப்பக் கதிர்வீச்சு குறித்து மேற்கொள்ளப்பட்ட ஆய்வுகளில் இருந்து, எம். பிளாங்க் கதிர்வீச்சின் செயல்பாட்டில், ஆற்றல் ஒரு தன்னிச்சையான அளவு மற்றும் முடிவில்லாமல் வெளியேற்றப்படுகிறது, ஆனால் பிரிக்க முடியாத பகுதிகளில் - குவாண்டா என்ற முடிவுக்கு வந்தார். குவாண்டம் ஆற்றல் கதிர்வீச்சு (V) உடன் தொடர்புடைய அலைவுகளின் எண்ணிக்கை மற்றும் பிளாங்க் மாறிலி எனப்படும் உலகளாவிய மாறிலியால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது: E=hn. பிளாங்க் குறிப்பிட்டுள்ளபடி, இயற்பியலில் குவாண்டம் பற்றிய யோசனையின் வருகையை இன்னும் குவாண்டம் கோட்பாட்டின் உருவாக்கத்துடன் தொடர்புபடுத்த முடியாது, இருப்பினும், டிசம்பர் 14, 1900, குவாண்டம் ஆற்றலுக்கான சூத்திரம் தோன்றிய தேதி, முட்டையிடும் தேதியாக மாறியது. அதே கோட்பாட்டின் அடித்தளம், அணு இயற்பியல் பிறந்த நாள் மற்றும் இயற்கை அறிவியலில் ஒரு புதிய காலகட்டத்தின் ஆரம்பம்.

உயர் ஆன்மீக உத்வேகத்துடன் அடிப்படை குவாண்டத்தின் செல்வாக்கின் கண்டுபிடிப்பை வாழ்த்தி அதை படைப்பாற்றலில் வளர்த்த முதல் இயற்பியலாளர். ஏ.ஐன்ஸ்டீன் இருந்தார். 1905 ஆம் ஆண்டில், கதிர்வீச்சின் அளவு இயல்பு மற்றும் வெப்பக் கதிர்வீச்சின் போது ஆற்றலை உறிஞ்சுதல் ஆகியவற்றின் கருத்தை பொதுவாக கதிர்வீச்சு நிகழ்வுகளுக்குப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், அவர் குவாண்டம் கோட்பாட்டிற்கு அடித்தளம் அமைத்தார். ஐன்ஸ்டீன், பிளாங்கின் கருதுகோளை ஒளி நிகழ்வுகளுக்குப் பயன்படுத்தி, ஒளியின் கார்பஸ்குலர் கட்டமைப்பை ஏற்றுக்கொள்வது அவசியம் என்ற முடிவுக்கு வந்தார். ஒளியின் குவாண்டம் கோட்பாடு அல்லது ஐன்ஸ்டீனின் ஃபோட்டான் கோட்பாடு, ஒளி என்பது விண்வெளியில் பரவும் ஒரு அலை நிகழ்வு என்ற உண்மையுடன், அது ஒரு தொடர்ச்சியான அமைப்பையும் கொண்டுள்ளது என்பதை உறுதிப்படுத்தியது. ஒளியை பிரிக்க முடியாத ஆற்றல் பகுதிகள், ஒளி குவாண்டா மற்றும் ஃபோட்டான்கள் என்று கருதலாம். ஃபோட்டான்களின் ஆற்றல் பிளாங்கின் மாறிலி (h) மற்றும் தொடர்புடைய அலைவுகளின் வேகம் (n) ஆகியவற்றால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. பல்வேறு வண்ணங்களின் ஒரே வண்ணமுடைய ஒளி (சிவப்பு, மஞ்சள், பச்சை, நீலம், ஊதா மற்றும் பிற) வெவ்வேறு ஆற்றல்களின் ஒளி குவாண்டாவைக் கொண்டுள்ளது. ஒளி குவாண்டா பற்றிய ஐன்ஸ்டீனின் யோசனை ஒளிமின்னழுத்த நிகழ்வைப் புரிந்துகொள்ளவும் பார்வைக்கு விவரிக்கவும் ஒரு வாய்ப்பை வழங்கியது, இதன் சாராம்சம் ஒரு எலக்ட்ரானை ஒளிப் பொருளிலிருந்து பிரிப்பதாகும். ஒளிமின் விளைவின் இருப்பு உலோகத்தின் மீது ஒளி அலை சம்பவத்தின் தீவிரத்தால் அல்ல, ஆனால் ஒளியின் அதிர்வெண்ணால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது என்று சோதனைகள் காட்டுகின்றன. ஒவ்வொரு ஃபோட்டோ எலக்ட்ரானும் ஒரு ஃபோட்டானால் பிரிக்கப்பட்டதாக நாம் கருதினால், ஃபோட்டானின் ஆற்றல் பொருள் மற்றும் எலக்ட்ரானின் பரஸ்பர இணைப்பை உடைக்கும் அளவுக்கு பெரியதாக மாறும் போது விளைவு ஏற்படுகிறது என்பது தெளிவாகிறது.

இதேபோன்ற சூழ்நிலையில் ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் விளக்கத்தின் தோற்றத்திற்கு 10 ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, இது அமெரிக்க இயற்பியலாளர் ஆர்.ஈ.யின் சோதனைகளால் உறுதிப்படுத்தப்பட்டது. மில்லிகன். 1923 இல் அமெரிக்க விஞ்ஞானி ஏ.எச். காம்ப்டனின் நிகழ்வு ("காம்ப்டன் விளைவு") இறுதியாக குவாண்டம் கோட்பாட்டை உறுதிப்படுத்தியது. பொதுவாக, ஒளியின் குவாண்டம் கோட்பாடு இயற்பியலின் கோட்பாடுகளில் ஒன்றாகும், இது சோதனைகள் மூலம் மீண்டும் மீண்டும் உறுதிப்படுத்தப்பட்டுள்ளது. இருப்பினும், இந்த வழியில் ஒளியின் அலை இயல்பு இறுதியாக டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் குறுக்கீடு நிகழ்வுகள் மீதான சோதனைகள் மூலம் உறுதிப்படுத்தப்பட்டது. இது சம்பந்தமாக, இதுபோன்ற ஒரு முரண்பாடான சூழ்நிலை உருவாக்கப்பட்டது: ஒளி ஒரே நேரத்தில் அலையாகவும், கார்பஸ்குலராகவும் செயல்படுகிறது என்பது அறியப்பட்டது. இந்த வழக்கில், ஃபோட்டான் ஒரு குறிப்பிட்ட வகை கார்பஸ்குலராக செயல்படுகிறது. ஒரு ஃபோட்டானின் தனித்தன்மையின் முக்கிய பண்பு, ஆற்றலின் ஒரு சிறப்புப் பகுதி (E=hn) ஒரு தூய அலை - அதிர்வெண் (n) பண்புகளால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. அனைத்து சிறந்த இயற்கை அறிவியல் கண்டுபிடிப்புகளைப் போலவே, ஒளியின் குவாண்டம் கோட்பாடு ஒரு குறிப்பிடத்தக்க கருத்தியல், தத்துவார்த்த மற்றும் அறிவாற்றல் தன்மையைப் பெற்றுள்ளது.

குவாண்டம் கோட்பாட்டின் வளர்ச்சிக்கு மின்காந்த புலத்தின் ஃபோனான்கள்-குவாண்டா யோசனை ஒரு சிறந்த பரிசாக மாறியது. எனவே, குவாண்டம் கோட்பாட்டின் சிறந்த படைப்பாளிகளில் ஒருவராக ஏ.ஐன்ஸ்டீன் கருதப்படுகிறார். ஐன்ஸ்டீனின் கோட்பாடு, எம். பிளாங்கின் கருத்துக்களை உருவாக்கி, டேனிஷ் விஞ்ஞானி என்.போர் அணுவின் புதிய மாதிரியை உருவாக்குவதற்கான வாய்ப்பை வழங்கியது.

1.1 டிபோர் முன்மொழியப்பட்ட அணுவின் கோட்பாடு

1913 ஆம் ஆண்டில், டேனிஷ் விஞ்ஞானி நீல்ஸ் போர், அணுவின் கட்டமைப்பு மற்றும் அணுவின் ஸ்பெக்ட்ரம் பண்புகளின் சிக்கல்களைத் தீர்ப்பதற்கு அளவு கொள்கையைப் பயன்படுத்தினார், ரதர்ஃபோர்ட் உருவாக்கிய அணுவின் மாதிரியில் உள்ள முரண்பாடுகளை நீக்கினார். 1911 இல் ரூதர்ஃபோர்ட் முன்மொழியப்பட்ட அணுவின் மாதிரி சூரிய குடும்பத்தை ஒத்திருந்தது: மையத்தில் கரு அமைந்திருந்தது, மேலும் எலக்ட்ரான்கள் அதைச் சுற்றி வட்ட சுற்றுப்பாதையில் சுழன்றன. கரு நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்டது, எலக்ட்ரான்கள் எதிர்மறை மின்னேற்றத்தைக் கொண்டிருந்தன. அணுவில் உள்ள சூரிய மண்டலத்தில் உள்ள ஈர்ப்பு சக்திகள் மின் சக்திகளால் மாற்றப்பட்டன. மெண்டலீவ் காலமுறை அமைப்பில் உள்ள தனிமத்தின் அணு எண்ணுக்கு சமமாக இருந்த அணுக்கருவின் நேர்மறை மின்சுமை, எலக்ட்ரான்களின் எதிர்மறை மின்சுமையால் சமப்படுத்தப்பட்டது. எனவே, அணு மின் நடுநிலையில் இருந்தது.

கிளாசிக்கல் எலக்ட்ரோடைனமிக்ஸின் கட்டமைப்பிற்குள் அணுவின் கிரக மாதிரியின் பகுப்பாய்வு இரண்டு சாத்தியமற்ற முரண்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. இந்த முரண்பாடுகளில் முதன்மையானது, எலக்ட்ரான்கள், அவற்றின் நிலைத்தன்மையை இழக்காமல் இருக்க, கருவைச் சுற்றி சுழல வேண்டும். அறியப்பட்டபடி, வட்ட இயக்கம் மையவிலக்கு முடுக்கம் மூலம் வகைப்படுத்தப்படுகிறது. கிளாசிக்கல் எலக்ட்ரோடைனமிக்ஸ் விதிகளின்படி, முடுக்கப்பட்ட எலக்ட்ரான்கள் நிச்சயமாக மின்காந்த ஆற்றலை வெளியிட வேண்டும். இருப்பினும், இந்த வழக்கில், எலக்ட்ரான்கள் மிகக் குறுகிய காலத்தில் (10-8 வினாடிகள்) கருவில் விழ வேண்டும், அவற்றின் ஆற்றலை கதிர்வீச்சில் செலவிட வேண்டும். அன்றாட அனுபவத்திலிருந்து இதை நாம் நன்கு அறிவோம். எலக்ட்ரான்கள் கருவில் விழுந்தால், அவற்றைக் கொண்ட ஒரு உடல், எடுத்துக்காட்டாக, நமக்கு முன்னால் உள்ள அட்டவணை, அதன் அளவை 10 ஆயிரம் மடங்கு மாற்றும்.

அணுவின் கிரக மாதிரியின் இரண்டாவது முரண்பாடு, எலக்ட்ரான், கதிர்வீச்சின் விளைவாக படிப்படியாக அணுக்கருவை நெருங்குகிறது, அதன் அதிர்வெண்ணின் தொடர்ச்சியான மாற்றத்திற்கு, அணுவின் கதிர்வீச்சு ஸ்பெக்ட்ரம் அப்படியே இருக்க வேண்டும் என்ற உண்மையுடன் தொடர்புடையது. ஒரு அணுவின் உமிழ்வு நிறமாலை நேரியல் என்று அனுபவம் காட்டுகிறது. வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், ரதர்ஃபோர்டின் அணுவின் கிரக மாதிரியானது மேக்ஸ்வெல்லின் எலக்ட்ரோடைனமிக்ஸுடன் இணைந்திருக்கவில்லை.

இந்த இரண்டு முரண்பாடுகளையும் தீர்க்கக்கூடிய அணுவின் குவாண்டம் கோட்பாடு ("அணுவின் கட்டமைப்பின் போஹரின் கோட்பாடு" என்று அழைக்கப்படுவது) N. Bohr ஆல் முன்வைக்கப்பட்டது. இந்த கோட்பாட்டின் உள்ளடக்கம் பின்வரும் விதிகளிலிருந்து உருவாக்கப்பட்டது, ஒரு ஒற்றை, முழு யோசனையாக இணைக்கப்பட்டது:

ஹைட்ரஜன் அணுவின் நேரியல் நிறமாலையின் ஒழுங்குமுறைகள்;

ரதர்ஃபோர்ட் முன்மொழியப்பட்ட அணுவின் அணு மாதிரி;

கதிர்வீச்சின் குவாண்டம் தன்மை மற்றும் ஒளியை உறிஞ்சுதல்.

அணுவின் கட்டமைப்பை விளக்க N. Bohr முன்வைத்த புதிய கருதுகோள் கிளாசிக்கல் இயற்பியலின் கொள்கைகளுடன் ஒத்துப்போகாத மூன்று அனுமானங்களை அடிப்படையாகக் கொண்டது.

முதல் அனுமானம்: ஒவ்வொரு அணுவிலும் எலக்ட்ரான்களின் பல நிலையான நிலைகள் உள்ளன (நிலையான சுற்றுப்பாதைகள்). ஒரு அணுவின் நிலையான சுற்றுப்பாதையில் நகரும் மின்காந்த அலைகள் உமிழப்படுவதில்லை அல்லது உறிஞ்சப்படுவதில்லை.

இரண்டாவது அனுமானம்: ஒரு எலக்ட்ரான் ஒரு நிலையான நிலையில் இருந்து மற்றொரு நிலைக்கு செல்லும் போது ஒரு அணு மட்டுமே ஆற்றலின் ஒரு பகுதியை வெளியிடுகிறது அல்லது உறிஞ்சுகிறது.

மூன்றாவது நிலைப்பாடு? எலக்ட்ரான் அணுக்கருவைச் சுற்றி அத்தகைய வட்டமான நிலையான சுற்றுப்பாதையில் நகர்கிறது, இதில் எலக்ட்ரான் வேகத்தின் தருணத்தில், பிளாங்கின் மாறிலி முற்றிலும் தொடர்புடைய 2p ஐப் போலவே இருக்கும்:

m, n, r ஆகியவை முறையே எலக்ட்ரானின் நிறை, அது நகரும் நிலையான சுற்றுப்பாதையின் வேகம் மற்றும் ஆரம், n=1,2,3... ஆகியவை முழு எண்களாகும்.

இந்த அனுமானங்கள் அணுவின் பண்புகள் மற்றும் அமைப்பு பற்றிய ஆய்வில் ஒரு புதிய காலகட்டத்திற்கான அடித்தளத்தை அமைத்தன.

முதல் போஸ்டுலேட் கிளாசிக்கல் இயற்பியலின் வரம்புகளைக் காட்டியது, மேலும் சிறப்பு நிகழ்வுகளில் நிலையான நிலைகளுக்கு அதன் சட்டங்களின் பொருத்தமற்ற தன்மையைக் காட்டியது. குறிப்பாக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட சுற்றுப்பாதைகளில் எலக்ட்ரான்கள் ஆற்றலை வெளியிடும் யோசனையை ஏற்றுக்கொள்வது அவ்வளவு எளிதானது அல்ல. இந்த நேரத்தில் கேள்வி எழுகிறது: "ஏன்?" இருப்பினும், சோதனை முடிவுகளுக்கு இந்த அனுமானம் போதுமானதாக இருந்ததால், இயற்பியலாளர்கள் அதை ஏற்க வேண்டிய கட்டாயம் ஏற்பட்டது. இரண்டாவது அனுமானத்திலிருந்து ஒரு அணுவின் ஆற்றல் பகுதிகளாக வெளியேற்றப்படுகிறது என்ற முடிவு பின்வருமாறு. எலக்ட்ரான் ஒரு சுற்றுப்பாதையில் இருந்து மற்றொன்றுக்கு மாறுவது ஆற்றல் குவாண்டாவின் முழு எண்களுடன் அவசியமாக இருக்கும். எனவே, ஒரு அணுவில் உள்ள எலக்ட்ரான்களின் நிலை 4 குவாண்டம் எண்களால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது - முக்கிய, சுற்றுப்பாதை, காந்த மற்றும் சுற்றுப்பாதை குவாண்டம் எண்கள். முக்கிய குவாண்டம் எண் (n) கருவின் பகுதிகளில் எலக்ட்ரானின் ஆற்றலை தீர்மானிக்கிறது; சிக்கலான அணுக்களில், எலக்ட்ரான்களின் அடுக்கின் வரிசை எண். சுற்றுப்பாதை குவாண்டம் எண் (எல்) அணுக்களின் ஒரே நேரத்தில் இயக்கம் மூலம் ஒரு அணுவின் ஆற்றலில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட மாற்றங்களை வகைப்படுத்துகிறது. சுழல் குவாண்டம் எண் (கள்) எலக்ட்ரான்களின் சுழற்சி இயக்கத்தை வகைப்படுத்தும் சிறப்பு இயந்திர முறுக்கு தீர்மானிக்கிறது. போரின் போஸ்டுலேட்டுகள் அணுவின் நிலைத்தன்மையை விளக்குகின்றன: நிலையான நிலைகளில், வெளிப்புற காரணங்கள் இல்லாமல் எலக்ட்ரான் மின்காந்த ஆற்றலை வெளியிடாது. மாநிலங்களின் நிலையான மதிப்பீட்டில், இரசாயன தனிமங்களின் அணுக்கள் மின்காந்த அலைகளை ஏன் வெளியிடுவதில்லை என்பது இப்போதுதான் தெளிவாகியுள்ளது. போர் முன்மொழியப்பட்ட அணு மாதிரி, ஒரு புரோட்டான் மற்றும் ஒரு எலக்ட்ரானைக் கொண்ட ஹைட்ரஜன் அணுவின் துல்லியமான விளக்கத்தை அளித்த போதிலும், இந்த விளக்கம் சோதனை உண்மைகளுடன் நன்றாக ஒத்துப்போகிறது. அணுக்கள் சில சிரமங்களை சந்தித்தன. ஒரு அணுவில் எலக்ட்ரான்களின் இயக்கம் மற்றும் சுற்றுப்பாதையை கோட்பாட்டாளர்கள் எவ்வளவு துல்லியமாக விவரிக்க முயன்றாலும், கோட்பாட்டு முடிவுகள் மற்றும் சோதனை தரவுகளுக்கு இடையேயான வேறுபாடு பெரியதாகவே இருந்தது. இருப்பினும், குவாண்டம் கோட்பாட்டின் வளர்ச்சியின் போது, ​​இந்த வேறுபாடுகள் முக்கியமாக எலக்ட்ரான்களின் அலைத்தன்மை பண்புடன் தொடர்புடையவை என்பது தெளிவாகியது. ஒரு அணுவில் ஒரு வட்ட சுற்றுப்பாதையில் நகரும் எலக்ட்ரானின் அலைநீளம் அணுவின் அளவீடுகளின் ஒரு பகுதியாக இருந்தது மற்றும் தோராயமாக 10-8 செ.மீ., எந்த அமைப்பிலும் உள்ளார்ந்த துகள்களின் இயக்கம் மிகவும் துல்லியமாக ஒரு இயந்திர இயக்கமாக மட்டுமே விவரிக்கப்படலாம். ஒரு மூடிய சுற்றுப்பாதையில் உள்ள பொருள் புள்ளி , மாற்றங்களின் அமைப்புடன் ஒப்பிடும்போது துகள்களின் அலைநீளம் மிகவும் சிறியதாக இருக்கும் போது அது கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ளப்படாது. வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், எலக்ட்ரான் ஒரு புள்ளி அல்ல, வலுவான "பந்து" அல்ல என்பதை நீங்கள் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ள வேண்டும்; இது அதன் உள்ளார்ந்த நிலைகளைப் பொறுத்து மாறக்கூடிய உள் அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது. இருப்பினும், இந்த வழக்கில், எலக்ட்ரானின் உள் அமைப்பு பற்றிய விவரங்கள் தெரியவில்லை. புள்ளி எலக்ட்ரான்களின் சுற்றுப்பாதைகள் பற்றிய யோசனைகளின் அடிப்படையில் ஒரு அணுவின் கட்டமைப்பை கற்பனை செய்வது அடிப்படையில் சாத்தியமற்றது என்பது இங்கே தெளிவாகிறது, எனவே ஒரு அணுவின் உள் சுற்றுப்பாதைகள் சிறந்த பொருள்களாக மாறிவிட்டன; அவை உண்மையில் இல்லை. அவற்றின் அலை இயல்பின்படி, எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் அவற்றின் மின் கட்டணம் ஆகியவை அணு முழுவதும் சமமாக விநியோகிக்கப்படுகின்றன, மேலும் சில புள்ளிகளில் குறைந்த எலக்ட்ரான் அடர்த்தியும் மற்றவற்றில் அதிக எலக்ட்ரான் அடர்த்தியும் இருக்கும். ஒரு அணுவிற்குள் எலக்ட்ரான் சார்ஜ் அடர்த்தியின் விநியோகம் குவாண்டம் இயக்கவியலில் கொடுக்கப்பட்டுள்ளது: சில புள்ளிகளில் எலக்ட்ரான் சார்ஜ் அடர்த்தி அதன் அதிகபட்சத்தை அடைகிறது. எலக்ட்ரான் சார்ஜ் அடர்த்தியின் அதிகபட்ச மதிப்பெண்களின் புள்ளிகளை இணைக்கும் வளைவு முறையாக எலக்ட்ரான் சுற்றுப்பாதை என்று அழைக்கப்படுகிறது. போரின் கோட்பாட்டில் கணக்கிடப்பட்ட ஹைட்ரஜன் அணுவின் பாதை சராசரி மின்னழுத்த அடர்த்தியின் அதிகபட்ச மதிப்பெண்களின் புள்ளிகள் வழியாக செல்லும் வளைவுடன் ஒத்துப்போனது, இது சோதனை தரவுகளுடன் முழுமையாக ஒத்துப்போகிறது. போரின் கோட்பாடு நவீன இயற்பியலின் வளர்ச்சியின் முதல் கட்டத்தின் எல்லைக் கோட்டைக் கோடிட்டுக் காட்டுவதாகத் தெரிகிறது. போரின் அணுக் கோட்பாடு, ஒரு சிறிய எண்ணிக்கையிலான புதிய பரிசீலனைகளைச் சேர்ப்பதன் மூலம், கிளாசிக்கல் இயற்பியலின் அடிப்படையில் அணுவின் கட்டமைப்பை விவரிக்கும் கடைசி முயற்சியாகும். அணுவின் அமைப்பு தொடர்பான எளிய சோதனைகளில் இருந்து கிளாசிக்கல் இயற்பியல் அத்தகைய முடிவுகளை விளக்க முடியாது என்பதை போரின் போஸ்டுலேட்டுகள் காட்டுகின்றன. கிளாசிக்கல் இயற்பியலுக்கு அன்னியமான போரின் போஸ்டுலேட்டுகள் அதன் ஒருமைப்பாட்டை மீறியது, அதையொட்டி, சோதனை தரவுகளின் ஒரு சிறிய பகுதியை மட்டுமே விளக்க முடிந்தது. எனவே, புதிய, இதுவரை அறிவியலுக்குத் தெரியாத, பொருளின் பண்புகளைக் கண்டறிந்த போரின் போஸ்டுலேட்டுகள், அதே நேரத்தில் பகுதியளவு மற்றும் முழுமையாக அவற்றைப் பிரதிபலிக்கவில்லை என்ற எண்ணம் எழுகிறது. போரின் கோட்பாடு மற்றும் சிக்கலான அணுக்களுக்குப் பயன்படுத்த முடியாத அவரது போஸ்டுலேட்டுகள் இயற்பியலின் இன்றியமையாத நிகழ்வுகளை விளக்குவதில் சக்தியற்றவையாக இருந்தன, அது போல ஒளி மற்றும் பொருளின் அலை பண்புகளை விளக்க முடியாதது மற்றும் குறுக்கீடு. அணுவின் அமைப்பு தொடர்பான பல கேள்விகளுக்கு குவாண்டம் இயக்கவியலின் வளர்ச்சியின் விளைவாக மட்டுமே பதில் கிடைத்தது. போரின் அணுவின் மாதிரியை முன்பு இருந்ததைப் போலவே உண்மையில் புரிந்து கொள்ள முடியாது என்று கண்டறியப்பட்டது. மேக்ரோகோஸ்ம் நிகழ்வுகளுடன் ஒப்புமை மூலம் உருவாக்கப்பட்ட இயந்திர மாதிரிகளின் வடிவங்களில் அணுவின் செயல்முறைகளை பார்வைக்கு விவரிப்பது தவறானது. மேக்ரோகோசத்திற்கு துல்லியமாக வரையறுக்கப்பட்ட நேரம் மற்றும் இடம் பற்றிய கருத்துக்கள் நுண்ணிய இயற்பியல் நிகழ்வுகளை விவரிக்க பொருத்தமற்றவை என்பது விரைவில் அறியப்பட்டது. படிப்படியாக, கோட்பாட்டு இயற்பியலாளர்கள் அணுவை இன்னும் சுருக்கமான அமைப்பாக மாற்றினர் - கவனிக்க முடியாத சமன்பாடுகளின் தொகுப்பு.

2. ஆரம்ப பாகங்கள்பொருள்கள் மற்றும் அவற்றின் கட்டமைப்பின் சிக்கல்

இயற்கை அறிவியலின், குறிப்பாக அதன் மேம்பட்ட துறையில் - இயற்பியலின் கவனத்தின் மையத்தில் எப்போதும் இருக்கும் அழுத்தமான பிரச்சனைகளில் பொருளின் கட்டமைப்பின் சிக்கல் ஒன்றாகும். தத்துவத்திற்கும் இயற்கை அறிவியலுக்கும் இடையிலான உறவை தெளிவாக பிரதிபலிக்கிறது, இந்த பிரச்சனை தத்துவ ரீதியாக மட்டுமல்ல, நடைமுறை மற்றும் தொழில்துறை-தொழில்நுட்ப முக்கியத்துவத்தையும் கொண்டுள்ளது. இதைச் செய்ய, குவாண்டம் இயக்கவியல் மற்றும் அடிப்படைத் துகள்களின் கோட்பாடு உள்ளிட்ட அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப புரட்சியில் ஒரு முக்கிய கட்டத்தை உருவாக்கும் நவீன இயற்பியல் கோட்பாடுகள் அணுசக்தியின் கண்டுபிடிப்பு மற்றும் பயன்பாட்டுடன் நெருக்கமாக தொடர்புடையவை என்று சொன்னால் போதும். "அணு யுகத்தின்" அடித்தளம்.

நவீன இயற்பியல் பொருளின் அமைப்பு மற்றும் பண்புகளை ஆய்வு செய்யும் துறையில் பெரும் சாதனைகளை அடைந்துள்ளது. இருப்பினும், இது இருந்தபோதிலும், இயற்கையானது பொருளின் கட்டமைப்பு மற்றும் பண்புகள் துறையில் இன்னும் கண்டுபிடிக்கப்படாத பல ரகசியங்களைக் கொண்டுள்ளது. கோட்பாட்டு அறிவாற்றல் பொருளின் ஆழத்தில் ஊடுருவி, அதன் கட்டமைப்பின் புதிய நிலைகளைக் கண்டறிந்து, இதை மேலும் மேலும் நம்புகிறோம். அதன் வளர்ச்சியின் தற்போதைய கட்டத்தில், இயற்பியல் விஞ்ஞான கண்டுபிடிப்புகள் நிறைந்த பாதையில் நுழைந்துள்ளது, இது மனித இயல்புகளின் சக்திகளின் இன்னும் பெரிய தேர்ச்சியின் திசையில் அதை முன்னோக்கி இட்டுச் செல்கிறது. இருப்பினும், இயற்பியல் இந்த பாதையை உடனடியாக எடுக்கவில்லை. இந்த பாதையில் சில சாதனைகளை அடைவதற்கு முன், இது ஒரு நீண்ட மற்றும் கடினமான வளர்ச்சிப் பாதையில் சென்றது, மேலும் இந்த காலகட்டத்தில் இது ஒரு சகாப்தத்தில் உள்ளார்ந்த பொருளின் கட்டமைப்பு மற்றும் பண்புகள் பற்றிய இயற்கையான தத்துவ மனோதத்துவ கருத்துக்களை நீக்கியது.

பொருளின் கட்டமைப்பின் நவீன கோட்பாடு நிலையான நடைமுறை உண்மைகளின் அடிப்படையில் வெளிவரத் தொடங்கியது, இது 19 ஆம் நூற்றாண்டின் இறுதியில் மற்றும் 20 ஆம் நூற்றாண்டின் தொடக்கத்தில் மட்டுமே தொடங்கியது. விஞ்ஞான அறிவின் வெற்றிகளுடன் நிற்காமல், செறிவூட்டப்பட்ட மற்றும் வளர்ந்த இந்த போதனை, ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்ட நான்கு அம்சங்களை ஒன்றிணைத்தது: முதலில், இந்த போதனை ஒரு அணு போதனை, ஏனென்றால் இந்த போதனையின்படி, ஒவ்வொரு உடலும், ஒவ்வொரு உடல் பகுதியும் நுண் துகள்கள் மற்றும் நுண்ணுயிரிகளிலிருந்து உருவாகிறது, இரண்டாவதாக, இந்த கோட்பாடு ஒரு புள்ளிவிவரக் கோட்பாடு ஆகும், ஏனெனில், புள்ளிவிவரக் கருத்துகளின் அடிப்படையில், இது நுண்ணிய பொருட்களின் இயக்கத்தின் பண்புகள் மற்றும் வடிவங்கள், அவற்றின் பரஸ்பர தாக்கங்கள் மற்றும் புள்ளிவிவர சட்டங்களால் மாற்றங்களை தீர்மானிக்கிறது, மூன்றாவதாக, இந்த கோட்பாடு குவாண்டம் கோட்பாடு மற்றும் நுண் துகள்களின் இயக்கத்தின் பண்புகள் மற்றும் வடிவங்கள் கிளாசிக்கல் இயற்பியலால் தீர்மானிக்கப்படும் நுண்ணிய உடல்களின் இயக்கத்தின் பண்புகள் மற்றும் வடிவங்களிலிருந்து தரமான முறையில் வேறுபட்டவை; இறுதியாக, இந்த போதனை ஒரு சார்பியல் போதனையாகும், ஏனெனில் இந்த கோட்பாட்டில் இடம், நேரம் மற்றும் இடையே உள்ள தொடர்பு விஷயம் ஒரு சார்பியல் கோட்பாடு மூலம் விவரிக்கப்படுகிறது - சார்பியல் கோட்பாடு.

மனித அறிவை வளர்ப்பது, பொருளின் கட்டமைப்பு மற்றும் பண்புகள் பற்றிய அறிவுத் துறையில் நிற்காமல், அதன் கட்டமைப்பின் சிக்கலான தன்மையையும் பண்புகளின் வற்றாத தன்மையையும் கண்டுபிடித்து புதிய உண்மைகளுடன் இதை உறுதிப்படுத்தியது. பொருளின் கட்டமைப்பைப் படிக்கும் துறையில் அடையப்பட்ட மிகப்பெரிய சாதனை அணு மட்டத்திலிருந்து அடிப்படைத் துகள்களின் நிலைக்கு மாறுவதாகும். 19 ஆம் நூற்றாண்டின் இறுதியில் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட முதல் அடிப்படைத் துகள் எலக்ட்ரான்; 20 ஆம் நூற்றாண்டின் முதல் பாதியில், ஃபோட்டான், புரோட்டான், பாசிட்ரான், நியூட்ரான், நியூட்ரினோ மற்றும் பிற அடிப்படைத் துகள்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன. தற்போது, ​​அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகளைச் சுற்றியுள்ள நுண்ணிய பொருட்களில் அடிப்படைத் துகள்கள் மிகச்சிறிய "எலிமெண்டரி" துகள்களாகக் கருதப்படுகின்றன. இரண்டாம் உலகப் போருக்குப் பிறகு, நவீன சோதனை தொழில்நுட்பத்தின் பயன்பாட்டிற்கு நன்றி மற்றும், முதலில், அதிக ஆற்றல் மற்றும் மகத்தான வேகத்தின் நிலைமைகளை உருவாக்கும் சக்திவாய்ந்த முடுக்கிகள், 300 க்கும் மேற்பட்ட அடிப்படை துகள்கள் இருப்பது கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. அடிப்படைத் துகள்களின் ஒரு பகுதி பரிசோதனையில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது, மற்ற பகுதி (அதிர்வுகள், குவார்க்குகள், மெய்நிகர் துகள்கள்) கோட்பாட்டு ரீதியாகக் கருதப்பட்டது.

நவீன இயற்பியலில் "அடிப்படை துகள்" என்ற கருத்து என்ன வெளிப்படுத்துகிறது? இந்த கேள்விக்கு பதிலளிப்பதற்கு முன், இயற்கை அறிவியல் கருத்தின் உள்ளார்ந்த அம்சத்தை கவனிக்க வேண்டியது அவசியம், எல்லா இயற்பியல் கருத்துகளையும் போலவே, "தொடக்க" கருத்தும் உறவினர் மற்றும் விஞ்ஞான அறிவின் வளர்ச்சியின் வெவ்வேறு கட்டங்களில் வெவ்வேறு அர்த்தங்களைப் பெறுகிறது. நமது நூற்றாண்டின் 60 களின் நடுப்பகுதி வரை, அடிப்படைத் துகள்கள் பற்றிய கருத்துக்கள் டெமோக்ரிட்டஸ் வெளிப்படுத்திய அணுக்கள் மீதான பார்வைகளின் வகைகளில் ஒன்றை ஒத்திருந்தன. இருப்பினும், அடிப்படைத் துகள்கள் பற்றிய இந்த முதல் அப்பாவியான கருத்துக்கள் நீண்ட காலம் நீடிக்கவில்லை: மாறாத, ஊடுருவ முடியாத, கட்டமைப்பற்ற துகள்கள் எதுவும் இல்லை என்பது விரைவில் நிரூபிக்கப்பட்டது. உண்மையான உண்மைகளின் செல்வாக்கின் கீழ், "தொடக்க" என்ற கருத்து மாற்றங்களுக்கு உட்பட்டுள்ளது, பொதுவாக, "எலிமெண்டரி துகள்" என்று அழைக்கப்படும் அனைத்தும் காலவரையற்ற தன்மையைப் பெற்றுள்ளன. தற்போது, ​​"தொடக்க" என்ற கருத்து இரண்டு அர்த்தங்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது என்பதை பல ஆசிரியர்கள் சரியாகக் குறிப்பிடுகின்றனர்: ஒருபுறம், எளிமையானதற்கு ஒத்ததாக, மறுபுறம், ஒரு துணை அணு துகள், அதாவது அடிப்படையின் குறிகாட்டியாக . "எலிமெண்டரி துகள்" என்ற கருத்தின் மூலம் வெளிப்படுத்தப்படும் ஒவ்வொரு இரண்டு அர்த்தங்களையும் கணக்கில் எடுத்துக் கொண்டால், "ஆரம்ப" துகள்கள் என்று அழைக்கப்படுபவை அறிவியலுக்குத் தெரிந்த பிற துகள்களைக் கொண்ட அத்தகைய பொருள் உருவாக்கம் என்று வார்த்தையின் முழு மற்றும் பரந்த அர்த்தத்தில் கூறலாம். பரஸ்பர செல்வாக்கில் உள்ள அனைத்து செயல்முறைகளிலும் ஒரே முழுதாகக் காணப்படுகின்றன, அவைகளை வகைப்படுத்தும் இயற்பியல் அளவுகள் - நிறை, எலக்ட்ரான் சார்ஜ், ஸ்பின், இணைத்தல், ஒற்றைத்தன்மை, ஐசோட்ரோபிக் ஸ்பின் மற்றும் கோட்பாட்டளவில் கணக்கிட முடியாத மற்றும் துல்லியமாகப் பயன்படுத்தக்கூடிய பிற ஆரம்ப அளவுருக்கள் ஆகியவை அடங்கும். இயற்பியல் கோட்பாடு சோதனை ரீதியாக மட்டுமே.

அடிப்படைத் துகள்களின் இயற்பியல் என்பது விஞ்ஞானி கல்வியாளர் I.B. தம்மின் வார்த்தைகளில், "நவீன இயற்பியலை குறிப்பிடத்தக்க மாற்றங்கள் மற்றும் புரட்சிகர எழுச்சிகளுக்கு முன்னதாக வழிநடத்தும்" முக்கிய துறையாகும். அடிப்படைத் துகள்கள் அடையாளப்பூர்வமாக "ஆய்வு செய்யப்படாத கிரகங்களுக்கு" ஒப்பிடப்பட்டன. இந்த பகுதியில் 60 களுக்குப் பிறகு இயற்பியலில் குறிப்பிடத்தக்க கண்டுபிடிப்புகள் செய்யப்பட்டன என்பது தற்செயல் நிகழ்வு அல்ல. இந்த பகுதியில் உள்ள சாதனைகளைப் பற்றிய ஒரு யோசனையைப் பெற, கடந்த 25-30 ஆண்டுகளில் அடிப்படைத் துகள்களின் எண்ணிக்கை 35 இலிருந்து 340 ஆக அதிகரித்துள்ளது மற்றும் இந்த எண்ணிக்கையில் மேலும் அதிகரிப்பு எதிர்பார்க்கப்படுகிறது என்று சொன்னால் போதும். எதிர்காலம். குறிப்பாக நமது நூற்றாண்டின் 30 களில் இருந்து, முன்னர் அறியப்பட்ட எலக்ட்ரான், ஃபோட்டான் மற்றும் புரோட்டானைத் தவிர, பல கூடுதல் புதிய துகள்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன: நியூட்ரான், பாசிட்ரான், பல்வேறு நிறை மற்றும் கட்டணங்களின் நியூட்ரான்கள் (நடுநிலையும்), மீசான்கள், ஹைபரான்கள் மற்றும் அவை என்று அழைக்கப்படுகின்றன. தொடர்புடைய எதிர் துகள்கள். "தொடக்க" துகள்களின் எண்ணிக்கையை வெளிப்படுத்தும் எண்ணிக்கையின் அதிகரிப்பு "தொடக்க" என்ற கருத்தின் முந்தைய அர்த்தத்தை இழப்பதைக் காட்டுகிறது. ஏனெனில் இந்த துகள்கள் அனைத்தும் உலக கட்டிடத்தின் கடைசி "செங்கற்களின்" செயல்பாட்டை நிறைவேற்ற முடியவில்லை. இந்த நிலையில் இருப்பதால், அடிப்படைத் துகள்கள் கூட்டம் மற்றும் பன்முகத்தன்மையை விளக்க முயற்சித்தன, வளர்ச்சியை உறுதி செய்யும் பார்வையில் இருந்து வகைப்படுத்தவும், இந்த பகுதியில் விஞ்ஞான அறிவின் சாதனைகளின் வளர்ச்சியை உறுதிப்படுத்தும் பார்வையில் இருந்து வகைப்படுத்தவும். இத்தகைய வகைப்பாடுகளை செயல்படுத்துவது அடிப்படை துகள்களின் பண்புகள் மற்றும் முக்கிய பண்புகளின் விளக்கத்துடன் தொடர்புடையது.

தற்போது, ​​அறிவியலில் அறியப்பட்ட அடிப்படைத் துகள்களின் பண்புகளின் செல்வம் தீர்மானிக்கப்பட்டுள்ளது. மேலும், இந்த பண்புகளில் பல மேக்ரோஸ்கோபிக் பொருட்களின் அறியப்பட்ட பண்புகளில் ஒப்புமைகளைக் கொண்டிருக்கவில்லை. கணிதத்தின் சுருக்க மொழியில் விவரிக்கப்பட்டுள்ள அடிப்படை துகள்களின் முக்கிய பண்புகள் பின்வருமாறு: நிறை, கட்டணம், இருப்பு சராசரி காலம், சுழல், ஐசோட்ரோபிக் சுழல், ஒற்றைத்தன்மை, இணைத்தல், லெப்டின் கட்டணம், போரியன் கட்டணம், பரஸ்பர செல்வாக்கு. அடிப்படை துகள்களின் இந்த பண்புகளை வகைப்படுத்த முயற்சிப்போம்.

அடிப்படை துகள்களை வகைப்படுத்தும் மிக முக்கியமான பண்புகளில் ஒன்று நிறை. அடிப்படைத் துகள்களின் எஞ்சிய நிறை, எலக்ட்ரானின் எஞ்சிய வெகுஜனத்துடன் (me=9.1×10-31 kg) ஒப்பிடும்போது தீர்மானிக்கப்படுகிறது என்பதை நினைவில் கொள்ளவும். தற்போது, ​​அடிப்படைத் துகள்களின் வகைப்பாடு அவற்றின் மீதமுள்ள வெகுஜனத்தின் மதிப்பைப் பொறுத்து மிகவும் பரவலாக உள்ளது. இந்த வகைப்பாட்டின் படி, அனைத்து அடிப்படை துகள்களும் 4 குழுக்களாக பிரிக்கப்படுகின்றன: 1) ஒளி அடிப்படை துகள்கள் - லெப்டான்கள். இதில் எலக்ட்ரான், நியூட்ரினோ மற்றும் அவற்றின் எதிர் துகள்கள் - பாசிட்ரான், ஆன்டிநியூட்ரினோ, அத்துடன் நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை மு-மெசான்கள் ஆகியவை அடங்கும். பிந்தையவற்றைத் தவிர, லெப்டான்கள் பரஸ்பர செல்வாக்கிற்குள் நுழைவதற்கு முன்பு நிலையானவை மற்றும் 1020 ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக ஒரு சுதந்திர நிலையில் உள்ளன. மு-மெசான்கள் நிலையான துகள்கள் அல்ல; ஒரு நொடியில் இருநூறு மில்லியன்கள் வாழ்ந்த பிறகு, அவை சிதைந்து எலக்ட்ரான், நியூட்ரான் மற்றும் ஆன்டிநியூட்ரானாக மாறுகின்றன. நியூட்ரினோக்கள் மற்றும் ஆன்டிநியூட்ரினோக்களின் மீதமுள்ள நிறை மிகவும் சிறியது; ஒன்றாக எடுத்துக் கொண்டால் அவை எலக்ட்ரானின் நிறை 0.0005க்கு சமம்.

2) சராசரி நிறை துகள்கள் - மீசான்கள். இதில் பாசிட்டிவ், நெகட்டிவ் மற்றும் நியூட்ரல் பை மீசான்கள் 270 மீ - ரெஸ்ட் மாஸ் மற்றும் சில வகையான கா-மெசான்கள் 970 மீ நிறை கொண்டவை. அனைத்து மீசோன்களும் நிலையற்றவை மற்றும் மிகக் குறுகிய காலம் (7-19 வினாடிகள் வரை) உள்ளன.

3) கனமான துகள்கள் - நியூக்ளியோன்கள். இதில் புரோட்டான், நியூட்ரான் மற்றும் அவற்றின் எதிர் துகள்கள் - ஆன்டிபுரோட்டான் மற்றும் ஆன்டிநியூட்ரான் ஆகியவை அடங்கும். புரோட்டான் மற்றும் ஆன்டிபுரோட்டான் நிலையானது, நியூட்ரான் மற்றும் ஆன்டிநியூட்ரான் நிலையற்ற துகள்கள் மற்றும் ஒப்பீட்டளவில் நீண்ட ஆயுட்காலம் - 17 நிமிடங்கள்.

4) ஹைபரான்கள் கனமான துகள்கள். இந்த குழுவில் நிறைய துகள்கள் மற்றும் எதிர் துகள்கள் உள்ளன. ஹைபரான்களின் நிறை 2182 மீ முதல் 2585 மீ வரை உள்ளது. அனைத்து ஹைபரான்களின் ஆயுட்காலம் ஒன்றுதான் - 10-10 வினாடிகள்.

சில நேரங்களில் நியூக்ளியோன்கள் மற்றும் ஹைபரான்கள் பேரியான்கள் எனப்படும் ஒரு குழுவாக இணைக்கப்படுகின்றன. இந்த குழுவில் ஃபோட்டானும் அடங்கும், இது ஒரு சிறப்பு குழுவை உருவாக்குகிறது மற்றும் மின்காந்த புலத்தின் குவாண்டம் ஆகும். அடிப்படை துகள்களின் இத்தகைய வகைப்பாடு அவற்றை ஒன்றிணைக்கும் அடிப்படை சட்டங்களை வெளிப்படுத்தவில்லை என்ற போதிலும், எந்தவொரு சந்தர்ப்பத்திலும், துகள்களின் பல பண்புகள் மற்றும் மாற்றங்களைப் படிக்கவும், சில துகள்கள் இருப்பதைக் கூட கணிக்கவும் இது வாய்ப்பளிக்கிறது. பொருளின் அமைப்பு மற்றும் பண்புகளின் தீராத தன்மை ஆகியவை அறியப்பட்ட துகள்களின் எண்ணிக்கையில் படிப்படியான அதிகரிப்பில் மட்டுமல்லாமல், "ஆரம்ப" பொருளின் துகள்களின் பரஸ்பர மாற்றத்தின் குறைவான முக்கிய உண்மையிலும் தங்களைக் கண்டுபிடிக்கின்றன என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். புலப் பொருள் துகள்களின் பண்புகளில் பொதுத்தன்மையின் (இரட்டைவாதம்) அவற்றின் பரஸ்பர மாற்றத்தின் யோசனைக்கு வழிவகுத்தது. பாசிட்ரான் (1932) கண்டுபிடிக்கப்பட்ட சில காலத்திற்குப் பிறகு, எலக்ட்ரான்-பாசிட்ரான் பொருள் ஜோடிகள், சில நிபந்தனைகளின் கீழ் இணைந்தால், ஒளி குவாண்டா - ஃபோட்டான்களாக மாறும், அவை மின்காந்த புலத்தின் துகள்கள் மற்றும் அவற்றிலிருந்து உருவாகின்றன. அத்தகைய பரஸ்பர மாற்றம் இரண்டு வகையான பொருள் மற்றும் புலத்தின் துகள்களுக்கு இடையில் மட்டுமல்ல, பொருளின் துகள்களுக்கும் இடையில் நிகழ்கிறது என்பது தெரிந்தது. இதன் விளைவாக, பொருளின் துகள்கள் மாறாதவை மற்றும் எளிமையானவை அல்ல என்பது தெளிவாகியது; பரஸ்பர செல்வாக்கின் செயல்பாட்டில் அவை ஒன்றோடொன்று மாறக்கூடும், மேலும் அவை பல்வேறு துகள் வளாகங்களால் உருவாகி உறிஞ்சப்படலாம். அடிப்படைத் துகள்களின் மற்றொரு முக்கியமான பண்பு அவற்றின் மின் கட்டணம் ஆகும், இது மின்காந்த புலத்துடன் அவற்றின் தொடர்பை பிரதிபலிக்கிறது. அறியப்பட்ட துகள்களில் ஒரு பகுதி நேர்மறை மின்னூட்டத்தைக் கொண்டுள்ளது, மற்றொன்று எதிர்மறை மின்னூட்டத்தைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் சில துகள்களுக்கு மின் கட்டணம் இல்லை. ஃபோட்டான் மற்றும் இரண்டு மீசான்களுக்கு கூடுதலாக, ஒவ்வொரு துகள்களும் எதிர் மின்னூட்டத்தின் எதிர் துகள்களைக் கொண்டுள்ளன. வெவ்வேறு அடிப்படைத் துகள்கள் ஒரே மின்னூட்டத்தைக் கொண்டிருக்க வேண்டிய அவசியமில்லை என்பதற்கான காரணம் மற்றும் சில அடிப்படைத் துகள்களுக்கு மின்னேற்றம் இல்லை என்பதற்கான காரணம் இன்னும் நமக்குத் தெரியவில்லை. துகள்களின் கட்டமைப்பில் உள்ள பொதுவான அடிப்படைத் துகள்களின் இன்னும் கண்டுபிடிக்கப்படாத ஆழமான உள் வடிவங்களின் வெளிப்பாடாக இது மிகவும் சாத்தியம். அடிப்படை துகள்களின் இன்றியமையாத இயற்பியல் பண்புகளில் ஒன்று அவற்றின் இருப்பு காலம். இருப்பு காலத்தின் படி, அடிப்படை துகள்கள் நிலையான, அரை-நிலையான மற்றும் நிலையற்ற (அதிர்வு) துகள்களாக பிரிக்கப்படுகின்றன. ஐந்து நிலையான துகள்கள் உள்ளன: ஃபோட்டான், எலக்ட்ரான் நியூட்ரோனோ, மியோன் நியூட்ரோனோ, எலக்ட்ரான் மற்றும் புரோட்டான். மேக்ரோபாடிகளின் கட்டமைப்பில், நிலையான துகள்கள் ஒரு தீர்க்கமான பாத்திரத்தை வகிக்கின்றன. மீதமுள்ள துகள்கள் நிலையானவை அல்ல. சராசரி வாழ்நாள் 10-10 முதல் 10-24 வினாடிகள் வரை இருக்கும் இந்தத் துகள்கள், இறுதியில் மற்ற துகள்களாகப் பிரிகின்றன. சராசரியாக 10-10 முதல் 10-24 வினாடிகள் வரை உள்ள காலநிலை அடிப்படைத் துகள்கள் அதிர்வுகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. அவற்றின் குறுகிய கால இருப்பு காரணமாக, இந்த துகள்கள் அணுவை அல்லது அணுவின் கருவை விட்டு வெளியேற முடியாது மற்றும் பிற துகள்களாக சிதைந்துவிடும். எதிரொலிக்கும் துகள்களின் இருப்பு கோட்பாட்டளவில் மட்டுமே கணக்கிடப்பட்டது மற்றும் உண்மையான பரிசோதனையில் அவற்றைக் கவனிக்க இன்னும் சாத்தியமில்லை.

துகள்களின் மற்றொரு முக்கிய பண்பு சுழல் ஆகும். சுழல் என்பது துகள்களின் முற்றிலும் புதிய சொத்து ஆகும், அது அவர்களுக்கு மட்டுமே உள்ளார்ந்த மற்றும் மேக்ரோஸ்கோபிக் இயற்பியலில் எந்த ஒப்புமையும் இல்லை; இயந்திர உந்தத்தின் ஒரு கணம் என அதன் விளக்கம் கச்சா மற்றும் துல்லியமற்றது. மேக்ரோகாஸ்மில் உள்ள ஒரு துகள் சுழற்சிக்கு ஒப்பான ஒரு சிறப்பு "சுழற்சி" என்று நாம் சுழலைப் பார்க்கலாம். அடிப்படைத் துகள்களின் சுழல் அலகுகளில் அளவிடப்படுகிறது, மேலும் அதிகரிக்கவோ குறைக்கவோ முடியாது. துகள் (போஸ்-ஐன்ஸ்டீன் மற்றும் ஃபெர்மி-டிராக் புள்ளிவிவரங்கள்) மற்றும் அதன் இயக்கத்தை விவரிக்கும் கோட்பாட்டில் சேர்க்கப்பட்டுள்ள புள்ளிவிவரங்களின் வகையின் பொதுவான தன்மையை சுழல் தீர்மானிக்கிறது. புரோட்டான், நியூட்ரான் மற்றும் எலக்ட்ரானின் சுழல் S-e, ஃபோட்டானின் சுழல் 1-e. அரை சுழல் கொண்ட துகள்கள் ஃபெர்மி-டிராக் புள்ளிவிவரங்களுக்குக் கீழ்ப்படிகின்றன மற்றும் ஃபெர்மியன்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, முழு சுழல் கொண்ட துகள்கள் போஸ்-ஐன்ஸ்டீன் புள்ளிவிவரங்களுக்குக் கீழ்ப்படிகின்றன மற்றும் போஸான்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. அதே சூழ்நிலையில், திடீரென்று ஒரு ஃபெர்மியன் சாத்தியமில்லாதபோது, ​​அதே சூழ்நிலையில் பல போஸான்கள் இருக்கலாம் என்பது அறியப்படுகிறது. எனவே, ஃபெர்மியன்கள் "தனிநபர்கள்", போசான்கள் - "கூட்டுவாதிகள்" என்று செயல்படுகின்றன. அடிப்படைத் துகள்களின் உள் இயல்பின் இந்த பண்பு இன்னும் முழுமையாக ஆய்வு செய்யப்படவில்லை என்ற போதிலும், சமச்சீர் மற்றும் இடத்தின் சமச்சீரற்ற பண்புகளுடன் இந்த பண்புகளின் இணைப்பு இப்போது தீர்மானிக்கப்பட்டுள்ளது. அடிப்படை துகள்களின் இயக்கத்தில் உள் சுதந்திரத்தின் அளவின் வெளிப்பாடாக சுழல் கருதப்படுகிறது. இவ்வாறு, ஒவ்வொரு அடிப்படைத் துகளும் 4 டிகிரி சுதந்திரத்தால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன: அவற்றில் மூன்று வெளிப்புற சுதந்திரத்தின் அளவுகள், விண்வெளியில் துகள்களின் இயக்கத்தை வெளிப்படுத்துகின்றன; ஒன்று சுழலின் உள் சுதந்திரம். சுழற்சியின் இருப்பு துகள்களின் சிக்கலான அமைப்பு மற்றும் ஒரு குறிப்பிட்ட வகை உள் இணைப்புகளையும் குறிக்கிறது. அடிப்படைத் துகள்களின் முக்கியமான பண்புகளில் ஒன்று காந்தத் தருணமும் ஆகும். இந்த பண்பு சார்ஜ் செய்யப்பட்ட மற்றும் சார்ஜ் செய்யப்படாத துகள்கள் இரண்டிலும் நிகழ்கிறது. சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் காந்த தருணத்தின் ஒரு குறிப்பிட்ட பகுதி விண்வெளியில் அவற்றின் இருப்பிடத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது என்று கருதப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் காந்தத் தருணம் அவற்றைச் சுற்றி கூடியிருக்கும் மீசான்களின் மேகங்களால் உருவாக்கப்பட்ட மின்னோட்டத்தின் காரணமாகும் என்று கருதப்படுகிறது. இந்த சிக்கலை விரிவாகப் பார்ப்போம். ஒரு நியூட்ரானுக்கு மின் கட்டணம் இல்லை என்ற போதிலும், அது ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு காந்த தருணத்தைக் கொண்டுள்ளது என்பது அறியப்படுகிறது. ஒரு துகளின் காந்தத் தருணம் அதன் உள் கட்டமைப்பால் முதன்மையாக தீர்மானிக்கப்படக்கூடாது என்பதை இது காட்டுகிறது. இந்த வழக்கில், நியூட்ரான் காந்த தருணத்தின் உருவாக்கம் எவ்வாறு விளக்கப்பட வேண்டும்? நியூட்ரான் ஒரு நிலையற்ற துகள் என்பதால், அது ஒரு புரோட்டானாகவும், மீசன் புலத்தின் நேர்மறை மீசன் குவாண்டமாகவும் பிரிகிறது, மேலும் அதன் இருப்பில் சுமார் 25% இந்த நிலையில் உள்ளது என்று கருதப்படுகிறது. எனவே, நியூட்ரான் நேர்மறை பைம்சனின் காந்த தருணத்தில் 25% பெறுகிறது. நியூட்ரானின் சோதனை ரீதியாக கவனிக்கப்பட்ட காந்த தருணம் கோட்பாட்டளவில் கணக்கிடப்பட்ட எண்ணுக்கு மிக அருகில் உள்ளது. அடிப்படைத் துகள்கள், மின் கட்டணத்துடன் கூடுதலாக, லெப்டான் மற்றும் பேரியனின் கட்டணங்களால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. அனைத்து லெப்டான்களின் லெப்டான் சார்ஜ் +1 ஆகவும், அனைத்து பேரியன்களின் பேரியன் சார்ஜ் +1 ஆகவும் எடுக்கப்படுகிறது. இணைத்தல் என்பது அடிப்படைத் துகள்களின் முக்கியமான பண்புகளில் ஒன்றாகும். இந்த மதிப்பு வலது மற்றும் இடது சமச்சீர்களுக்கு பொருந்தும். அடிப்படைத் துகள்களின் கோட்பாட்டில், ஒவ்வொரு துகளின் ஆயங்களும் அலைச் செயல்பாடு y ஆல் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன, இது இந்த ஆயங்களின் அடையாளத்தை கண்ணாடிப் படமாக மாற்றலாம் அல்லது மாற்றாமல் இருக்கலாம் (x® -x, u® -u, z® -z ) முதல் வழக்கில், y சார்பு சமச்சீரற்ற அல்லது ஒற்றைச் செயல்பாடு, தொடர்புடைய துகள் இணைத்தல் +1, இரண்டாவது வழக்கில், y செயல்பாடு சமச்சீர் அல்லது ஜோடி, ஆனால் துகள் இணைத்தல் -1 ஆக எடுத்துக் கொள்ளப்படுகிறது. . அடிப்படைத் துகள்களின் மிக முக்கியமான பண்புகளில் ஒன்று பரஸ்பர மாற்றமும், பரஸ்பர செல்வாக்கின் போது அடிப்படைத் துகள்களுடன் தொடர்புடைய புலத்தின் குவாண்டாவின் உமிழ்வு மற்றும் உறிஞ்சுதலுடன் சேர்ந்து. இந்த செயல்முறைகள், அவற்றின் நிகழ்வின் தீவிரத்தில் ஒருவருக்கொருவர் வேறுபடுகின்றன, அடிப்படைத் துகள்களில் உள்ளார்ந்த பரஸ்பர செல்வாக்கை 4 வகைகளாகப் பிரிக்கின்றன: வலுவான, மின்காந்த, பலவீனமான மற்றும் ஈர்ப்பு பரஸ்பர செல்வாக்கு. அடிப்படை துகள்களின் பண்புகள் முக்கியமாக வலுவான மின்காந்த மற்றும் பலவீனமான பரஸ்பர தாக்கங்களால் தீர்மானிக்கப்படுகின்றன. வலுவான பரஸ்பர தாக்கங்கள் அணுக்கருவின் மட்டத்தில் நிகழ்கின்றன, அவற்றின் கூறுகள் பரஸ்பர ஈர்ப்பு மற்றும் விரட்டல் ஆகியவற்றைக் கொண்டிருக்கும். அணு சக்திகள் எனப்படும் பரஸ்பர செல்வாக்கின் சக்திகள், மிக சிறிய தூரம் வரை நீண்டுள்ளது - 10-13 செ.மீ.. வலுவான பரஸ்பர தாக்கங்கள், சில நிபந்தனைகளின் கீழ் உறுதியாக பிணைக்கும் புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள், அதிக பிணைப்பு ஆற்றலால் வகைப்படுத்தப்படும் ஒரு பொருள் அமைப்பை உருவாக்குகின்றன - அணுவின் கரு . மின்காந்த பரஸ்பர தாக்கங்கள் வலுவான பரஸ்பர தாக்கங்களை விட தோராயமாக 1000 மடங்கு பலவீனமானவை என்ற உண்மை இருந்தபோதிலும், அவற்றின் செல்வாக்கின் ஆரம் முடிவிலிக்கு அருகில் உள்ளது. இந்த வகையான பரஸ்பர செல்வாக்கு மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் சிறப்பியல்பு ஆகும். மின்காந்த பரஸ்பர செல்வாக்கின் கேரியர் மின் கட்டணம் மற்றும் ஃபோட்டானின் ஓய்வு நிறை ஆகியவற்றிலிருந்து விடுபடுகிறது. ஃபோட்டான் என்பது மின்காந்த புலத்தின் குவாண்டம் ஆகும். மின்காந்த பரஸ்பர தாக்கங்கள் மூலம், ஒரு அணு மற்றும் எலக்ட்ரானின் கருவை ஒரே அமைப்பாக இணைப்பதன் மூலம், அணுக்கள் உருவாக்கப்படுகின்றன, மேலும் இணைப்பதன் மூலம், அணுக்கள் மூலக்கூறுகளை உருவாக்குகின்றன. மின்காந்த பரஸ்பர தாக்கங்கள் இரசாயன மற்றும் உயிரியல் செயல்முறைகளுடன் முக்கிய பரஸ்பர தாக்கங்கள் ஆகும்.

வெவ்வேறு துகள்களுக்கு இடையில் பலவீனமான பரஸ்பர தாக்கங்கள் உள்ளன. துகள்களின் தன்னிச்சையான சிதைவு செயல்முறையுடன் தொடர்புடைய பலவீனமான பரஸ்பர தாக்கங்கள், எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு நியூக்ளியஸில் உள்ள நியூட்ரானை புரோட்டானாக மாற்றும் செயல்முறையுடன், எலக்ட்ரான் மற்றும் ஆன்டிநியூட்ரினோ (n0® p+ + e- +n) சிறிய தூரம் (10-15 - 10-22 செ.மீ.). நவீன விஞ்ஞான அறிவின் படி, பலவீனமான பரஸ்பர தாக்கங்களால் மட்டுமே பெரும்பாலான துகள்கள் நிலையற்றவை. ஈர்ப்பு பரஸ்பர தாக்கங்கள் மிகவும் பலவீனமான சக்திகளாகும், அவை அடிப்படை துகள்களின் கோட்பாட்டில் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ளப்படுகின்றன. ஒப்பிடுகையில், அவை வலுவான பரஸ்பரம் செல்வாக்கு செலுத்தும் சக்திகளை விட 1040 மடங்கு பலவீனமானவை என்பதை நாங்கள் கவனிக்கிறோம். இருப்பினும், அதி-சிறிய தூரங்கள் (10-33 செமீ வரிசையில்) மற்றும் அதி-உயர் ஆற்றல்களுக்கு, ஈர்ப்பு விசைகள் குறிப்பிடத்தக்கதாகின்றன; அவற்றின் வலிமையின் அடிப்படையில், அவை மற்ற வகை பரஸ்பர செல்வாக்குடன் ஒப்பிடுவதற்கு தகுதியான வடிவத்தைப் பெறுகின்றன. அண்ட அளவில், ஈர்ப்பு பரஸ்பர தாக்கங்கள் ஒரு தீர்க்கமான பாத்திரத்தை வகிக்கின்றன. இந்த சக்திகளின் செல்வாக்கின் ஆரம் வரம்பற்றது. இயற்கையில், ஒன்று அல்ல, ஆனால் சில நேரங்களில் பல வகையான பரஸ்பர செல்வாக்கு மற்றும் பண்புகள் அடிப்படை துகள்களுக்கு இடையில் செயல்படுகின்றன, மேலும் துகள்களின் அமைப்பு அனைத்து வகையான பரஸ்பர செல்வாக்கின் பொதுவான தன்மையால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, அடிப்படைத் துகள்களின் ஹாட்ரானிக் வகையின் ஒரு பகுதியாக இருக்கும் புரோட்டான், வலுவான பரஸ்பர செல்வாக்கிலும், மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள் என்பதன் காரணமாக மின்காந்த பரஸ்பர செல்வாக்கிலும் பங்கேற்கிறது. மறுபுறம், ஒரு நியூட்ரானின் பி சிதைவு செயல்பாட்டில் ஒரு புரோட்டானை உருவாக்க முடியும், அதாவது பலவீனமான பரஸ்பர தாக்கங்களில், இது பலவீனமான பரஸ்பர தாக்கங்களுடன் தொடர்புடையது. இறுதியாக, புரோட்டான், வெகுஜனத்துடன் கூடிய ஒரு பொருள் உருவாக்கமாக, ஈர்ப்பு பரஸ்பர தாக்கங்களில் பங்கேற்கிறது. புரோட்டானைப் போலன்றி, பல அடிப்படைத் துகள்கள் அனைத்து வகையான பரஸ்பர செல்வாக்கிலும் பங்கேற்கின்றன, ஆனால் அவற்றின் சில வகைகளில் மட்டுமே. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு நியூட்ரான், அது ஒரு சார்ஜ் செய்யப்படாத துகள் என்பதால், மின்காந்த பரஸ்பர தாக்கங்களில் பங்கேற்காது, மேலும் எலக்ட்ரான் மற்றும் மு-மெசான்கள் வலுவான பரஸ்பர தாக்கங்களில் பங்கேற்காது. அடிப்படை பரஸ்பர தாக்கங்கள் துகள்களின் மாற்றத்திற்கான காரணம் - அவற்றின் அழிவு மற்றும் தலைமுறை. உதாரணமாக, ஒரு நியூட்ரான் மற்றும் ஒரு புரோட்டான் மோதலில் இரண்டு நியூட்ரான்கள் மற்றும் ஒரு நேர்மறை பைம்சன் உருவாகிறது. அடிப்படைத் துகள்களின் உருமாற்றத்தின் காலம் பரஸ்பரம் செல்வாக்கு செலுத்தும் சக்தியைப் பொறுத்தது. வலுவான பரஸ்பர தாக்கங்களுடன் தொடர்புடைய அணுசக்தி எதிர்வினைகள் 10-24 - 10-23 வினாடிகளில் நிகழ்கின்றன. ஒரு அடிப்படைத் துகள் உயர் ஆற்றல் துகளாக உருமாறி, ஒளியின் வேகத்திற்கு நெருக்கமான வேகத்தை, 10-13 செ.மீ வரிசையின் பரிமாணங்களைப் பெறும் காலம் இதுவாகும். மின்காந்த பரஸ்பர தாக்கங்களால் ஏற்படும் மாற்றங்கள் 10-21 - 10-19 வினாடிகளில் நிகழ்கின்றன, பலவீனமான பரஸ்பர தாக்கங்களால் ஏற்படும் மாற்றங்கள் (எடுத்துக்காட்டாக, அடிப்படை துகள்களின் சிதைவு செயல்முறை) - 10-10 வினாடிகளில். நுண்ணுயிரிகளில் நிகழும் பல்வேறு மாற்றங்களின் காலம் பரஸ்பர தாக்கங்களை உருவாக்குவது பற்றிய பகுத்தறிவின் பார்வையில் இருந்து அணுகலாம். அடிப்படைத் துகள்களின் பரஸ்பர செல்வாக்கின் அளவு இந்த துகள்களுடன் தொடர்புடைய இயற்பியல் புலங்கள் மூலம் உணரப்படுகிறது. நவீன குவாண்டம் கோட்பாட்டில், ஒரு புலம் என்பது எண்ணிக்கையில் (செக்ஸ் குவாண்டா) மாறும் துகள்களின் அமைப்பாக புரிந்து கொள்ளப்படுகிறது. புலம் மற்றும் பொதுவாக, புல குவாண்டா குறைந்த ஆற்றலுடன் இருக்கும் நிலை வெற்றிடம் எனப்படும். உற்சாக நிலையில் உள்ள வெற்றிடத்தில் உள்ள மின்காந்த புலத்தின் (ஃபோட்டான்கள்) துகள்கள், அவை கொண்டிருக்கும் மற்றும் கார்பஸ்குலர் விஷயத்தில் உள்ளார்ந்த இயந்திர பண்புகளை இழக்கின்றன (எடுத்துக்காட்டாக, இயக்கத்தின் போது உடல் உராய்வை உணராது). வெற்றிடத்தில் எளிய வகையான பொருள் இல்லை, இருப்பினும், இது இருந்தபோதிலும், இது வார்த்தையின் உண்மையான அர்த்தத்தில் வெறுமை அல்ல, எனவே மின்காந்த புலத்தின் வெற்றிட தூண்டுதலின் அளவு எழுகிறது - மின்காந்த பரஸ்பர செல்வாக்கை உணரும் ஃபோட்டான்கள். ஒரு வெற்றிடத்தில், மின்காந்த புலத்துடன் கூடுதலாக, ஈர்ப்பு புலம் உட்பட பிற இயற்பியல் புலங்கள் உள்ளன, அவை ஈர்ப்பு சோதனைகள் என்று அழைக்கப்படுவதில் இதுவரை குறிப்பிடப்படவில்லை. ஒரு குவாண்டம் புலம் என்பது குவாண்டாவின் தொகுப்பாகும், இது இயற்கையில் தனித்தன்மை வாய்ந்தது. எனவே, அடிப்படைத் துகள்களின் பரஸ்பர செல்வாக்கு, அவற்றின் பரஸ்பர மாற்றங்கள், உமிழ்வு மற்றும் ஃபோட்டான்களை உறிஞ்சுதல் ஆகியவை இயற்கையில் தனித்தன்மை வாய்ந்தவை மற்றும் அளவீட்டு சூழ்நிலையில் மட்டுமே நிகழ்கின்றன. இதன் விளைவாக, பின்வரும் கேள்வி எழுகிறது: புலத்தின் தொடர்ச்சி, அதன் தொடர்ச்சி, சரியாக என்ன வெளிப்படுகிறது? குவாண்டம் எலக்ட்ரோடைனமிக்ஸ் மற்றும் குவாண்டம் இயக்கவியல் ஆகிய இரண்டிலும், புல நிலை தெளிவாகக் காணக்கூடிய உண்மையான நிகழ்வுகளால் விவரிக்கப்படவில்லை, மாறாக பரஸ்பர கருத்துடன் தொடர்புடைய அலை செயல்பாட்டால் மட்டுமே விவரிக்கப்படுகிறது. இந்தச் செயல்பாட்டின் மாடுலஸின் சதுரமானது, பரிசீலனையில் உள்ள இயற்பியல் நிகழ்வுகளைக் கவனிக்கும் திறனைக் காட்டுகிறது. குவாண்டம் புலக் கோட்பாட்டின் முக்கிய பிரச்சனை, தொடர்புடைய சமன்பாடுகளில் உள்ள துகள்களின் பல்வேறு வகையான பரஸ்பர தாக்கங்களின் விளக்கமாகும். எலக்ட்ரான்கள், பாசிட்ரான்கள் மற்றும் ஃபோட்டான்களின் பரஸ்பர தாக்கங்களை விவரிக்கும் குவாண்டம் எலக்ட்ரோடைனமிக்ஸில் மட்டுமே இந்த சிக்கல் இதுவரை அதன் தீர்வைக் கண்டறிந்துள்ளது. வலுவான மற்றும் பலவீனமான பரஸ்பர தாக்கங்களுக்கு குவாண்டம் புலக் கோட்பாடு இன்னும் உருவாக்கப்படவில்லை. தற்போது, ​​இந்த வகையான பரஸ்பர செல்வாக்கு கடுமையான முறைகளைப் பயன்படுத்தி விவரிக்கப்படவில்லை. அடிப்படைத் துகள்கள் தொடர்புடைய இயற்பியல் கோட்பாட்டில் இல்லாவிட்டால், அவற்றைப் புரிந்துகொள்வது சாத்தியமில்லை என்று அறியப்பட்டாலும், இந்த கோட்பாடுகளின் கட்டமைப்பால் தீர்மானிக்கப்படும் அவற்றின் கட்டமைப்பைப் புரிந்து கொள்ள முடியாது. எனவே, அடிப்படைத் துகள்களின் கட்டமைப்பின் சிக்கல் இன்னும் முழுமையாக தீர்க்கப்படவில்லை. நவீன இயற்பியல் தற்போது சிக்கலான துகள்களின் இருப்பை நிரூபித்து வருகிறது, அவை துகள்களின் உள் அமைப்பை "தொடக்க" என்று கருதுகின்றன. புரோட்டான் மற்றும் நியூட்ரான், அவற்றில் நிகழும் மெய்நிகர் செயல்முறைகளின் விளைவாக, உள் மாற்றங்களுக்கு உட்படுகின்றன என்பது அறியப்பட்டது. புரோட்டான்களின் கட்டமைப்பை ஆய்வு செய்ய மேற்கொள்ளப்பட்ட சோதனைகளின் விளைவாக, சமீபத்தில் வரை பிரிக்க முடியாத, எளிமையான மற்றும் மிகவும் கட்டமைப்பற்றதாக கருதப்பட்ட புரோட்டான் உண்மையில் ஒரு சிக்கலான துகள் என்று தீர்மானிக்கப்பட்டது. அதன் மையத்தில் "கோர்" என்று அழைக்கப்படும் ஒரு அடர்த்தியான கோர் உள்ளது, அது நேர்மறை பை மீசான்களால் சூழப்பட்டுள்ளது. 1964 ஆம் ஆண்டில் அமெரிக்க விஞ்ஞானி ஹெல்-மேன் மற்றும் ஸ்வீடிஷ் விஞ்ஞானி ஸ்வீக் ஆகியோரால் சுயாதீனமாக முன்வைக்கப்பட்ட குவார்க் கருதுகோள் மூலம் "எலிமெண்டரி" துகள்களின் கட்டமைப்பின் சிக்கலானது நிரூபிக்கப்பட்டது. இந்த கருதுகோளின் படி, வலுவான பரஸ்பர தாக்கங்களால் வகைப்படுத்தப்படும் உறவுகளுடன் கூடிய அடிப்படை துகள்கள் (ஹேட்ரான்கள்: புரோட்டான், நியூட்ரான், ஹைபரான்கள்) குவார்க் துகள்களிலிருந்து உருவாக வேண்டும், அதன் கட்டணம் மூன்றில் ஒரு பங்கு அல்லது மூன்றில் இரண்டு பங்கு எலக்ட்ரான் சார்ஜ் ஆகும். எனவே, துகள்களை உருவாக்கும் குறிக்கப்பட்ட குவார்க்குகளின் மின்சாரம் மற்றும் பேரியன் கட்டணங்கள் பின்ன எண்ணாக வெளிப்படுத்தப்பட வேண்டும் என்று கோட்பாடு காட்டுகிறது. உண்மையில், குவார்க்குகள் எனப்படும் துகள்கள் இன்னும் கண்டுபிடிக்கப்படவில்லை மற்றும் தற்போதைய விஞ்ஞான வளர்ச்சியின் மட்டத்தில் நுண்ணுலகின் அனுமான மக்களாகவே இருக்கின்றன.

முடிவுரை

எனவே, ஒருபுறம், அடிப்படைத் துகள்கள் ஒரு சிறப்பு அமைப்பைக் கொண்டுள்ளன என்பது தெளிவாகிறது, மறுபுறம், இந்த கட்டமைப்பின் தன்மை இன்னும் தெளிவாக இல்லை. மேற்கூறிய தரவுகளிலிருந்து அடிப்படைத் துகள்கள் அடிப்படைத் துகள்கள் அல்ல என்பது தெளிவாகிறது, அவை உள் அமைப்பைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் அவை பிரிக்கப்பட்டு ஒருவருக்கொருவர் மாற்றப்படலாம். இரண்டு கட்டமைப்புகளையும் பற்றி நாம் இன்னும் மிகக் குறைவாகவே அறிந்திருக்கிறோம். எனவே, இன்று, பல உண்மைகளின் அடிப்படையில், அடிப்படைத் துகள்களின் விஷயம் ஒரு புதிய வகை, மிகவும் சிக்கலான துகள்களிலிருந்து (கரு, அணு, மூலக்கூறு) தர ரீதியாக வேறுபட்டது என்று நாம் கூறலாம். அதே நேரத்தில், இந்த வேறுபாடு மிகவும் முக்கியமானது, கருக்கள், அணுக்கள், மூலக்கூறுகள், மேக்ரோஸ்கோபிக் உடல்கள் ("எளிய" மற்றும் "சிக்கலான", "உள் அமைப்பு", "உருவாக்கம்") ஆகியவற்றைப் படிக்கும்போது நாம் பயன்படுத்தும் வகைகளும் வெளிப்பாடுகளும் பயன்படுத்தப்படலாம். அடிப்படை துகள்கள். "எளிய மற்றும் சிக்கலான", "கூறு பாகங்கள்", "கட்டமைப்பு", "முழு" என்ற கருத்துக்கள் பொதுவாக, உறவினர் கருத்துக்கள். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு அணு ஒரு சிக்கலான அமைப்பைக் கொண்டிருந்தாலும், அதன் அமைப்பு அணு மற்றும் மின்னணு அடுக்குகளைக் கொண்டிருந்தாலும், அதன் மூலக்கூறுடன் ஒப்பிடுகையில் இது எளிமையானது. பொருள் அமைப்புகளின் கட்டமைப்புகளின் படிநிலையில், அணுக்கரு, அணு, மூலக்கூறு மற்றும் மேக்ரோஸ்கோபிக் உடல்கள் தாங்களாகவே ஒரு கட்டமைப்பு மட்டத்தை உருவாக்குகின்றன. எனவே, உடலின் கூறுகள், அடுத்த நிலையின் கூறுகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​எளிமையானவை மற்றும் அவற்றின் கூறுகளாக செயல்படுகின்றன. மறுபுறம், குறைந்த மட்டத்தில் அமைந்துள்ள உறுப்புகளுடன் ஒப்பிடும்போது அவை மிகவும் சிக்கலானவை மற்றும் அவற்றின் கூறுகளாக இருக்கின்றன. ஒரு அணுவின் கருவில் தொடங்கி மிகப் பெரிய அளவுகள் வரை உள்ள அனைத்து அமைப்புகளும் இந்த பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன: அவை ஒவ்வொன்றிலும் பரிசீலனையில் உள்ள உடல்களை உருவாக்கும் கட்டமைப்பு கூறுகளை பிரிக்க முடியும் மற்றும் குறைந்த மட்டத்தில் உள்ள உறுப்புகளை விட எளிமையானது. பாகங்கள். அவற்றின் அர்த்தத்தின் அடிப்படையில், ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் பிரிப்பு செயல்முறைகள் ஒன்றே. எடுத்துக்காட்டாக, கொடுக்கப்பட்ட இரசாயனப் பொருளின் மூலக்கூறுகள் ஒரு குறிப்பிட்ட எண்ணிக்கையிலான அணுக்களைக் கொண்டிருக்கின்றன மற்றும் சில நிபந்தனைகளின் கீழ் அவற்றை உடைக்கலாம். இந்த வழக்கில், சிக்கலான முழுமையின் நிறை அதன் ஒவ்வொரு கூறுகளின் வெகுஜனத்தையும் விட அதிகமாக உள்ளது. இந்த கடைசி நிலை அடிப்படை துகள்களுக்கு பொருந்தாது. எனவே, அடிப்படைத் துகள்களின் சிதைவுத் துகள்கள் வகுபடுவதை விட எளிமையானவை அல்ல, ஆனால் துல்லியமான "மாற்றும்" துகள்கள். அவையும் அடிப்படைத் துகள்கள். நவீன கருத்துகளின்படி, சிதைவு பொருட்கள், அவற்றை உருவாக்கும் துகள்களுடன் சேர்ந்து, படிநிலையின் ஒற்றை மட்டத்தில் அமைந்துள்ளன. எடுத்துக்காட்டாக, சில நிபந்தனைகளின் கீழ் ஒரு நியூட்ரான் புரோட்டான், எலக்ட்ரான் மற்றும் ஆன்டிநியூட்ரான் (n0 ®p+ + e- +) என பிரிக்கப்படுகிறது. நியூட்ரான் புரோட்டான், எலக்ட்ரான் மற்றும் ஆன்டிநியூட்ரானை விட சிக்கலானது அல்லது எளிமையானது அல்ல. கூடுதலாக, பிற எதிர்வினைகளின் விளைவாக ஒரு புரோட்டான் மற்றும் எலக்ட்ரான் பெறலாம். எனவே, ஒவ்வொரு அடிப்படைத் துகளின் சாத்தியமும் மற்ற அடிப்படைத் துகள்களின் "கூறு" ஆக இருக்கலாம் என்று நாம் கூறலாம். மறுபுறம், ஒவ்வொரு தொடக்க மட்டத்திலும் முழுமையும் இவ்வளவு பெரிய திரட்சியைக் கொண்டிருக்க வேண்டும் என்பது அவ்வளவு முக்கியமல்ல. இந்த வழக்கில், முழு நிறை அதன் கூறுகளின் வெகுஜனத்தை விட பல மடங்கு குறைவாக இருக்கலாம். எடுத்துக்காட்டாக, பல சந்தர்ப்பங்களில், ஒரு நியுக்லோன் மற்றும் ஆன்டிநியூக்லான் ஒன்றிணைவதன் விளைவாக, ஒரு மீசான் பெறப்படுகிறது, அதன் நிறை அவை இரண்டின் வெகுஜனத்தை விட குறைவாக உள்ளது. ஒரு அடிப்படை துகள் உருவாக்கத்தின் போது, ​​வெளியிடப்பட்ட ஆற்றலை உறிஞ்சும் வெகுஜனத்தால் இந்த ஒழுங்கின்மை விளக்கப்படுகிறது

விளைந்த எதிர்வினை தயாரிப்புகள் அசல் துகள் போலவே இருக்காது. எனவே, அடிப்படைத் துகள்களின் உலகில், "எளிய மற்றும் சிக்கலான", "கூறு", "கட்டமைப்பு", "முழு" ஆகிய கருத்துக்கள் அணு இயற்பியல் மற்றும் கிளாசிக்கல் இயற்பியலை விட முற்றிலும் மாறுபட்ட பொருளைப் பெறுகின்றன. அடிப்படைத் துகள்களின் தனித்தன்மையும் ஆற்றல்மிக்க பரஸ்பர தாக்கங்களில் வெளிப்படுகிறது. மேக்ரோஸ்கோபிக் பொருட்களில் தொடங்கி ஒரு அணுவின் மையக்கருவில் முடிவடையும் வரை, அனைத்து பொருள் அமைப்புகளின் ஆற்றல் இரண்டு கூறுகளிலிருந்து உருவாகிறது: உடலின் நிறை (E=mc2) மற்றும் அதன் கூறுகளின் பிணைப்பு ஆற்றல் ஆகியவற்றுடன் தொடர்புடைய ஒரு சிறப்பு. இந்த வகையான ஆற்றல்கள் ஒருவருக்கொருவர் பிரிக்க முடியாதவை என்றாலும், அவை இயற்கையில் முற்றிலும் வேறுபட்டவை. பொருட்களின் சிறப்பு ஆற்றல் அவற்றின் இணைப்பின் ஆற்றலை விட அதிகமாக உள்ளது; அதை அதன் அனைத்து கூறுகளாக பிரிக்கலாம். எடுத்துக்காட்டாக, வெளிப்புற ஆற்றல் காரணமாக, ஒரு மூலக்கூறை அணுக்களாகப் பிரிக்கலாம் (H2O®H+O+H), ஆனால் இந்த விஷயத்தில் அணுக்களில் குறிப்பிடத்தக்க மாற்றம் ஏற்படாது. அடிப்படைத் துகள்களில் இந்தப் பிரச்சனை வேறு வடிவத்தை எடுக்கிறது. அடிப்படைத் துகள்களின் அனைத்து ஆற்றலும் சிறப்பு மற்றும் பிணைப்பு என பிரிக்கப்படவில்லை. எனவே, அடிப்படைத் துகள்களுக்கு உள் அமைப்பு இல்லை என்ற போதிலும், அவற்றை அவற்றின் கூறுகளாகப் பிரிக்க முடியாது. அடிப்படைத் துகள்கள் அதிகமாகவோ அல்லது குறைவாகவோ மாறாமல் இருக்கும் உள் துகள்களைக் கொண்டிருக்கவில்லை. நவீன கருத்துகளின்படி, அடிப்படைத் துகள்களின் அமைப்பு தொடர்ச்சியாக உருவாக்கப்பட்ட மற்றும் தொடர்ந்து பிரிக்கும் "மெய்நிகர்" துகள்கள் மூலம் விவரிக்கப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, மீசன் அனிஹிலேஷன் (லத்தீன் வார்த்தையான “அன்னிஹிலேஷியோ” - அழிவிலிருந்து) தொடர்ச்சியாக உருவாக்கப்பட்டு பின்னர் மறைந்து வரும் மெய்நிகர் நியூக்ளியோன்கள் மற்றும் மெய்நிகர் ஆன்டிநியூக்ளியோன்களிலிருந்து உருவாகிறது. மெய்நிகர் துகள் என்ற கருத்தின் முறையான முன்னேற்றம், அடிப்படைத் துகள்களின் உள் கட்டமைப்பை மற்ற துகள்கள் மூலம் விவரிக்க முடியாது என்பதைக் காட்டுகிறது. இயற்பியலாளர்களை திருப்திப்படுத்தும் அடிப்படைத் துகள்களின் தோற்றம் மற்றும் அமைப்பு பற்றிய கோட்பாடு இன்னும் உருவாக்கப்படவில்லை. பல முக்கிய விஞ்ஞானிகள் இந்த கோட்பாட்டை அண்ட நிலைமைகளை மட்டுமே கணக்கில் கொண்டு உருவாக்க முடியும் என்ற யோசனைக்கு வந்தனர். சக்தி, மின்காந்த மற்றும் ஈர்ப்பு புலங்களில் உள்ள வெற்றிடத்திலிருந்து அடிப்படைத் துகள்களின் உருவாக்கம் பற்றிய யோசனை குறிப்பிடத்தக்க முக்கியத்துவத்தைப் பெறுகிறது. ஏனெனில் மைக்ரோ, மேக்ரோ மற்றும் மெகா உலகங்களுக்கு இடையிலான உறவு இந்த யோசனையில் மட்டுமே பொதிந்துள்ளது. மெகா உலகில், அடிப்படைத் துகள்களின் கட்டமைப்பு மற்றும் பரஸ்பர மாற்றங்கள் அடிப்படை பரஸ்பர தாக்கங்களால் தீர்மானிக்கப்படுகின்றன. பொருள் உலகின் கட்டமைப்பை போதுமான அளவு விவரிக்க, புதிய கருத்துகளின் ஒரு கருவியை உருவாக்குவது அவசியம் என்பது வெளிப்படையானது.

நூல் பட்டியல்

1. மாகோவெல்ஸ்கி. பண்டைய கிரேக்க அணுவியலாளர்கள். பாகு, 1946.

2. Kudryavtsev. இயற்பியல் வரலாறு பற்றிய பாடநெறி. எம்., கல்வி, 1974, ப.179.

3. இயற்கை அறிவியலின் தத்துவம். எம்., 1966, ப.45; ஈ.எம்.பாலபனோவ். அணுவின் ஆழத்தில், எம்., 1967.

4. தத்துவம் மற்றும் இயற்கை அறிவியல். எம்., 1964, பக். 74-75; எஸ்.டி. மெல்யுகின். புலம் மற்றும் பொருளின் நவீன கருத்துகளின் தத்துவ மதிப்பீட்டை நோக்கி. புத்தகத்தில்: இயங்கியல் பொருள்முதல்வாதம் மற்றும் நவீன இயற்கை அறிவியல், எம்., 1957, ப. 124-127.

5. குஸ்னெட்சோவ் பி. உடல் சிந்தனையின் பாதைகள். எட். "அறிவியல்", எம்., 1968, ப. 296-298

6. Akhizer A.I., Rekalo M.P. அடிப்படைத் துகள்களின் வாழ்க்கை வரலாறு, கியேவ், 1978.

7. Stanyukovich K.P., Lapchinsky V.G. அடிப்படைத் துகள்களின் அமைப்புமுறை.

8. புத்தகத்தில்: துகள்களின் அமைப்புமுறைகள், எம்., 1969, பக். 74-75.

9. பாலபனோவ் ஈ.எம். அணுவிற்குள் ஆழமாக. எம்., 1967, பக். 38-39.

10. நோவோஜிலோவ் யு.வி. அடிப்படைத் துகள்கள். எம்., 1974; ஸ்ப்ரூல் ஆர். நவீன இயற்பியல். எம்., 1974;

11. சோடி எஃப். அணு ஆற்றலின் வரலாறு. எம்., 1979.

12. காட் வி.எஸ். பொருள் உலகின் வற்றாத தன்மை பற்றி. எம்., "அறிவு", 1968, ப.31.

13. Knyazev V.N. நவீன இயற்பியலில் தொடர்பு பற்றிய கருத்துக்கள். எம்.

14. ஸ்வெச்னிகோவ் ஜி.ஏ. பொருளின் முடிவிலி. எம்., 1965, பக். 17-21; ஒமெலியானோவ்ஸ்கி எம்

Allbest.ru இல் வெளியிடப்பட்டது

இதே போன்ற ஆவணங்கள்

அடிப்படை கருத்துக்கள், அடிப்படை துகள்களின் வழிமுறைகள், அவற்றின் உடல் தொடர்புகளின் வகைகள் (ஈர்ப்பு, பலவீனமான, மின்காந்த, அணு). துகள்கள் மற்றும் எதிர் துகள்கள். அடிப்படைத் துகள்களின் வகைப்பாடு: ஃபோட்டான்கள், லெப்டான்கள், ஹாட்ரான்கள் (மீசோன்கள் மற்றும் பேரியான்கள்). குவார்க் கோட்பாடு.

பாடநெறி வேலை, 03/21/2014 சேர்க்கப்பட்டது


அடிப்படைத் துகள்களின் அடிப்படை பண்புகள் மற்றும் வகைப்பாடு. அவற்றுக்கிடையேயான தொடர்புகளின் வகைகள்: வலுவான, மின்காந்த, பலவீனமான மற்றும் ஈர்ப்பு. அணுக்கருக்கள் மற்றும் பண்புகளின் கலவை. குவார்க்குகள் மற்றும் லெப்டான்கள். அடிப்படைத் துகள்களின் முறைகள், பதிவு மற்றும் ஆராய்ச்சி.

பாடநெறி வேலை, 12/08/2010 சேர்க்கப்பட்டது


அடிப்படை உடல் தொடர்புகள். புவியீர்ப்பு. மின்காந்தவியல். பலவீனமான தொடர்பு. இயற்பியலின் ஒற்றுமையின் சிக்கல். அடிப்படை துகள்களின் வகைப்பாடு. துணை அணு துகள்களின் பண்புகள். லெப்டான்கள். ஹாட்ரான்ஸ். துகள்கள் தொடர்புகளின் கேரியர்கள்.

ஆய்வறிக்கை, 02/05/2003 சேர்க்கப்பட்டது


முதல் வகை பொருளின் கட்டமைப்புகள் மற்றும் பண்புகள். இரண்டாவது வகை பொருளின் கட்டமைப்புகள் மற்றும் பண்புகள் (அடிப்படை துகள்கள்). அடிப்படை துகள்களின் சிதைவு, தொடர்பு மற்றும் பிறப்புக்கான வழிமுறைகள். கட்டணத் தடையை அழித்தொழித்தல் மற்றும் செயல்படுத்துதல்.

சுருக்கம், 10/20/2006 சேர்க்கப்பட்டது


அடிப்படைத் துகள்களைக் கவனிப்பதற்கான முறைகளின் சிறப்பியல்புகள். அடிப்படை துகள்களின் கருத்து, அவற்றின் தொடர்புகளின் வகைகள். அணுக்கருக்களின் கலவை மற்றும் அவற்றில் உள்ள நியூக்ளியோன்களின் தொடர்பு. வரையறை, கண்டுபிடிப்பின் வரலாறு மற்றும் கதிரியக்கத்தின் வகைகள். எளிமையான மற்றும் சங்கிலி அணுக்கரு எதிர்வினைகள்.

சுருக்கம், 12/12/2009 சேர்க்கப்பட்டது


அனைத்து அடிப்படை துகள்களின் பண்புகள். அணுக்கருக்களில் புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களுக்கு இடையேயான தொடர்பு. அடிப்படை துகள்களின் வகைப்பாடு. நியூட்ரான் மற்றும் புரோட்டானின் வெகுஜனங்களுக்கு இடையிலான வேறுபாட்டின் அளவு. நியூட்ரான்களின் ஈர்ப்பு தொடர்பு. மியூன் வாழ்நாளின் சோதனை மதிப்பு.

சுருக்கம், 12/20/2011 சேர்க்கப்பட்டது


பிக் பேங்கிற்குப் பிறகு பிரபஞ்சத்தின் வளர்ச்சிக்கான காட்சி. பிரபஞ்சத்தில் உள்ள பொருளின் கட்டமைப்பின் அடிப்படைக் கொள்கையாக அடிப்படைத் துகள்கள் பற்றிய நவீன கருத்துக்கள். அடிப்படை துகள்களின் வகைப்பாடு. நவீன இயற்பியலில் அலை-துகள் இருமை. N. Bohr இன் அணுவின் கோட்பாடு.

சுருக்கம், 05/17/2011 சேர்க்கப்பட்டது


ரதர்ஃபோர்டின் அணுவின் கிரக மாதிரி. அணுக்கருவின் கலவை மற்றும் பண்புகள். கருவின் நிறை மற்றும் பிணைப்பு ஆற்றல். ஒரு கருவில் உள்ள நியூக்ளியோன்களின் ஆற்றல் பிணைப்பு. சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களுக்கு இடையிலான தொடர்பு. பெரிய ஹாட்ரான் மோதல். அடிப்படை துகள் இயற்பியல் கோட்பாட்டின் விதிகள்.

பாடநெறி வேலை, 04/25/2015 சேர்க்கப்பட்டது


ஒரு அடிப்படை துகள் என்பது உள் அமைப்பு இல்லாத ஒரு துகள், அதாவது மற்ற துகள்களைக் கொண்டிருக்கவில்லை. அடிப்படை துகள்கள், அவற்றின் சின்னங்கள் மற்றும் நிறை வகைப்பாடு. வண்ண கட்டணம் மற்றும் பாலி கொள்கை. ஃபெர்மியன்கள் அனைத்துப் பொருளின் அடிப்படைத் துகள்கள், அவற்றின் வகைகள்.

விளக்கக்காட்சி, 05/27/2012 சேர்க்கப்பட்டது


அடிப்படை துகள்களின் வகைப்பாடு. அடிப்படை தொடர்புகள். ரதர்ஃபோர்டின் அணு மாதிரி. ஹைட்ரஜன் அணுவுக்கான போரின் கோட்பாடு. குவாண்டம் இயக்கவியலில் ஹைட்ரஜன் அணு. டி. மெண்டலீவின் காலச் சட்டத்தின் குவாண்டம் மெக்கானிக்கல் ஆதாரம். கதிரியக்கத்தின் கருத்து.

மத்திய மாநில கல்வி நிறுவனம்

உயர் தொழில்முறை கல்வி

"சவுத் ஃபெடரல் யுனிவர்சிட்டி"

பொருளாதார பீடம்

அடிப்படைத் துகள்கள்.

அவற்றின் வகைப்பாடு மற்றும் அடிப்படை பண்புகள்.

நிகழ்த்தினார்

1 ஆம் ஆண்டு மாணவர், 11 ஆம் குழு

பப்லிகோவா எகடெரினா

ரோஸ்டோவ்-ஆன்-டான் - 2009

அறிமுகம். அடிப்படை துகள்களின் உலகம்.

அடிப்படை உடல் தொடர்புகள்.

1. புவியீர்ப்பு.

   மின்காந்த தொடர்பு.

   பலவீனமான தொடர்பு.

   வலுவான தொடர்பு.

அடிப்படை துகள்களின் வகைப்பாடு.

1. துணை அணு துகள்களின் பண்புகள்.

   அடிப்படை துகள்களின் கண்டுபிடிப்பு வரலாறு.

2.5 குவார்க் கோட்பாடு.

2.6 துகள்கள் தொடர்புகளின் கேரியர்கள்.

3. அடிப்படைத் துகள்களின் கோட்பாடுகள்.

3.1 குவாண்டம் எலக்ட்ரோடைனமிக்ஸ்.

3.2 எலக்ட்ரோவீக் தொடர்பு கோட்பாடு.

3.3 குவாண்டம் குரோமோடைனமிக்ஸ்.

3.4 செல்லும் வழியில்... தி கிரேட் யூனிஃபிகேஷன்.

பயன்படுத்திய இலக்கியங்களின் பட்டியல்.

அடிப்படை துகள்களின் உலகம்.

இருபதாம் நூற்றாண்டின் மத்திய மற்றும் இரண்டாம் பாதியில், பொருளின் அடிப்படை கட்டமைப்பைப் படிக்கும் இயற்பியலின் அந்த கிளைகளில் உண்மையிலேயே அற்புதமான முடிவுகள் பெறப்பட்டன. முதலாவதாக, இது புதிய துணை அணுத் துகள்களின் முழு தொகுப்பின் கண்டுபிடிப்பில் வெளிப்பட்டது. அவை பொதுவாக அடிப்படைத் துகள்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, ஆனால் அவை அனைத்தும் உண்மையான அடிப்படைத் துகள்கள் அல்ல. இந்த வார்த்தையின் துல்லியமான அர்த்தத்தில் உள்ள அடிப்படைத் துகள்கள் முதன்மையானது, மேலும் அழியாத துகள்கள் ஆகும், அவற்றில் அனைத்துப் பொருட்களும் இருக்க வேண்டும், ஆனால் அவற்றில் பல, இன்னும் கூடுதலான அடிப்படைத் துகள்களைக் கொண்டிருக்கின்றன.

துணை அணு துகள்களின் உலகம் உண்மையிலேயே வேறுபட்டது. தற்போது, ​​350 க்கும் மேற்பட்ட அடிப்படை துகள்கள் அறியப்படுகின்றன. அணுக்கருக்களை உருவாக்கும் புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள் மற்றும் அணுக்கருக்களை சுற்றும் எலக்ட்ரான்கள் ஆகியவை இதில் அடங்கும். ஆனால் நம்மைச் சுற்றியுள்ள விஷயங்களில் நடைமுறையில் காணப்படாத துகள்களும் உள்ளன. அணுக்கருவுக்கு வெளியே அமைந்துள்ள ஒரு நியூட்ரானின் சராசரி ஆயுட்காலம் 15 நிமிடங்கள் என்றால், அத்தகைய குறுகிய கால துகள்களின் ஆயுட்காலம் மிகக் குறுகியதாக இருந்தால், அது ஒரு நொடியின் மிகச்சிறிய பின்னங்கள் ஆகும். இந்த மிகக் குறுகிய காலத்திற்குப் பிறகு, அவை சாதாரண துகள்களாக சிதைகின்றன. அத்தகைய நிலையற்ற குறுகிய கால துகள்கள் அற்புதமான எண்ணிக்கையில் உள்ளன: அவற்றில் பல நூறு ஏற்கனவே அறியப்பட்டவை. இருப்பினும், ஒரே துகள் பல வழிகளில் வெவ்வேறு அடிப்படைத் துகள்களாக சிதைவடையக்கூடும் என்பதால் மட்டுமே, நிலையற்ற அடிப்படைத் துகள்கள் நிலையானவற்றின் "அடங்கியவை" என்று கருத முடியாது.

ஒவ்வொரு அடிப்படைத் துகள்களும் (முற்றிலும் நடுநிலைத் துகள்களைத் தவிர) அதன் சொந்த துகள்களைக் கொண்டுள்ளன.

இயற்பியலாளர்கள் அணுசக்தி செயல்முறைகளைப் படிக்கும் போது அடிப்படைத் துகள்கள் இருப்பதைக் கண்டுபிடித்தனர், எனவே 20 ஆம் நூற்றாண்டின் நடுப்பகுதி வரை, அடிப்படை துகள் இயற்பியல் அணு இயற்பியலின் ஒரு கிளையாக இருந்தது. தற்போது, ​​அடிப்படை துகள் இயற்பியல் மற்றும் அணுக்கரு இயற்பியல் ஆகியவை இயற்பியலின் நெருங்கிய ஆனால் சுயாதீனமான கிளைகளாகும், இது பல சிக்கல்களின் பொதுவான தன்மை மற்றும் பயன்படுத்தப்படும் ஆராய்ச்சி முறைகளால் ஒன்றுபட்டுள்ளது. அடிப்படை துகள் இயற்பியலின் முக்கிய பணி, அடிப்படை துகள்களின் இயல்பு, பண்புகள் மற்றும் பரஸ்பர மாற்றங்கள் பற்றிய ஆய்வு ஆகும்.

1960கள் மற்றும் 1970களில், இயற்பியலாளர்கள் புதிதாகக் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட துணை அணுத் துகள்களின் எண்ணிக்கை, வகை மற்றும் வினோதத்தால் முற்றிலும் குழப்பமடைந்தனர். அவர்களுக்கு முடிவே இல்லை என்று தோன்றியது. ஏன் இவ்வளவு துகள்கள் உள்ளன என்பது முற்றிலும் தெளிவாக இல்லை. இந்த அடிப்படைத் துகள்கள் குழப்பமான மற்றும் சீரற்ற பொருளின் துண்டுகளா? அல்லது ஒருவேளை அவர்கள் பிரபஞ்சத்தின் கட்டமைப்பைப் புரிந்துகொள்வதற்கான திறவுகோலை வைத்திருக்கிறார்களா? அடுத்தடுத்த தசாப்தங்களில் இயற்பியலின் வளர்ச்சி அத்தகைய அமைப்பு இருப்பதைப் பற்றி எந்த சந்தேகமும் இல்லை என்பதைக் காட்டுகிறது. இருபதாம் நூற்றாண்டின் இறுதியில், இயற்பியல் ஒவ்வொரு அடிப்படைத் துகள்களின் முக்கியத்துவத்தைப் புரிந்துகொள்ளத் தொடங்குகிறது.

துணை அணு துகள்களின் உலகம் ஆழமான மற்றும் பகுத்தறிவு வரிசையால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது. இந்த ஒழுங்கு அடிப்படை உடல் தொடர்புகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது.

1. அடிப்படை உடல் தொடர்புகள்.

அவரது அன்றாட வாழ்க்கையில், ஒரு நபர் தனது உடலில் செயல்படும் பல சக்திகளை எதிர்கொள்கிறார். காற்றின் சக்தி அல்லது நீரின் வரவிருக்கும் ஓட்டம், காற்றழுத்தம், வெடிக்கும் இரசாயனங்களின் சக்திவாய்ந்த வெளியீடு, மனித தசை வலிமை, கனமான பொருட்களின் எடை, ஒளி குவாண்டாவின் அழுத்தம், மின் கட்டணங்களின் ஈர்ப்பு மற்றும் விரட்டல், நில அதிர்வு அலைகள் சில சமயங்களில் பேரழிவை ஏற்படுத்தும், மற்றும் நாகரீகத்தின் மரணத்திற்கு வழிவகுத்த எரிமலை வெடிப்புகள் போன்றவை. சில சக்திகள் உடலுடன் நேரடியாக தொடர்பு கொள்கின்றன, மற்றவை, எடுத்துக்காட்டாக, புவியீர்ப்பு, தொலைவில், விண்வெளி வழியாக செயல்படுகின்றன. ஆனால், கோட்பாட்டு இயற்கை அறிவியலின் வளர்ச்சியின் விளைவாக இது மாறியது, இவ்வளவு பெரிய பன்முகத்தன்மை இருந்தபோதிலும், இயற்கையில் செயல்படும் அனைத்து சக்திகளும் நான்கு அடிப்படை தொடர்புகளாக குறைக்கப்படலாம்: ஈர்ப்பு, மின்காந்த, பலவீனமான மற்றும் வலுவான. இந்த இடைவினைகள்தான் உலகின் அனைத்து மாற்றங்களுக்கும் இறுதியில் காரணமாகின்றன; அவை உடல்கள் மற்றும் செயல்முறைகளின் அனைத்து மாற்றங்களுக்கும் ஆதாரமாக உள்ளன. அடிப்படைத் துகள்கள் பல்வேறு வகையான அடிப்படை இடைவினைகளுக்கு அவற்றின் திறன்களைப் பொறுத்து குழுக்களாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன. அடிப்படை தொடர்புகளின் பண்புகள் பற்றிய ஆய்வு நவீன இயற்பியலின் முக்கிய பணியாகும்.

1.1 புவியீர்ப்பு.

இயற்பியல் வரலாற்றில், புவியீர்ப்பு (ஈர்ப்பு) அறிவியல் ஆராய்ச்சிக்கு உட்பட்ட நான்கு அடிப்படை தொடர்புகளில் முதன்மையானது. 17 ஆம் நூற்றாண்டில் தோன்றிய பிறகு. நியூட்டனின் ஈர்ப்பு கோட்பாடு - உலகளாவிய ஈர்ப்பு விதி - இயற்கையின் சக்தியாக ஈர்ப்பு விசையின் உண்மையான பங்கை முதன்முறையாக உணர முடிந்தது. புவியீர்ப்பு மற்ற அடிப்படை தொடர்புகளிலிருந்து வேறுபடுத்தும் பல அம்சங்களைக் கொண்டுள்ளது.

ஈர்ப்பு விசையின் மிகவும் ஆச்சரியமான அம்சம் அதன் குறைவு தீவிரம். ஹைட்ரஜன் அணுவின் கூறுகளுக்கு இடையேயான ஈர்ப்புத் தொடர்புகளின் அளவு 10n ஆகும், அங்கு n = -39, மின் கட்டணங்களின் தொடர்பு விசையின் அடிப்படையில். ஈர்ப்பு விசை மிகவும் பலவீனமாக இருப்பதால் நாம் அதை உணர்வது ஆச்சரியமாகத் தோன்றலாம். அவள் எப்படி பிரபஞ்சத்தின் ஆதிக்க சக்தியாக மாற முடியும்?

இது ஈர்ப்பு விசையின் இரண்டாவது அற்புதமான அம்சத்தைப் பற்றியது - அதன் உலகளாவிய தன்மை. பிரபஞ்சத்தில் எதுவும் ஈர்ப்பிலிருந்து விடுபடவில்லை. ஒவ்வொரு துகளும் புவியீர்ப்புச் செயலை அனுபவிக்கின்றன மற்றும் அதுவே ஈர்ப்பு விசையின் மூலமாகும். பொருளின் ஒவ்வொரு துகளும் ஈர்ப்பு விசையைச் செலுத்துவதால், பொருளின் பெரிய கொத்துக்கள் உருவாகும்போது ஈர்ப்பு அதிகரிக்கிறது. புவியீர்ப்பு விசையை நாம் அன்றாட வாழ்வில் உணர்கிறோம், ஏனென்றால் பூமியின் அனைத்து அணுக்களும் நம்மை ஈர்க்க ஒன்றாக வேலை செய்கின்றன. ஒரு அணுவின் ஈர்ப்பு ஈர்ப்பின் விளைவு மிகக் குறைவு என்றாலும், அனைத்து அணுக்களிலிருந்தும் ஈர்க்கும் விசை குறிப்பிடத்தக்கதாக இருக்கும்.

ஈர்ப்பு - இயற்கையின் நீண்ட தூர சக்தி. இதன் பொருள், ஈர்ப்பு தொடர்புகளின் தீவிரம் தூரத்துடன் குறைகிறது என்றாலும், அது விண்வெளியில் பரவுகிறது மற்றும் மூலத்திலிருந்து வெகு தொலைவில் உள்ள உடல்களை பாதிக்கலாம். ஒரு வானியல் அளவில், ஈர்ப்பு தொடர்புகள் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. நீண்ட தூர நடவடிக்கைக்கு நன்றி, புவியீர்ப்பு பிரபஞ்சம் வீழ்ச்சியடைவதைத் தடுக்கிறது: இது கோள்களை சுற்றுப்பாதையில் வைத்திருக்கிறது, விண்மீன் திரள்களில் நட்சத்திரங்கள், கொத்துகளில் விண்மீன் திரள்கள், மெட்டாகலக்ஸியில் கொத்துகள்.

துகள்களுக்கு இடையில் செயல்படும் ஈர்ப்பு விசை எப்போதும் ஒரு கவர்ச்சிகரமான விசையாகும்: இது துகள்களை நெருக்கமாகக் கொண்டுவருகிறது. ஈர்ப்பு விலக்கம் இதற்கு முன் எப்போதும் காணப்படவில்லை (அரை-அறிவியல் புராணங்களின் மரபுகளில் லெவிடேஷன் என்று அழைக்கப்படும் ஒரு முழுத் துறையும் உள்ளது - ஈர்ப்பு எதிர்ப்பு "உண்மைகளை" தேடுவது). எந்தவொரு துகளிலும் சேமிக்கப்படும் ஆற்றல் எப்போதும் நேர்மறையாக இருப்பதால் அதற்கு நேர்மறை வெகுஜனத்தைக் கொடுப்பதால், புவியீர்ப்பு செல்வாக்கின் கீழ் உள்ள துகள்கள் எப்போதும் நெருங்கி வருகின்றன.

ஈர்ப்பு என்றால் என்ன, ஒரு குறிப்பிட்ட புலம் அல்லது விண்வெளி நேரத்தின் வளைவின் வெளிப்பாடு - இந்த கேள்விக்கு இன்னும் தெளிவான பதில் இல்லை. இந்த விஷயத்தில் இயற்பியலாளர்களின் வெவ்வேறு கருத்துக்கள் மற்றும் கருத்துக்கள் உள்ளன.

1.2 மின்காந்த தொடர்பு.

ஈர்ப்பு விசைகளை விட மின் விசைகள் மிகப் பெரியவை. பலவீனமான ஈர்ப்பு தொடர்பு போலல்லாமல், சாதாரண அளவிலான உடல்களுக்கு இடையில் செயல்படும் மின் சக்திகளை எளிதாகக் காணலாம். மின்காந்தவியல் என்பது பழங்காலத்திலிருந்தே மக்களுக்குத் தெரியும் (அரோராஸ், மின்னல் ஃப்ளாஷ்கள் போன்றவை).

நீண்ட காலமாக, மின் மற்றும் காந்த செயல்முறைகள் ஒருவருக்கொருவர் சுயாதீனமாக ஆய்வு செய்யப்பட்டன. மின்காந்தவியல் பற்றிய அறிவில் ஒரு தீர்க்கமான படி 19 ஆம் நூற்றாண்டின் நடுப்பகுதியில் ஜே.சி. மேக்ஸ்வெல்லால் செய்யப்பட்டது, அவர் மின்சாரம் மற்றும் காந்தத்தை ஒன்றிணைத்த மின்காந்தவியல் கோட்பாட்டில் - முதல் ஒருங்கிணைந்த புலக் கோட்பாடு.

எலக்ட்ரானின் இருப்பு கடந்த நூற்றாண்டின் 90 களில் உறுதியாக நிறுவப்பட்டது. எந்தவொரு பொருளின் துகள்களின் மின் கட்டணம் எப்போதும் மின்னூட்டத்தின் அடிப்படை அலகு - ஒரு வகையான "அணு" மின்னூட்டத்தின் பல மடங்கு என்று இப்போது அறியப்படுகிறது. இது ஏன் என்பது மிகவும் சுவாரஸ்யமான கேள்வி. இருப்பினும், அனைத்து பொருள் துகள்களும் மின் கட்டணத்தின் கேரியர்கள் அல்ல. எடுத்துக்காட்டாக, ஃபோட்டான் மற்றும் நியூட்ரினோ மின் நடுநிலையானவை. இந்த வகையில், மின்சாரம் ஈர்ப்பு விசையிலிருந்து வேறுபடுகிறது. அனைத்து பொருள் துகள்களும் ஒரு ஈர்ப்பு புலத்தை உருவாக்குகின்றன, அதே நேரத்தில் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்கள் மட்டுமே மின்காந்த புலத்துடன் தொடர்புடையவை. சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களுக்கு இடையிலான மின்காந்த தொடர்புகளின் கேரியர் மின்காந்த புலம் அல்லது புல குவாண்டா - ஃபோட்டான்கள் ஆகும்.

மின் கட்டணங்களைப் போலவும், காந்த துருவங்களைப் போலவும், எதிரெதிர் துருவங்கள் ஈர்க்கின்றன. இருப்பினும், மின் கட்டணங்களைப் போலன்றி, காந்த துருவங்கள் தனித்தனியாக ஏற்படாது, ஆனால் ஜோடிகளாக மட்டுமே - ஒரு வட துருவம் மற்றும் ஒரு தென் துருவம். பழங்காலத்திலிருந்தே, ஒரு காந்தத்தைப் பிரிப்பதன் மூலம், ஒரே ஒரு தனிமைப்படுத்தப்பட்ட காந்த துருவத்தைப் பெறுவதற்கான முயற்சிகள் அறியப்படுகின்றன - ஒரு மோனோபோல். ஆனால் அவை அனைத்தும் தோல்வியில் முடிந்தது. ஒருவேளை இயற்கையில் தனிமைப்படுத்தப்பட்ட காந்த துருவங்களின் இருப்பு விலக்கப்பட்டதா? இந்த கேள்விக்கு இன்னும் உறுதியான பதில் இல்லை. சில கோட்பாட்டு கருத்துக்கள் ஒரு ஏகபோகத்தின் சாத்தியத்தை அனுமதிக்கின்றன.

மின் மற்றும் ஈர்ப்பு தொடர்புகளைப் போலவே, காந்த துருவங்களின் தொடர்பு தலைகீழ் சதுர விதிக்குக் கீழ்ப்படிகிறது. இதன் விளைவாக, மின்சாரம் மற்றும் காந்த சக்திகள் "நீண்ட தூரம்" ஆகும், மேலும் அவற்றின் விளைவு மூலத்திலிருந்து அதிக தொலைவில் உணரப்படுகிறது. இதனால், பூமியின் காந்தப்புலம் விண்வெளி வரை நீண்டுள்ளது. சூரியனின் சக்திவாய்ந்த காந்தப்புலம் முழு சூரிய குடும்பத்தையும் நிரப்புகிறது. விண்மீன் காந்தப்புலங்களும் உள்ளன.

மின்காந்த தொடர்பு அணுக்களின் கட்டமைப்பை தீர்மானிக்கிறது மற்றும் பெரும்பாலான உடல் மற்றும் வேதியியல் நிகழ்வுகள் மற்றும் செயல்முறைகளுக்கு பொறுப்பாகும். மின்காந்த தொடர்பு மின்காந்த அலைகளின் உமிழ்வுக்கும் வழிவகுக்கிறது.

1.3 பலவீனமான தொடர்பு.

பலவீனமான தொடர்பு இருப்பதை அடையாளம் காண இயற்பியல் மெதுவாக நகர்ந்தது. பலவீனமான விசையானது துகள் சிதைவுகளுக்கு பொறுப்பாகும், எனவே அதன் வெளிப்பாடு கதிரியக்கத்தின் கண்டுபிடிப்பு மற்றும் பீட்டா சிதைவு பற்றிய ஆய்வு ஆகியவற்றை எதிர்கொண்டது.

பீட்டா சிதைவு மிகவும் விசித்திரமான அம்சத்தை வெளிப்படுத்தியுள்ளது. இந்த சிதைவு இயற்பியலின் அடிப்படை விதிகளில் ஒன்றான ஆற்றல் பாதுகாப்பு விதியை மீறுகிறது என்ற முடிவுக்கு ஆராய்ச்சி வழிவகுத்தது. இந்தச் சிதைவில் ஆற்றலின் பகுதி எங்கோ மறைந்துவிட்டதாகத் தோன்றியது. ஆற்றல் பாதுகாப்பு விதியை "சேமிப்பதற்காக", டபிள்யூ. பாலி, எலக்ட்ரானுடன் சேர்ந்து, பீட்டா சிதைவின் போது, ​​மற்றொரு துகள் வெளியே பறக்கிறது என்று பரிந்துரைத்தார். இது நடுநிலையானது மற்றும் வழக்கத்திற்கு மாறாக அதிக ஊடுருவக்கூடிய திறனைக் கொண்டுள்ளது, இதன் விளைவாக அதை கவனிக்க முடியவில்லை. இ.ஃபெர்மி கண்ணுக்குத் தெரியாத துகளை "நியூட்ரினோ" என்று அழைத்தார்.

நியூட்ரினோ (இத்தாலிய நியூட்ரினோ, நியூட்ரானின் சிறுமை - நியூட்ரான்), சுழல் 1/2 மற்றும் பூஜ்ஜிய நிறை கொண்ட நிலையான சார்ஜ் செய்யப்படாத அடிப்படைத் துகள். நியூட்ரினோக்கள் லெப்டான்கள் என வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. அவை பலவீனமான மற்றும் புவியீர்ப்பு தொடர்புகளில் மட்டுமே பங்கேற்கின்றன, எனவே பொருளுடன் மிகவும் பலவீனமாக தொடர்பு கொள்கின்றன. எலக்ட்ரான் நியூட்ரினோக்கள் எப்பொழுதும் எலக்ட்ரான் அல்லது பாசிட்ரானுடன் இணைக்கப்படுகின்றன, மியூவானுடன் இணைக்கப்பட்ட மியூன் நியூட்ரினோக்கள் மற்றும் கனமான லெப்டானுடன் தொடர்புடைய டவ் நியூட்ரினோக்கள் உள்ளன. ஒவ்வொரு வகை நியூட்ரினோவிற்கும் அதன் சொந்த துகள்கள் உள்ளன, இது நியூட்ரினோக்களிலிருந்து தொடர்புடைய லெப்டான் சார்ஜ் மற்றும் ஹெலிசிட்டியின் அடையாளத்தில் வேறுபடுகிறது: நியூட்ரினோக்கள் இடது கை ஹெலிசிட்டி (சுழல் துகள் இயக்கத்திற்கு எதிராக இயக்கப்படுகிறது), மற்றும் ஆன்டிநியூட்ரினோக்கள் வலது கை ஹெலிசிட்டி ( சுழல் இயக்கத்தின் திசையில் உள்ளது).

ஆனால் நியூட்ரினோவின் கணிப்பு மற்றும் கண்டறிதல் பிரச்சனையின் ஆரம்பம், அதன் உருவாக்கம் மட்டுமே. நியூட்ரினோக்களின் தன்மையை விளக்குவது அவசியம், ஆனால் இங்கே நிறைய மர்மங்கள் இருந்தன. உண்மை என்னவென்றால், எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் நியூட்ரினோக்கள் இரண்டும் நிலையற்ற அணுக்கருக்களால் வெளியிடப்பட்டன. ஆனால் அணுக்கருக்களுக்குள் அத்தகைய துகள்கள் இல்லை என்பது மறுக்கமுடியாமல் நிரூபிக்கப்பட்டது. அவை எப்படி எழுந்தன? எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் நியூட்ரினோக்கள் அணுக்கருவில் "தயாரான வடிவத்தில்" இல்லை, ஆனால் எப்படியாவது கதிரியக்க கருவின் ஆற்றலில் இருந்து உருவாகின்றன என்று பரிந்துரைக்கப்பட்டது. அணுக்கருவில் சேர்க்கப்பட்ட நியூட்ரான்கள், சில நிமிடங்களுக்குப் பிறகு, புரோட்டான், எலக்ட்ரான் மற்றும் நியூட்ரினோவாக சிதைந்து, அவற்றின் சொந்த சாதனங்களுக்கு விடப்பட்டதாக மேலும் ஆராய்ச்சி காட்டுகிறது, அதாவது. ஒரு துகளுக்கு பதிலாக, மூன்று புதியது தோன்றும். அறியப்பட்ட சக்திகள் அத்தகைய சிதைவை ஏற்படுத்த முடியாது என்ற முடிவுக்கு பகுப்பாய்வு வழிவகுத்தது. இது வேறு சில அறியப்படாத சக்தியால் உருவாக்கப்பட்டது. இந்த விசை சில பலவீனமான தொடர்புகளுக்கு ஒத்ததாக ஆராய்ச்சி காட்டுகிறது.

இது மின்காந்தத்தை விட மிகவும் பலவீனமானது, இருப்பினும் ஈர்ப்பு விசையை விட வலிமையானது. இது மிகக் குறுகிய தூரத்தில் பரவுகிறது. பலவீனமான தொடர்புகளின் ஆரம் மிகவும் சிறியது மற்றும் சுமார் 2*10^(-16) செ.மீ. பலவீனமான தொடர்பு மூலத்திலிருந்து குறைந்தபட்ச தூரத்தில் நின்றுவிடுகிறது, எனவே மேக்ரோஸ்கோபிக் பொருட்களை பாதிக்க முடியாது, ஆனால் தனிப்பட்ட துணை அணு துகள்களுக்கு மட்டுமே. ஃபோட்டான் தவிர அனைத்து அடிப்படை துகள்களும் பலவீனமான தொடர்புகளில் பங்கேற்கின்றன. அடிப்படைத் துகள்களின் சிதைவுகள், பொருளுடன் நியூட்ரினோக்களின் தொடர்பு போன்றவற்றை இது தீர்மானிக்கிறது. பலவீனமான தொடர்பு சமநிலை, விசித்திரம் மற்றும் "வசீகரம்" ஆகியவற்றின் மீறலால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது. பலவீனமான மற்றும் மின்காந்த தொடர்புகளின் ஒரு ஒருங்கிணைந்த கோட்பாடு 60 களின் பிற்பகுதியில் எஸ். வெயின்பெர்க், எஸ். கிளாஷோ மற்றும் ஏ. சலாம் ஆகியோரால் உருவாக்கப்பட்டது. இது நான்கு துகள்களின் பரிமாற்றத்தின் மூலம் மேற்கொள்ளப்படும் குவார்க்குகள் மற்றும் லெப்டான்களின் தொடர்புகளை விவரிக்கிறது: நிறை இல்லாத ஃபோட்டான்கள் (மின்காந்த தொடர்பு) மற்றும் கனரக இடைநிலை வெக்டர் போஸான்கள் - துகள்கள் W+, W- மற்றும் Z°, இவை பலவீனமான தொடர்புகளின் கேரியர்கள் (பரிசோதனை மூலம் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது 1983). இந்த ஒற்றைத் தொடர்பு எலக்ட்ரோவீக் என்று அழைக்கப்படுகிறது. மேக்ஸ்வெல்லின் மின்காந்த புலத்தின் கோட்பாட்டிலிருந்து, இந்த கோட்பாட்டின் உருவாக்கம் இயற்பியலின் ஒற்றுமையை நோக்கிய மிகப்பெரிய படியாகும்.

1.4 வலுவான தொடர்பு.

அடிப்படை தொடர்புகளின் தொடரில் கடைசியாக வலுவான தொடர்பு உள்ளது, இது மிகப்பெரிய ஆற்றலின் ஆதாரமாகும். வலுவான சக்தியால் வெளியிடப்படும் ஆற்றலின் மிகவும் பொதுவான உதாரணம் நமது சூரியன். சூரியன் மற்றும் நட்சத்திரங்களின் ஆழத்தில், ஒரு குறிப்பிட்ட நேரத்திலிருந்து தொடங்கி, வலுவான தொடர்புகளால் ஏற்படும் தெர்மோநியூக்ளியர் எதிர்வினைகள் தொடர்ந்து நிகழ்கின்றன. ஆனால் மனிதன் வலுவான தொடர்புகளை வெளியிட கற்றுக்கொண்டான்: ஒரு ஹைட்ரஜன் குண்டு உருவாக்கப்பட்டது, கட்டுப்படுத்தப்பட்ட தெர்மோநியூக்ளியர் எதிர்வினைகளுக்கான தொழில்நுட்பங்கள் வடிவமைக்கப்பட்டு மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளன.

அணுக்கருவின் கட்டமைப்பைப் பற்றிய ஆய்வின் போது இயற்பியல் வலுவான தொடர்பு இருப்பதைப் பற்றிய யோசனைக்கு வந்தது. சில சக்திகள் அணுக்கருவில் புரோட்டான்களை வைத்திருக்க வேண்டும், அவை மின்னியல் விலக்கத்தின் செல்வாக்கின் கீழ் சிதறாமல் தடுக்கின்றன. இதற்கு ஈர்ப்பு மிகவும் பலவீனமானது; வெளிப்படையாக, சில புதிய தொடர்பு தேவைப்படுகிறது, மேலும், மின்காந்தத்தை விட வலிமையானது. அதை தொடர்ந்து கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. வலுவான தொடர்பு அதன் அளவு மற்ற அனைத்து அடிப்படை தொடர்புகளை கணிசமாக மீறுகிறது என்றாலும், அது கருவுக்கு வெளியே உணரப்படவில்லை. புதிய சக்தியின் செயல்பாட்டின் ஆரம் மிகவும் சிறியதாக மாறியது. 10^(-15) மீட்டருக்கும் அதிகமான ஒரு புரோட்டான் அல்லது நியூட்ரான் தொலைவில் வலுவான விசை கூர்மையாக குறைகிறது.

கூடுதலாக, எல்லா துகள்களும் வலுவான தொடர்புகளை அனுபவிப்பதில்லை என்று மாறியது. இது புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களால் அனுபவிக்கப்படுகிறது, ஆனால் எலக்ட்ரான்கள், நியூட்ரினோக்கள் மற்றும் ஃபோட்டான்கள் இதற்கு உட்பட்டவை அல்ல. இதன் பொருள் ஹட்ரான்கள் மட்டுமே வலுவான தொடர்புகளில் பங்கேற்கின்றன.

வலுவான தொடர்பு மின்காந்த இடைவினையை சுமார் 100 மடங்கு மீறுகிறது. வலுவான தொடர்புகளின் தன்மை பற்றிய தத்துவார்த்த விளக்கம் உருவாக்க கடினமாக உள்ளது. 60 களின் முற்பகுதியில் குவார்க் மாதிரி முன்மொழியப்பட்டபோது ஒரு திருப்புமுனை ஏற்பட்டது. இந்த கோட்பாட்டில், நியூட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்கள் அடிப்படைத் துகள்களாகக் கருதப்படாமல், குவார்க்குகளிலிருந்து கட்டப்பட்ட கலப்பு அமைப்புகளாகக் கருதப்படுகின்றன. வலுவான தொடர்புகளின் நவீன கோட்பாடு குவாண்டம் குரோமோடைனமிக்ஸ் ஆகும்.

எனவே, அடிப்படை உடல் தொடர்புகளில் நீண்ட தூர மற்றும் குறுகிய தூர சக்திகளுக்கு இடையிலான வேறுபாடு தெளிவாகத் தெரியும். ஒருபுறம், வரம்பற்ற வரம்பில் (ஈர்ப்பு, மின்காந்தவியல்) இடைவினைகள் உள்ளன, மறுபுறம், குறுகிய வரம்பில் (வலுவான மற்றும் பலவீனமான) தொடர்புகள் உள்ளன. இயற்பியல் கூறுகளின் உலகம் முழுவதுமாக இந்த இரண்டு துருவமுனைப்புகளின் ஒற்றுமையில் வெளிப்படுகிறது மற்றும் மைக்ரோவேர்ல்ட் மற்றும் பிரபஞ்சம் முழுவதிலும் உள்ள மிக சிறிய மற்றும் மிகப் பெரிய - குறுகிய தூர நடவடிக்கை மற்றும் நீண்ட தூர நடவடிக்கை ஆகியவற்றின் ஒற்றுமையின் உருவகமாகும்.

1.5 இயற்பியலின் ஒற்றுமையின் சிக்கல்.

அறிவு என்பது யதார்த்தத்தின் பொதுமைப்படுத்தல் ஆகும், எனவே அறிவியலின் குறிக்கோள் இயற்கையில் ஒற்றுமைக்கான தேடலாகும், அறிவின் வேறுபட்ட துண்டுகளை ஒரே படத்தில் இணைக்கிறது. ஒரு ஒருங்கிணைந்த அமைப்பை உருவாக்க, அறிவின் பல்வேறு கிளைகள், சில அடிப்படை உறவுகளுக்கு இடையே இணைக்கும் இணைப்பைத் திறக்க வேண்டியது அவசியம். அத்தகைய தொடர்புகள் மற்றும் உறவுகளைத் தேடுவது அறிவியல் ஆராய்ச்சியின் முக்கிய பணிகளில் ஒன்றாகும். இதுபோன்ற புதிய இணைப்புகளை நிறுவ முடிந்த போதெல்லாம், சுற்றியுள்ள உலகத்தைப் பற்றிய புரிதல் கணிசமாக ஆழமடைகிறது, முன்னர் அறியப்படாத நிகழ்வுகளுக்கு வழி காட்டும் புதிய அறியும் வழிகள் உருவாகின்றன.

இயற்கையின் பல்வேறு பகுதிகளுக்கு இடையே ஆழமான தொடர்புகளை ஏற்படுத்துவது அறிவின் தொகுப்பு மற்றும் புதிய, தடமறியப்படாத சாலைகளில் அறிவியல் ஆராய்ச்சிக்கு வழிகாட்டும் முறையாகும். நிலப்பரப்பு நிலைமைகளின் கீழ் உடல்களை ஈர்ப்பதற்கும் கிரகங்களின் இயக்கத்திற்கும் இடையிலான தொடர்பை நியூட்டனின் கண்டுபிடிப்பு கிளாசிக்கல் மெக்கானிக்ஸின் பிறப்பைக் குறித்தது, அதன் அடிப்படையில் நவீன நாகரிகத்தின் தொழில்நுட்ப அடிப்படை கட்டப்பட்டுள்ளது. வாயுவின் வெப்ப இயக்கவியல் பண்புகள் மற்றும் மூலக்கூறுகளின் குழப்பமான இயக்கம் ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான தொடர்பை நிறுவுவது, பொருளின் அணு-மூலக்கூறு கோட்பாட்டை ஒரு திடமான அடிப்படையில் வைக்கிறது. கடந்த நூற்றாண்டின் நடுப்பகுதியில், மேக்ஸ்வெல் ஒரு ஒருங்கிணைந்த மின்காந்தக் கோட்பாட்டை உருவாக்கினார், இது மின் மற்றும் காந்த நிகழ்வுகளை உள்ளடக்கியது. பின்னர், இருபதாம் நூற்றாண்டின் 20 களில், ஐன்ஸ்டீன் ஒரே கோட்பாட்டில் மின்காந்தம் மற்றும் புவியீர்ப்பு ஆகியவற்றை இணைக்க முயற்சித்தார்.

ஆனால் இருபதாம் நூற்றாண்டின் நடுப்பகுதியில், இயற்பியலின் நிலைமை தீவிரமாக மாறிவிட்டது: இரண்டு புதிய அடிப்படை தொடர்புகள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன - வலுவான மற்றும் பலவீனமான, அதாவது. ஒரு ஒருங்கிணைந்த இயற்பியலை உருவாக்கும் போது, ​​இரண்டு அல்ல, நான்கு அடிப்படை தொடர்புகளை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ள வேண்டும். இது இப்பிரச்சினைக்கு விரைவான தீர்வு கிடைக்கும் என எதிர்பார்த்தவர்களின் ஆவேசத்தை சற்று குளிர்வித்தது. ஆனால் இந்த யோசனை தீவிரமாக கேள்விக்குள்ளாக்கப்படவில்லை, மேலும் ஒரு விளக்கத்தின் யோசனைக்கான உற்சாகம் நீங்கவில்லை.

நான்கு (அல்லது குறைந்தது மூன்று) இடைவினைகளும் ஒரே இயல்பின் நிகழ்வுகளை பிரதிநிதித்துவப்படுத்துகின்றன மற்றும் அவற்றின் ஒருங்கிணைந்த கோட்பாட்டு விளக்கம் கண்டுபிடிக்கப்பட வேண்டும் என்ற கருத்து உள்ளது. ஒரு அடிப்படையான தொடர்புகளின் அடிப்படையில் இயற்பியல் கூறுகளின் உலகின் ஒருங்கிணைந்த கோட்பாட்டை உருவாக்கும் வாய்ப்பு மிகவும் கவர்ச்சிகரமானதாக உள்ளது. இது இருபதாம் நூற்றாண்டின் இயற்பியலாளர்களின் முக்கிய கனவு. ஆனால் நீண்ட காலமாக அது ஒரு கனவாகவும், மிகவும் தெளிவற்ற ஒன்றாகவும் இருந்தது.

இருப்பினும், இருபதாம் நூற்றாண்டின் இரண்டாம் பாதியில், இந்த கனவை நனவாக்குவதற்கான முன்நிபந்தனைகள் மற்றும் இது தொலைதூர எதிர்காலத்தின் ஒரு விஷயம் அல்ல என்ற நம்பிக்கை தோன்றியது. அது விரைவில் நிஜமாகிவிடும் என்று தெரிகிறது. 60-70 களில் குவார்க்குகளின் கோட்பாட்டை முதலில் உருவாக்குவதன் மூலம் ஒரு ஒருங்கிணைந்த கோட்பாட்டை நோக்கி ஒரு தீர்க்கமான படி செய்யப்பட்டது, பின்னர் எலக்ட்ரோவீக் தொடர்பு கோட்பாட்டை உருவாக்கியது. முன்னெப்போதையும் விட சக்திவாய்ந்த மற்றும் ஆழமான ஐக்கியத்தின் வாசலில் நாம் இருக்கிறோம் என்று நம்புவதற்கு காரணம் இருக்கிறது. அனைத்து அடிப்படை தொடர்புகளின் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட கோட்பாட்டின் வரையறைகள் - கிராண்ட் யூனிஃபிகேஷன் - வெளிவரத் தொடங்குகின்றன என்று இயற்பியலாளர்களிடையே வளர்ந்து வரும் நம்பிக்கை உள்ளது.

2. அடிப்படைத் துகள்களின் வகைப்பாடு.

2.1 துணை அணு துகள்களின் பண்புகள்.

பத்தொன்பதாம் மற்றும் இருபதாம் நூற்றாண்டுகளின் தொடக்கத்தில், பொருளின் பண்புகளின் மிகச்சிறிய கேரியர்களின் கண்டுபிடிப்பு - மூலக்கூறுகள் மற்றும் அணுக்கள் - மற்றும் மூலக்கூறுகள் அணுக்களிலிருந்து கட்டப்பட்டவை என்ற உண்மையை நிறுவுதல், முதன்முறையாக அறியப்பட்ட அனைத்து பொருட்களையும் விவரிக்க முடிந்தது. ஒரு வரையறுக்கப்பட்ட கலவையாக, பெரியதாக இருந்தாலும், கட்டமைப்பு கூறுகளின் எண்ணிக்கை - அணுக்கள். தொகுதி அணுக்களின் இருப்பை மேலும் அடையாளம் காணுதல் - எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் கருக்கள், கருக்களின் சிக்கலான தன்மையை நிறுவுதல், இது இரண்டு வகையான துகள்களிலிருந்து (புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள்) மட்டுமே கட்டப்பட்டது. , பொருளின் பண்புகளை உருவாக்கும் தனித்துவமான தனிமங்களின் எண்ணிக்கையை கணிசமாகக் குறைத்தது. மேலே உள்ள வரையறையின் அர்த்தத்தில் அடிப்படையான துகள்கள் உள்ளன என்று உறுதியாகக் கூற முடியாது. எடுத்துக்காட்டாக, புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள், நீண்ட காலமாக அடிப்படையாகக் கருதப்பட்டன, அது மாறியது போல், ஒரு சிக்கலான அமைப்பு உள்ளது. பொருளின் கட்டமைப்பு கூறுகளின் வரிசையானது அடிப்படையில் எல்லையற்றது என்ற சாத்தியத்தை நிராகரிக்க முடியாது. பொருளின் ஆய்வின் சில கட்டத்தில் "அடங்கியவை..." என்ற அறிக்கை உள்ளடக்கம் இல்லாததாக மாறிவிடும். இந்த வழக்கில், மேலே கொடுக்கப்பட்ட "தொடக்க" வரையறை கைவிடப்பட வேண்டும். அடிப்படை (துணை அணு) துகள்களின் இருப்பு ஒரு வகையான அனுமானமாகும், மேலும் அதன் செல்லுபடியை சோதிப்பது இயற்பியலின் மிக முக்கியமான பணிகளில் ஒன்றாகும்.

துணை அணு துகள்களின் பண்புகள் நிறை, மின் கட்டணம், சுழல் (உள்ளார்ந்த கோண உந்தம்), துகள் ஆயுட்காலம், காந்த கணம், இடஞ்சார்ந்த சமநிலை, மின்சுமை சமநிலை, லெப்டான் கட்டணம், பேரியன் சார்ஜ், விசித்திரம், "வசீகரம்" போன்றவை.

ஒரு துகளின் நிறை பற்றி அவர்கள் பேசும்போது, ​​​​அதன் ஓய்வு நிறை என்று அர்த்தம், ஏனெனில் இந்த நிறை இயக்கத்தின் நிலையைப் பொறுத்தது அல்ல. பூஜ்ஜிய ஓய்வு நிறை கொண்ட ஒரு துகள் ஒளியின் வேகத்தில் (ஃபோட்டான்) நகரும். எந்த இரண்டு துகள்களுக்கும் ஒரே நிறை இல்லை. எலக்ட்ரான் என்பது பூஜ்ஜியமற்ற ஓய்வு நிறை கொண்ட லேசான துகள் ஆகும். புரோட்டானும் நியூட்ரானும் எலக்ட்ரானை விட கிட்டத்தட்ட 2000 மடங்கு கனமானவை. மேலும் அறியப்பட்ட மிகவும் கனமான அடிப்படைத் துகள் (Z - துகள்) ஒரு எலக்ட்ரானின் நிறை 200,000 மடங்கு அதிகமாக உள்ளது.

மின் கட்டணம் மிகவும் குறுகிய வரம்பில் மாறுபடும் மற்றும் எப்போதும் மின்னூட்டத்தின் அடிப்படை அலகு - எலக்ட்ரானின் கட்டணம் (-1) இன் பல மடங்கு ஆகும். ஃபோட்டான் மற்றும் நியூட்ரினோ போன்ற சில துகள்களுக்கு மின்சுமை இல்லை.

ஒரு துகளின் முக்கியமான பண்பு சுழல். இது கிளாசிக்கல் அனலாக் இல்லை, நிச்சயமாக, ஒரு நுண்ணிய பொருளின் "உள் சிக்கலை" குறிக்கிறது. உண்மை, சில நேரங்களில் அவர்கள் அதன் அச்சில் சுழலும் ஒரு பொருளின் மாதிரியை ஸ்பின் என்ற கருத்துடன் ஒப்பிட முயற்சிக்கிறார்கள் (“சுழல்” என்ற வார்த்தையே “சுழல்” என்று மொழிபெயர்க்கப்பட்டுள்ளது). இந்த மாதிரி காட்சியானது, ஆனால் தவறானது. எந்தவொரு சந்தர்ப்பத்திலும், அதை உண்மையில் எடுத்துக்கொள்ள முடியாது. இலக்கியத்தில் காணப்படும் "சுழலும் நுண்ணுயிர்" என்ற சொல் நுண்ணிய பொருளின் சுழற்சியைக் குறிக்காது, ஆனால் ஒரு குறிப்பிட்ட உள் கோண உந்தம் மட்டுமே உள்ளது. இந்த தருணம் கிளாசிக்கல் கோண உந்தமாக மாறுவதற்கு (இதனால் பொருள் உண்மையில் சுழலத் தொடங்கும்), நிபந்தனையை பூர்த்தி செய்ய வேண்டியது அவசியம் >> 1 (ஒன்றுக்கு மேல்). இருப்பினும், இந்த நிபந்தனை ஒருபோதும் பூர்த்தி செய்யப்படவில்லை. சுழல் எப்போதும் சில அடிப்படை அலகுகளின் பெருக்கமாகும், இது ½ ஆக தேர்ந்தெடுக்கப்படுகிறது. ஒரே வகையான அனைத்து துகள்களும் ஒரே மாதிரியான சுழற்சியைக் கொண்டுள்ளன. பொதுவாக, துகள் சுழல்கள் பிளாங்கின் மாறிலி ћ அலகுகளில் அளவிடப்படுகின்றன. இது ஒரு முழு எண் (0, 1, 2,...) அல்லது அரை முழு எண் (1/2, 3/2,...) ஆக இருக்கலாம். எனவே, ஒரு புரோட்டான், நியூட்ரான் மற்றும் எலக்ட்ரான் ஆகியவை S இன் சுழற்சியைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் ஒரு ஃபோட்டானின் சுழல் 1 க்கு சமம். 0, 3/2, 2 சுழல் கொண்ட துகள்கள் அறியப்படுகின்றன சுழற்சியின் எந்த கோணத்திலும். ஸ்பின் 1 கொண்ட துகள்கள் 360° முழு சுழற்சிக்குப் பிறகு அதே வடிவத்தை எடுக்கும். ஸ்பின் 1/2 கொண்ட ஒரு துகள் 720° சுழற்சிக்குப் பிறகு அதன் முந்தைய தோற்றத்தைப் பெறுகிறது. சுழல் 2 கொண்ட ஒரு துகள் அரை திருப்பத்திற்குப் பிறகு (180°) அதன் முந்தைய நிலைக்குத் திரும்புகிறது. 2 க்கும் அதிகமான சுழல் கொண்ட துகள்கள் கண்டறியப்படவில்லை, ஒருவேளை அவை இல்லை. ஒரு நுண்ணிய பொருளின் சுழற்சியை அறிந்துகொள்வது, அதன் சொந்த வகையான குழுவில் அதன் நடத்தையின் தன்மையை தீர்மானிக்க அனுமதிக்கிறது (வேறுவிதமாகக் கூறினால், இது நுண்ணிய பொருளின் புள்ளிவிவர பண்புகளை தீர்மானிக்க அனுமதிக்கிறது). அவற்றின் புள்ளிவிவர பண்புகளின்படி, இயற்கையில் உள்ள அனைத்து நுண்ணுயிரிகளும் இரண்டு குழுக்களாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன: முழு எண் சுழலுடன் கூடிய நுண்ணுயிர் பொருள்களின் குழு மற்றும் அரை-முழு சுழல் கொண்ட நுண் பொருள்களின் குழு.

முதல் குழுவின் நுண்பொருள்கள் வரம்பற்ற எண்ணிக்கையில் அதே மாநிலத்தை "மக்கள்தொகை" செய்யும் திறன் கொண்டவை, மேலும் இந்த நிலை "மக்கள்தொகை" எவ்வளவு வலுவாக உள்ளது, அந்த எண்ணிக்கை அதிகமாகும். இத்தகைய நுண்ணிய பொருள்கள் போஸ்-ஐன்ஸ்டீன் புள்ளிவிவரங்களுக்குக் கீழ்ப்படிவதாகக் கூறப்படுகிறது. சுருக்கமாக, அவை வெறுமனே போசான்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. இரண்டாவது குழுவின் நுண்பொருட்கள் மாநிலங்களை ஒன்றன் பின் ஒன்றாக மட்டுமே "பிரபலப்படுத்த" முடியும். கேள்விக்குரிய மாநிலம் ஆக்கிரமிக்கப்பட்டிருந்தால், இந்த வகை எந்த நுண்ணிய பொருளும் அதில் நுழைய முடியாது. இத்தகைய நுண்ணிய பொருள்கள் ஃபெர்மி-டிராக் புள்ளிவிவரங்களுக்குக் கீழ்ப்படிவதாகக் கூறப்படுகிறது, மேலும் அவை சுருக்கமாக ஃபெர்மியன்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. அடிப்படைத் துகள்களில், போசான்களில் ஃபோட்டான்கள் மற்றும் மீசான்கள் அடங்கும், மேலும் ஃபெர்மியன்களில் லெப்டான்கள் (குறிப்பாக எலக்ட்ரான்கள்), நியூக்ளியோன்கள் மற்றும் ஹைபரான்கள் ஆகியவை அடங்கும்.

துகள்கள் அவற்றின் வாழ்நாளால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த அளவுகோலின் அடிப்படையில், துகள்கள் நிலையான மற்றும் நிலையற்றதாக பிரிக்கப்படுகின்றன. நிலையான துகள்கள் எலக்ட்ரான், புரோட்டான், ஃபோட்டான் மற்றும் நியூட்ரினோ. ஒரு அணுவின் கருவில் இருக்கும்போது ஒரு நியூட்ரான் நிலையானது, ஆனால் ஒரு இலவச நியூட்ரான் சுமார் 15 நிமிடங்களில் சிதைகிறது. அறியப்பட்ட மற்ற அனைத்து துகள்களும் நிலையற்றவை, அவற்றின் வாழ்நாள் சில மைக்ரோ விநாடிகள் முதல் 10n வினாடிகள் வரை இருக்கும் (இங்கு n = -23). இதன் பொருள், இந்த நேரம் காலாவதியாகும் போது, ​​அவை தன்னிச்சையாக, வெளிப்புற தாக்கங்கள் இல்லாமல், சிதைந்து, மற்ற துகள்களாக மாறும். உதாரணமாக, ஒரு நியூட்ரான் தன்னிச்சையாக புரோட்டான், எலக்ட்ரான் மற்றும் எலக்ட்ரான் ஆன்டிநியூட்ரினோவாக சிதைகிறது. ஒரு குறிப்பிட்ட நியூட்ரானின் குறிப்பிடப்பட்ட சிதைவு எப்போது நிகழும் என்பதை துல்லியமாக கணிக்க இயலாது, ஏனெனில் ஒவ்வொரு குறிப்பிட்ட சிதைவு நிகழ்வும் சீரற்றது. ஒவ்வொரு நிலையற்ற அடிப்படைத் துகளும் அதன் சொந்த வாழ்நாளால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. குறுகிய ஆயுட்காலம், துகள் சிதைவின் நிகழ்தகவு அதிகமாகும். உறுதியற்ற தன்மை அடிப்படைத் துகள்களில் மட்டுமல்ல, மற்ற நுண் பொருள்களிலும் இயல்பாகவே உள்ளது. கதிரியக்கத்தின் நிகழ்வு (ஒரு இரசாயன தனிமத்தின் ஐசோடோப்புகளை மற்றொன்றின் ஐசோடோப்புகளாக தன்னிச்சையாக மாற்றுவது, துகள்களின் உமிழ்வுடன் சேர்ந்து) அணுக்கருக்கள் நிலையற்றதாக இருக்கும் என்பதைக் காட்டுகிறது. உற்சாகமான நிலைகளில் உள்ள அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகளும் நிலையற்றதாக மாறிவிடும்: அவை தன்னிச்சையாக தரையில் அல்லது குறைவான உற்சாகமான நிலைக்குச் செல்கின்றன.

உறுதியற்ற தன்மை, நிகழ்தகவுச் சட்டங்களால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, சுழலின் இருப்புடன், நுண்ணிய பொருட்களில் உள்ளார்ந்த இரண்டாவது மிகவும் குறிப்பிட்ட சொத்து. இது ஒரு நுண்ணிய பொருளின் ஒரு குறிப்பிட்ட "உள் சிக்கலான" அறிகுறியாகவும் கருதப்படலாம்.

இருப்பினும், உறுதியற்ற தன்மை என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட பொருளாகும், ஆனால் எந்த வகையிலும் ஒரு நுண்ணிய பொருளின் சொத்து. நிலையற்றவற்றுடன், பல நிலையான நுண்ணிய பொருள்களும் உள்ளன: ஃபோட்டான், எலக்ட்ரான், புரோட்டான், நியூட்ரினோ, நிலையான அணுக்கருக்கள், அத்துடன் தரை நிலையில் உள்ள அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகள்.

லெப்டான் சார்ஜ் (லெப்டான் எண்) என்பது லெப்டான்களின் உள் பண்பு. இது எல் என்ற எழுத்தால் குறிக்கப்படுகிறது. லெப்டான்களுக்கு இது +1, மற்றும் ஆன்டிலெப்டான்களுக்கு -1. உள்ளன: எலக்ட்ரானிக் லெப்டான் சார்ஜ், இது எலக்ட்ரான்கள், பாசிட்ரான்கள், எலக்ட்ரான் நியூட்ரினோக்கள் மற்றும் ஆன்டிநியூட்ரினோக்களால் மட்டுமே உள்ளது; மியூயோனிக் லெப்டான் சார்ஜ், இது மியூவான்கள் மற்றும் மியூன் நியூட்ரினோக்கள் மற்றும் ஆன்டிநியூட்ரினோக்களால் மட்டுமே உள்ளது; கனமான லெப்டான்கள் மற்றும் அவற்றின் நியூட்ரினோக்களின் லெப்டான் சார்ஜ். ஒவ்வொரு வகையின் லெப்டான் மின்னூட்டத்தின் இயற்கணிதத் தொகை அனைத்து இடைவினைகளிலும் மிக அதிக துல்லியத்துடன் பாதுகாக்கப்படுகிறது.

பேரியன் சார்ஜ் (பேரியன் எண்) என்பது பேரியன்களின் உள் பண்புகளில் ஒன்றாகும். B என்ற எழுத்தால் குறிக்கப்படுகிறது. அனைத்து பேரியன்களும் B = +1, மற்றும் அவற்றின் எதிர் துகள்கள் B = -1 (மற்ற அடிப்படைத் துகள்களுக்கு B = 0) கொண்டிருக்கும். துகள்களின் அமைப்பில் சேர்க்கப்பட்டுள்ள பேரியன் கட்டணங்களின் இயற்கணிதத் தொகை அனைத்து இடைவினைகளின் கீழும் பாதுகாக்கப்படுகிறது.

விசித்திரம் என்பது ஒரு முழு எண் (பூஜ்ஜியம், நேர்மறை அல்லது எதிர்மறை) குவாண்டம் எண், இது ஹாட்ரான்களை வகைப்படுத்துகிறது. துகள்கள் மற்றும் எதிர் துகள்களின் விசித்திரம் குறிக்கு எதிரே உள்ளது. 0 க்கு சமமான S கொண்ட ஹேட்ரான்கள் விசித்திரமானவை என்று அழைக்கப்படுகின்றன. வலுவான மற்றும் மின்காந்த தொடர்புகளில் விசித்திரம் பாதுகாக்கப்படுகிறது, ஆனால் பலவீனமான தொடர்புகளில் மீறப்படுகிறது.

"வசீகரம்" (வசீகரம்) என்பது ஹாட்ரான்களை (அல்லது குவார்க்குகள்) வகைப்படுத்தும் குவாண்டம் எண். இது வலுவான மற்றும் மின்காந்த தொடர்புகளில் பாதுகாக்கப்படுகிறது, ஆனால் பலவீனமான தொடர்புகளால் மீறப்படுகிறது. பூஜ்ஜியமற்ற கவர்ச்சி மதிப்பு கொண்ட துகள்கள் "வசீகரம்" துகள்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

காந்தம் என்பது அணு, அணுக்கரு மற்றும் அடிப்படைத் துகள்களின் இயற்பியலில் காந்தத் தருணத்தை அளவிடும் அலகு ஆகும். ஒரு அணுவில் எலக்ட்ரான்களின் சுற்றுப்பாதை இயக்கம் மற்றும் அவற்றின் சுழல் ஆகியவற்றால் ஏற்படும் காந்த தருணம், போர் காந்தங்களில் அளவிடப்படுகிறது. நியூக்ளியோன்கள் மற்றும் கருக்களின் காந்த கணம் அணு காந்தங்களில் அளவிடப்படுகிறது.

சமநிலை என்பது துணை அணுத் துகள்களின் மற்றொரு பண்பு. சமநிலை என்பது ஒரு குவாண்டம் எண்ணாகும், இது ஒரு இயற்பியல் அமைப்பின் அலைச் செயல்பாட்டின் சமச்சீர் தன்மையை அல்லது சில தனித்துவமான மாற்றங்களின் கீழ் ஒரு அடிப்படை துகள்: அத்தகைய மாற்றத்தின் போது செயல்பாடு அடையாளத்தை மாற்றவில்லை என்றால், சமநிலை நேர்மறையாக இருக்கும்; அவ்வாறு செய்தால், பின்னர் சமநிலை எதிர்மறையானது. முற்றிலும் நடுநிலையான துகள்களுக்கு (அல்லது அமைப்புகள்) அவற்றின் எதிர் துகள்களுக்கு ஒத்ததாக இருக்கும், இடஞ்சார்ந்த சமநிலைக்கு கூடுதலாக, ஒருவர் சார்ஜ் சமத்துவம் மற்றும் ஒருங்கிணைந்த சமநிலையின் கருத்துகளை அறிமுகப்படுத்தலாம் (மற்ற துகள்களுக்கு, அவற்றை எதிர் துகள்களால் மாற்றுவது அலை செயல்பாட்டையே மாற்றுகிறது).

இடஞ்சார்ந்த சமநிலை என்பது ஒரு குவாண்டம் இயந்திர பண்பு ஆகும், இது கண்ணாடி பிரதிபலிப்பு (இடஞ்சார்ந்த தலைகீழ்) போது அடிப்படை துகள்கள் அல்லது அவற்றின் அமைப்புகளின் சமச்சீர் பண்புகளை பிரதிபலிக்கிறது. இந்த சமநிலை P என்ற எழுத்தால் குறிக்கப்படுகிறது மற்றும் பலவீனமானவை தவிர அனைத்து தொடர்புகளிலும் பாதுகாக்கப்படுகிறது.

கட்டணம் சமநிலை - ஒரு முழுமையான நடுநிலை அடிப்படை துகள் அல்லது அமைப்பின் சமநிலை, சார்ஜ் இணைப்பின் செயல்பாட்டுடன் தொடர்புடையது. பலவீனமானவை தவிர அனைத்து தொடர்புகளிலும் கட்டண சமநிலை பாதுகாக்கப்படுகிறது.

ஒருங்கிணைந்த சமநிலை என்பது ஒருங்கிணைந்த தலைகீழுடன் தொடர்புடைய முற்றிலும் நடுநிலை துகள் (அல்லது அமைப்பு) சமநிலை ஆகும். பலவீனமான தொடர்புகளால் ஏற்படும் நீண்டகால நடுநிலை K மீசோனின் சிதைவுகளைத் தவிர, அனைத்து தொடர்புகளிலும் ஒருங்கிணைந்த சமநிலை பாதுகாக்கப்படுகிறது (இந்த ஒருங்கிணைந்த சமநிலை மீறலுக்கான காரணம் இன்னும் தெளிவுபடுத்தப்படவில்லை).

2.2 அடிப்படை துகள்களின் கண்டுபிடிப்பு வரலாறு.

உலகம் அடிப்படைத் துகள்களால் ஆனது என்ற கருத்துக்கு நீண்ட வரலாறு உண்டு. முதன்முறையாக, சுற்றியுள்ள அனைத்து பொருட்களையும் உருவாக்கும் மிகச்சிறிய கண்ணுக்கு தெரியாத துகள்களின் இருப்பு பற்றிய யோசனை கிமு 400 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு கிரேக்க தத்துவஞானி டெமோக்ரிட்டஸால் வெளிப்படுத்தப்பட்டது. அவர் இந்த துகள்களை அணுக்கள், அதாவது பிரிக்க முடியாத துகள்கள் என்று அழைத்தார். விஞ்ஞானம் 19 ஆம் நூற்றாண்டின் தொடக்கத்தில் அணுக்களின் கருத்தைப் பயன்படுத்தத் தொடங்கியது, இதன் அடிப்படையில் பல இரசாயன நிகழ்வுகளை விளக்க முடிந்தது. 19 ஆம் நூற்றாண்டின் 30 களில், எம். ஃபாரடே உருவாக்கிய மின்னாற்பகுப்புக் கோட்பாட்டில், ஒரு அயனியின் கருத்து தோன்றியது மற்றும் அடிப்படை கட்டணம் அளவிடப்பட்டது. ஆனால் 19 ஆம் நூற்றாண்டின் நடுப்பகுதியில் இருந்து, அணுக்களின் பிரிக்க முடியாத யோசனையின் மீது சந்தேகத்தை ஏற்படுத்தும் சோதனை உண்மைகள் தோன்றத் தொடங்கின. இந்த சோதனைகளின் முடிவுகள், அணுக்கள் ஒரு சிக்கலான அமைப்பைக் கொண்டிருப்பதாகவும், அவை மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களைக் கொண்டிருப்பதாகவும் தெரிவித்தன. 1896 இல் கதிரியக்கத்தின் நிகழ்வைக் கண்டுபிடித்த பிரெஞ்சு இயற்பியலாளர் ஹென்றி பெக்கரல் இதை உறுதிப்படுத்தினார்.

இதைத் தொடர்ந்து 1897 இல் ஆங்கில இயற்பியலாளர் தாம்சன் முதல் அடிப்படைத் துகளைக் கண்டுபிடித்தார். எலக்ட்ரான்தான் இறுதியாக ஒரு உண்மையான இயற்பியல் பொருளின் நிலையைப் பெற்றது மற்றும் மனித வரலாற்றில் அறியப்பட்ட முதல் அடிப்படை துகள் ஆனது. அதன் நிறை ஹைட்ரஜன் அணுவின் வெகுஜனத்தை விட தோராயமாக 2000 மடங்கு குறைவாக உள்ளது மற்றும் சமம்:

மீ = 9.11*10^(-31) கிலோ.

ஒரு எலக்ட்ரானின் எதிர்மறை மின் கட்டணம் அடிப்படை என்று அழைக்கப்படுகிறது மற்றும் இது சமம்:

e = 0.60*10^(-19) Cl.

அணு நிறமாலையின் பகுப்பாய்வு எலக்ட்ரான் சுழல் 1/2 க்கு சமம் என்றும், அதன் காந்த தருணம் ஒரு போர் காந்தத்திற்கு சமம் என்றும் காட்டுகிறது. எலக்ட்ரான்கள் ஃபெர்மி புள்ளிவிவரங்களுக்குக் கீழ்ப்படிகின்றன, ஏனெனில் அவை அரை முழு எண் சுழற்சியைக் கொண்டுள்ளன. இது அணுக்களின் அமைப்பு மற்றும் உலோகங்களில் எலக்ட்ரான்களின் நடத்தை பற்றிய சோதனை தரவுகளுடன் ஒத்துப்போகிறது. எலக்ட்ரான்கள் மின்காந்த, பலவீனமான மற்றும் ஈர்ப்பு தொடர்புகளில் பங்கேற்கின்றன.

இரண்டாவது கண்டுபிடிக்கப்பட்ட அடிப்படைத் துகள் புரோட்டான் (கிரேக்க புரோட்டோஸிலிருந்து - முதல்). இந்த அடிப்படை துகள் 1919 இல் ரதர்ஃபோர்ட் என்பவரால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது, பல்வேறு இரசாயன கூறுகளின் அணுக்கருக்களின் பிளவு தயாரிப்புகளை ஆய்வு செய்யும் போது. உண்மையில், ஒரு புரோட்டான் என்பது ஹைட்ரஜனின் லேசான ஐசோடோப்பின் அணுவின் கரு ஆகும் - புரோட்டியம். புரோட்டான் சுழல் 1/2 ஆகும். ஒரு புரோட்டானில் நேர்மறை அடிப்படை மின்னூட்டம் +e உள்ளது. அதன் நிறை:

மீ = 1.67*10^(-27) கிலோ.

அல்லது தோராயமாக 1836 எலக்ட்ரான் நிறைகள். புரோட்டான்கள் இரசாயன உறுப்புகளின் அனைத்து அணுக்களின் கருக்களின் ஒரு பகுதியாகும். இதற்குப் பிறகு, 1911 ஆம் ஆண்டில், ரதர்ஃபோர்ட் அணுவின் கோள் மாதிரியை முன்மொழிந்தார், இது அணுக்களின் கலவை பற்றிய மேலும் ஆராய்ச்சியில் விஞ்ஞானிகளுக்கு உதவியது.

1932 ஆம் ஆண்டில், ஜே. சாட்விக் மூன்றாவது அடிப்படைத் துகளான நியூட்ரானைக் கண்டுபிடித்தார் (லத்தீன் நியூட்டரில் இருந்து - ஒன்று அல்லது மற்றொன்று அல்ல), இது மின் கட்டணம் இல்லாதது மற்றும் எலக்ட்ரானின் நிறை தோராயமாக 1839 மடங்கு கொண்டது. நியூட்ரான் சுழலும் 1/2 ஆகும்.

ஒரு மின்காந்த புலத்தின் ஒரு துகள் இருப்பதைப் பற்றிய முடிவு - ஒரு ஃபோட்டான் - எம். பிளாங்க் (1900) வேலையிலிருந்து உருவாகிறது. முற்றிலும் கருப்பான உடலிலிருந்து வரும் மின்காந்தக் கதிர்வீச்சின் ஆற்றல் அளவிடப்பட்டதாகக் கருதி (அதாவது, குவாண்டாவைக் கொண்டுள்ளது), பிளாங்க் கதிர்வீச்சு நிறமாலைக்கான சரியான சூத்திரத்தைப் பெற்றார். பிளாங்கின் யோசனையை உருவாக்கி, ஏ. ஐன்ஸ்டீன் (1905) மின்காந்த கதிர்வீச்சு (ஒளி) உண்மையில் தனிப்பட்ட குவாண்டாவின் (ஃபோட்டான்) ஓட்டம் என்று முன்வைத்தார், மேலும் இந்த அடிப்படையில் ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் விதிகளை விளக்கினார். ஃபோட்டான் இருப்பதற்கான நேரடி சோதனை ஆதாரம் 1912 - 1915 இல் ஆர். மில்லிகன் மற்றும் 1922 இல் ஏ. காம்ப்டன் ஆகியோரால் வழங்கப்பட்டது.

நியூட்ரினோவின் கண்டுபிடிப்பு, பொருளுடன் அரிதாகவே தொடர்பு கொள்ளாத ஒரு துகள், 1930 இல் டபிள்யூ. பாலியின் கோட்பாட்டு யூகத்திற்கு முந்தையது, இது அத்தகைய ஒரு துகள் பிறந்தது என்ற அனுமானத்தின் காரணமாக, பாதுகாப்புச் சட்டத்தில் உள்ள சிரமங்களை அகற்றுவதை சாத்தியமாக்கியது. கதிரியக்க கருக்களின் பீட்டா சிதைவு செயல்முறைகளில் ஆற்றல். நியூட்ரினோக்களின் இருப்பு 1953 இல் F. ரெய்ன்ஸ் மற்றும் கே. கோவன் ஆகியோரால் மட்டுமே சோதனை ரீதியாக உறுதிப்படுத்தப்பட்டது.

ஆனால் விஷயம் வெறும் துகள்களை விட அதிகமாக உள்ளது. எதிர் துகள்களும் உள்ளன - அதே நிறை, சுழல், ஆயுட்காலம் மற்றும் அவற்றின் "இரட்டைகள்" - துகள்கள் போன்ற வேறு சில உள் குணாதிசயங்களைக் கொண்ட அடிப்படைத் துகள்கள், ஆனால் மின் கட்டணம் மற்றும் காந்த தருணம், பேரியன் சார்ஜ், லெப்டான் சார்ஜ், வினோதம் ஆகியவற்றின் அறிகுறிகளில் உள்ள துகள்களிலிருந்து வேறுபடுகின்றன. மற்றும் பல. அனைத்து அடிப்படைத் துகள்களும், முற்றிலும் நடுநிலையானவை தவிர, அவற்றின் சொந்த எதிர் துகள்களைக் கொண்டுள்ளன.

முதலில் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட எதிர் துகள் பாசிட்ரான் (லத்தீன் பாசிடிவஸிலிருந்து - நேர்மறை) - எலக்ட்ரானின் நிறை கொண்ட ஒரு துகள், ஆனால் நேர்மறை மின் கட்டணம். 1932 ஆம் ஆண்டில் அமெரிக்க இயற்பியலாளர் கார்ல் டேவிட் ஆண்டர்சனால் காஸ்மிக் கதிர்களில் இந்த எதிர் துகள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. சுவாரஸ்யமாக, பாசிட்ரானின் இருப்பு ஆங்கில இயற்பியலாளர் பால் டிராக்கால் கோட்பாட்டளவில் கணிக்கப்பட்டது, சோதனை கண்டுபிடிப்புக்கு கிட்டத்தட்ட ஒரு வருடம் முன்பு. மேலும், அழித்தல் (மறைவு) மற்றும் எலக்ட்ரான்-பாசிட்ரான் ஜோடியின் பிறப்பு என்று அழைக்கப்படும் செயல்முறைகளை டிராக் கணித்தார். ஒரு ஜோடியின் அழிவு என்பது ஒரு துகள் எதிர் துகள்களுடன் மோதும்போது ஏற்படும் அடிப்படைத் துகள்களின் மாற்றங்களின் வகைகளில் ஒன்றாகும். அழிவின் போது, ​​ஒரு துகள் மற்றும் எதிர் துகள் மறைந்து, மற்ற துகள்களாக மாறும், அவற்றின் எண்ணிக்கை மற்றும் வகை பாதுகாப்பு சட்டங்களால் வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது. அழிவின் தலைகீழ் செயல்முறை ஒரு ஜோடியின் பிறப்பு. பாசிட்ரான் நிலையானது, ஆனால் பொருளில் அது எலக்ட்ரான்களுடன் அழிப்பதால் மிகக் குறுகிய காலத்திற்கு உள்ளது. ஒரு எலக்ட்ரான் மற்றும் ஒரு பாசிட்ரான் அழிவு என்பது அவை சந்திக்கும் போது, ​​அவை மறைந்து, மாறுகின்றன γ- குவாண்டா (ஃபோட்டான்கள்). மற்றும் ஒரு மோதலில் γ- எந்தவொரு பாரிய அணுக்கருவுடன் குவாண்டம் நிகழும்போது, ​​எலக்ட்ரான்-பாசிட்ரான் ஜோடி பிறக்கிறது.

1955 ஆம் ஆண்டில், மற்றொரு எதிர் துகள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது - ஆன்டிபுரோட்டான், மற்றும் சிறிது நேரம் கழித்து - ஆன்டிநியூட்ரான். நியூட்ரானைப் போன்ற ஒரு ஆன்டிநியூட்ரானுக்கு மின் கட்டணம் இல்லை, ஆனால் இது சந்தேகத்திற்கு இடமின்றி ஆன்டிபார்ட்டிகல்களுக்கு சொந்தமானது, ஏனெனில் இது அழிவு மற்றும் நியூட்ரான்-ஆன்டிநியூட்ரான் ஜோடியின் பிறப்பு ஆகியவற்றில் பங்கேற்கிறது.

எதிர் துகள்களைப் பெறுவதற்கான சாத்தியம் விஞ்ஞானிகளை எதிர்ப்பொருளை உருவாக்கும் யோசனைக்கு இட்டுச் சென்றது. ஆண்டிமேட்டர் அணுக்கள் இந்த வழியில் உருவாக்கப்பட வேண்டும்: அணுவின் மையத்தில் எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கரு உள்ளது, இதில் ஆன்டிபுரோட்டான்கள் மற்றும் ஆன்டிநியூட்ரான்கள் உள்ளன, மேலும் நேர்மறை கட்டணம் கொண்ட பாசிட்ரான்கள் கருவைச் சுற்றி வருகின்றன. பொதுவாக, அணுவும் நடுநிலையாக மாறிவிடும். இந்த யோசனை புத்திசாலித்தனமான சோதனை உறுதிப்படுத்தலைப் பெற்றது. 1969 ஆம் ஆண்டில், செர்புகோவ் நகரில் ஒரு புரோட்டான் முடுக்கியில், சோவியத் இயற்பியலாளர்கள் ஆன்டிஹீலியம் அணுக்களின் கருவைப் பெற்றனர். 2002 ஆம் ஆண்டில், ஜெனிவாவில் உள்ள CERN முடுக்கியில் 50,000 ஆன்டிஹைட்ரஜன் அணுக்கள் உற்பத்தி செய்யப்பட்டன. ஆனால், இது இருந்தபோதிலும், பிரபஞ்சத்தில் ஆன்டிமேட்டரின் குவிப்புகள் இன்னும் கண்டுபிடிக்கப்படவில்லை. எந்தவொரு பொருளுடனும் ஆண்டிமேட்டரின் சிறிதளவு தொடர்புகளில், அவற்றின் அழிவு நிகழும் என்பதும் தெளிவாகிறது, இது அணுக்கருக்களின் ஆற்றலை விட பல மடங்கு பெரிய ஆற்றலுடன் இருக்கும், இது மக்களுக்கும் சுற்றுச்சூழலுக்கும் மிகவும் பாதுகாப்பற்றது. .

தற்போது, ​​அறியப்பட்ட அனைத்து அடிப்படைத் துகள்களின் எதிர் துகள்கள் சோதனை முறையில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளன.

அடிப்படைத் துகள்களின் இயற்பியலில் ஒரு முக்கிய பங்கு பாதுகாப்பு விதிகளால் செய்யப்படுகிறது, இது அமைப்பின் ஆரம்ப மற்றும் இறுதி நிலையை வகைப்படுத்தும் சில அளவுகளின் கலவைகளுக்கு இடையில் சமத்துவத்தை நிறுவுகிறது. குவாண்டம் இயற்பியலில் பாதுகாப்பு விதிகளின் ஆயுதக் களஞ்சியம் கிளாசிக்கல் இயற்பியலை விட பெரியது. இது பல்வேறு சமநிலைகள் (இடஞ்சார்ந்த, கட்டணம்), கட்டணங்கள் (லெப்டோனிக், பேரியன், முதலியன), ஒன்று அல்லது மற்றொரு வகை தொடர்புகளின் சிறப்பியல்புகளின் உள் சமச்சீர்களின் பாதுகாப்பு சட்டங்களால் நிரப்பப்பட்டது.

தனிப்பட்ட துணை அணுத் துகள்களின் குணாதிசயங்களை தனிமைப்படுத்துவது முக்கியமானது, ஆனால் அவற்றின் உலகத்தைப் புரிந்துகொள்வதற்கான ஆரம்ப நிலை மட்டுமே. அடுத்த கட்டத்தில், ஒவ்வொரு துகளின் பங்கு என்ன, பொருளின் கட்டமைப்பில் அதன் செயல்பாடுகள் என்ன என்பதை நாம் இன்னும் புரிந்து கொள்ள வேண்டும்.

இயற்பியலாளர்கள், முதலில், ஒரு துகள்களின் பண்புகள் வலுவான தொடர்புகளில் பங்கேற்கும் திறன் (அல்லது இயலாமை) மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகின்றன என்பதைக் கண்டறிந்துள்ளனர். வலுவான தொடர்புகளில் பங்கேற்கும் துகள்கள் ஒரு சிறப்பு வகுப்பை உருவாக்குகின்றன மற்றும் அவை ஹாட்ரான்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. பலவீனமான தொடர்புகளில் பங்கேற்கும் மற்றும் வலுவான தொடர்புகளில் பங்கேற்காத துகள்கள் லெப்டான்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. கூடுதலாக, தொடர்புகளைக் கொண்டு செல்லும் துகள்கள் உள்ளன.

2.3 லெப்டான்கள்.

லெப்டான்கள் உண்மையான அடிப்படைத் துகள்களாகக் கருதப்படுகின்றன. லெப்டான்களுக்கு மின் கட்டணம் இருக்கலாம் அல்லது இல்லாவிட்டாலும், அவை அனைத்தும் 1/2 சுழற்சியைக் கொண்டுள்ளன. லெப்டான்களில், மிகவும் பிரபலமானது எலக்ட்ரான். கண்டுபிடிக்கப்பட்ட அடிப்படைத் துகள்களில் எலக்ட்ரான் முதன்மையானது. மற்ற எல்லா லெப்டான்களையும் போலவே, எலக்ட்ரானும் ஒரு அடிப்படை (சொல்லின் சரியான பொருளில்) பொருளாகத் தோன்றுகிறது. அறியப்பட்ட வரை, எலக்ட்ரான் வேறு எந்த துகள்களையும் கொண்டிருக்கவில்லை.

மற்றொரு நன்கு அறியப்பட்ட லெப்டான் நியூட்ரினோ ஆகும். நியூட்ரினோக்கள் பிரபஞ்சம் முழுவதும் மிகவும் பொதுவான துகள்கள். பிரபஞ்சத்தை ஒரு எல்லையற்ற நியூட்ரினோ கடல் என்று கற்பனை செய்யலாம், இதில் அணுக்களின் வடிவத்தில் தீவுகள் எப்போதாவது காணப்படுகின்றன. ஆனால் நியூட்ரினோக்கள் இவ்வளவு அதிகமாக இருந்தாலும், அவற்றைப் படிப்பது மிகவும் கடினம். நாம் ஏற்கனவே குறிப்பிட்டுள்ளபடி, நியூட்ரினோக்கள் கிட்டத்தட்ட மழுப்பலானவை. வலுவான அல்லது மின்காந்த தொடர்புகளில் பங்கேற்காமல், அவை இல்லாதது போல் பொருள் வழியாக ஊடுருவுகின்றன. நியூட்ரினோக்கள் ஒருவித "பௌதிக உலகின் பேய்கள்".

மியூயன்கள் இயற்கையில் மிகவும் பரவலாக உள்ளன, இது காஸ்மிக் கதிர்வீச்சின் குறிப்பிடத்தக்க பகுதியைக் கொண்டுள்ளது. பல விதங்களில், மியூவான் எலக்ட்ரானை ஒத்திருக்கிறது: அது அதே மின்னூட்டம் மற்றும் சுழற்சியைக் கொண்டுள்ளது, அந்த தொடர்புகளில் பங்கேற்கிறது, ஆனால் ஒரு பெரிய நிறை (சுமார் 207 எலக்ட்ரான் வெகுஜனங்கள்) மற்றும் நிலையற்றது. ஒரு வினாடியில் இரண்டு மில்லியனில் ஒரு பங்கு மியூவான் ஒரு எலக்ட்ரானாகவும் இரண்டு நியூட்ரினோக்களாகவும் சிதைகிறது. 1970 களின் பிற்பகுதியில், மூன்றாவது சார்ஜ் செய்யப்பட்ட லெப்டான் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது, இது டவ் லெப்டான் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இது மிகவும் கனமான துகள். இதன் நிறை சுமார் 3500 எலக்ட்ரான் நிறைகள். ஆனால் மற்ற எல்லா விஷயங்களிலும் அது எலக்ட்ரான் மற்றும் மியூயான் போல செயல்படுகிறது.

60 களில், லெப்டான்களின் பட்டியல் கணிசமாக விரிவடைந்தது. எலக்ட்ரான் நியூட்ரினோக்கள், மியூன் நியூட்ரினோக்கள் மற்றும் டவ் நியூட்ரினோக்கள் என பல வகையான நியூட்ரினோக்கள் இருப்பது கண்டறியப்பட்டது. ஆக, நியூட்ரினோ வகைகளின் மொத்த எண்ணிக்கை மூன்று, லெப்டான்களின் மொத்த எண்ணிக்கை ஆறு. நிச்சயமாக, ஒவ்வொரு லெப்டானுக்கும் அதன் சொந்த துகள்கள் உள்ளன; இவ்வாறு வெவ்வேறு லெப்டான்களின் மொத்த எண்ணிக்கை பன்னிரண்டு ஆகும். நடுநிலை லெப்டான்கள் பலவீனமான தொடர்புகளில் மட்டுமே பங்கேற்கின்றன; சார்ஜ் - பலவீனமான மற்றும் மின்காந்தத்தில். அனைத்து லெப்டான்களும் ஈர்ப்பு விசை தொடர்புகளில் பங்கேற்கின்றன, ஆனால் அவை வலிமையானவை அல்ல.

2.4 ஹாட்ரான்ஸ்.

ஒரு டஜன் லெப்டான்கள் இருந்தால், நூற்றுக்கணக்கான ஹாட்ரான்கள் உள்ளன. ஹாட்ரான்களின் எண்ணிக்கையானது ஹட்ரான்கள் அடிப்படைத் துகள்கள் அல்ல, ஆனால் சிறிய துகள்களிலிருந்து கட்டப்பட்டவை என்று கூறுகின்றன. அனைத்து ஹாட்ரான்களும் இரண்டு வகைகளில் காணப்படுகின்றன - மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட மற்றும் நடுநிலை. ஹாட்ரான்களில், மிகவும் பிரபலமான மற்றும் பரவலானவை நியூட்ரான் மற்றும் புரோட்டான் ஆகும், அவை நியூக்ளியோன்களின் வகுப்பைச் சேர்ந்தவை. மீதமுள்ள ஹாட்ரான்கள் குறுகிய காலம் மற்றும் விரைவாக சிதைந்துவிடும். ஹாட்ரான்கள் அனைத்து அடிப்படை தொடர்புகளிலும் பங்கேற்கின்றன. அவை பேரியன்கள் மற்றும் மீசான்களாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளன. பேரியன்களில் நியூக்ளியோன்கள் மற்றும் ஹைபரான்கள் அடங்கும்.

நியூக்ளியோன்களுக்கு இடையேயான தொடர்பு அணுசக்திகளின் இருப்பை விளக்க, குவாண்டம் கோட்பாட்டிற்கு எலக்ட்ரானின் வெகுஜனத்தை விட அதிகமான நிறை கொண்ட சிறப்பு அடிப்படை துகள்கள் தேவை, ஆனால் புரோட்டானின் வெகுஜனத்தை விட குறைவாக உள்ளது. குவாண்டம் கோட்பாட்டின் மூலம் கணிக்கப்பட்ட இந்த துகள்கள் பின்னர் மீசான்கள் என்று அழைக்கப்பட்டன. மீசோன்கள் சோதனை முறையில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன. அவர்கள் ஒரு முழு குடும்பமாக மாறியது. அவை அனைத்தும் குறுகிய கால நிலையற்ற துகள்களாக மாறியது, ஒரு வினாடியின் பில்லியன்கள் சுதந்திர நிலையில் வாழ்கின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, சார்ஜ் செய்யப்பட்ட பை-மீசன் அல்லது பியோன் 273 எலக்ட்ரான் வெகுஜனங்களின் ஓய்வு நிறை மற்றும் வாழ்நாள் முழுவதும்:

t = 2.6*10^(-8) s.

மேலும், சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள் முடுக்கிகளில் ஆய்வுகளின் போது, ​​ஒரு புரோட்டானின் வெகுஜனத்தை விட அதிகமான நிறை கொண்ட துகள்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன. இந்த துகள்கள் ஹைபரான்கள் என்று அழைக்கப்பட்டன. மீசான்களை விட அவற்றில் அதிகமானவை கண்டுபிடிக்கப்பட்டன. ஹைபரான் குடும்பத்தில் அடங்கும்: லாம்ப்டா-, சிக்மா-, xi- மற்றும் ஒமேகா-மைனஸ் ஹைபரான்கள்.

மிகவும் அறியப்பட்ட ஹாட்ரான்களின் இருப்பு மற்றும் பண்புகள் முடுக்கி சோதனைகளில் நிறுவப்பட்டன. 50-60 களில் பல்வேறு ஹாட்ரான்களின் கண்டுபிடிப்பு இயற்பியலாளர்களை பெரிதும் குழப்பியது. ஆனால் காலப்போக்கில், ஹாட்ரான்கள் நிறை, சார்ஜ் மற்றும் சுழல் மூலம் வகைப்படுத்தப்பட்டன. படிப்படியாக அதிகமாகவோ அல்லது குறைவாகவோ தெளிவான படம் வெளிவரத் தொடங்கியது. அனுபவ தரவுகளின் குழப்பத்தை எவ்வாறு முறைப்படுத்துவது மற்றும் அறிவியல் கோட்பாட்டில் ஹாட்ரான்களின் மர்மத்தை வெளிப்படுத்துவது எப்படி என்பது குறித்த குறிப்பிட்ட யோசனைகள் வெளிப்பட்டன. குவார்க்குகளின் கோட்பாடு முன்மொழியப்பட்ட 1963 ஆம் ஆண்டில் இங்கு தீர்க்கமான படி எடுக்கப்பட்டது.

2.5 குவார்க் கோட்பாடு.

குவார்க்குகளின் கோட்பாடு ஹாட்ரான்களின் கட்டமைப்பின் கோட்பாடு ஆகும். இந்த கோட்பாட்டின் முக்கிய யோசனை மிகவும் எளிமையானது. அனைத்து ஹாட்ரான்களும் குவார்க்குகள் எனப்படும் சிறிய துகள்களால் ஆனவை. இதன் பொருள் குவார்க்குகள் ஹாட்ரான்களை விட அடிப்படைத் துகள்கள். குவார்க்குகள் அனுமான துகள்கள் ஏனெனில் சுதந்திர நிலையில் கவனிக்கப்படவில்லை. குவார்க்குகளின் பேரியன் சார்ஜ் 1/3 ஆகும். அவை ஒரு பகுதியளவு மின் கட்டணத்தைச் சுமந்து செல்கின்றன: அவை மின்னூட்டத்தின் அடிப்படை அலகின் மதிப்பு -1/3 அல்லது +2/3 - மின்னூட்டத்தைக் கொண்டுள்ளன. இரண்டு மற்றும் மூன்று குவார்க்குகளின் கலவையானது பூஜ்ஜியம் அல்லது ஒன்று மொத்த மின்னூட்டத்தைக் கொண்டிருக்கலாம். அனைத்து குவார்க்குகளும் சுழல் S ஐக் கொண்டுள்ளன, எனவே அவை ஃபெர்மியன்கள் என வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. குவார்க்குகளின் கோட்பாட்டின் நிறுவனர்கள், ஜெல்-மேன் மற்றும் ஸ்வீக், 60களில் அறியப்பட்ட அனைத்து ஹாட்ரான்களையும் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வதற்காக, மூன்று வகையான (வண்ணங்கள்) குவார்க்குகளை அறிமுகப்படுத்தினர்: u (மேலே - மேல்), d (கீழே இருந்து - குறைந்த) மற்றும் கள் (விசித்திரமான - விசித்திரமான இருந்து) .

இரண்டு சாத்தியமான வழிகளில் ஒன்றில் குவார்க்குகள் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்படலாம்: மும்மடங்குகளில் அல்லது குவார்க்-ஆன்டிகார்க் ஜோடிகளில். ஒப்பீட்டளவில் கனமான துகள்கள் - பேரியான்கள் - மூன்று குவார்க்குகளால் ஆனவை. சிறந்த அறியப்பட்ட பேரியான்கள் நியூட்ரான் மற்றும் புரோட்டான் ஆகும். இலகுவான குவார்க்-ஆன்டிகார்க் ஜோடிகள் மீசோன்கள் எனப்படும் துகள்களை உருவாக்குகின்றன - "இடைநிலை துகள்கள்". எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு புரோட்டான் இரண்டு u-குவார்க்குகள் மற்றும் ஒரு d-குவார்க் (uud), மற்றும் ஒரு நியூட்ரான் இரண்டு d-குவார்க்குகள் மற்றும் ஒரு u-quark (udd) ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. இந்த "மூன்று" குவார்க்குகள் சிதைவடையாமல் இருக்க, ஒரு குறிப்பிட்ட "பசை", ஒரு வைத்திருக்கும் சக்தி தேவை.

நியூக்ளியஸில் நியூட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்களுக்கு இடையே ஏற்படும் இடைவினையானது குவார்க்குகளுக்கு இடையே உள்ள மிகவும் சக்திவாய்ந்த தொடர்புகளின் எஞ்சிய விளைவு என்று மாறிவிடும். வலுவான தொடர்புகள் ஏன் மிகவும் சிக்கலானதாகத் தோன்றுகின்றன என்பதை இது விளக்கியது. ஒரு புரோட்டான் நியூட்ரான் அல்லது மற்றொரு புரோட்டானுடன் "ஒட்டிக்கொள்ளும்" போது, ​​தொடர்பு ஆறு குவார்க்குகளை உள்ளடக்கியது, அவை ஒவ்வொன்றும் மற்றவற்றுடன் தொடர்பு கொள்கின்றன. விசையின் கணிசமான பகுதியானது மூன்று குவார்க்குகளை உறுதியாக ஒட்டுவதற்கு செலவிடப்படுகிறது, மேலும் ஒரு சிறிய பகுதி இரண்டு ட்ரையோஸ் குவார்க்குகளை ஒன்றோடொன்று இணைக்க செலவிடப்படுகிறது. ஆனால் பின்னர் குவார்க்குகளும் பலவீனமான தொடர்புகளில் பங்கேற்கின்றன. பலவீனமான தொடர்பு ஒரு குவார்க்கின் நிறத்தை மாற்றும். நியூட்ரான் சிதைவு இப்படித்தான் நிகழ்கிறது. நியூட்ரானில் உள்ள டி-குவார்க்குகளில் ஒன்று யு-குவார்க்காக மாறுகிறது, மேலும் அதிகப்படியான மின்னூட்டம் அதே நேரத்தில் பிறக்கும் எலக்ட்ரானை எடுத்துச் செல்கிறது. இதேபோல், சுவையை மாற்றுவதன் மூலம், பலவீனமான தொடர்பு மற்ற ஹாட்ரான்களின் சிதைவுக்கு வழிவகுக்கிறது.

மூன்று அடிப்படைத் துகள்களின் பல்வேறு சேர்க்கைகளிலிருந்து அறியப்பட்ட அனைத்து ஹாட்ரான்களையும் பெற முடியும் என்பது குவார்க்குகளின் கோட்பாட்டின் வெற்றியாகும். ஆனால் 70 களில், புதிய ஹாட்ரான்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன (psi துகள்கள், அப்சிலான் மீசான் போன்றவை). இது குவார்க் கோட்பாட்டின் முதல் பதிப்பிற்கு ஒரு அடியை ஏற்படுத்தியது, ஏனெனில் அதில் ஒரு புதிய துகள்களுக்கு இடமில்லை. குவார்க்குகள் மற்றும் அவற்றின் பழங்காலங்களின் சாத்தியமான அனைத்து சேர்க்கைகளும் ஏற்கனவே தீர்ந்துவிட்டன.

மூன்று புதிய வண்ணங்களை அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலம் சிக்கல் தீர்க்கப்பட்டது. அவை சி - குவார்க் (வசீகரம்), பி - குவார்க் (கீழிருந்து - கீழே, மற்றும் பெரும்பாலும் அழகு - அழகு அல்லது வசீகரம்) என்று பெயரிடப்பட்டன, பின்னர் மற்றொரு வண்ணம் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது - டி (மேலிருந்து - மேல்).

இதுவரை, குவார்க்குகள் மற்றும் பழங்கால வடிவங்கள் கட்டற்ற வடிவில் காணப்படவில்லை. இருப்பினும், அவர்களின் இருப்பின் உண்மை பற்றி நடைமுறையில் எந்த சந்தேகமும் இல்லை. மேலும், குவார்க்குகளுக்கு இடையேயான தொடர்புகளின் கேரியர்களான குவார்க்குகள் - குளுவான்களைத் தொடர்ந்து "உண்மையான" அடிப்படைத் துகள்களுக்கான தேடல் நடந்து வருகிறது. குவார்க்குகள் வலுவான தொடர்பு மூலம் ஒன்றாக இணைக்கப்படுகின்றன, மேலும் குளுவான்கள் (வண்ண கட்டணங்கள்) வலுவான தொடர்புகளின் கேரியர்கள். குவார்க்குகள் மற்றும் குளுவான்களின் தொடர்புகளை ஆய்வு செய்யும் துகள் இயற்பியல் துறை குவாண்டம் குரோமோடைனமிக்ஸ் என்று அழைக்கப்படுகிறது. குவாண்டம் எலெக்ட்ரோடைனமிக்ஸ் என்பது மின்காந்த தொடர்புகளின் கோட்பாடாக இருப்பதைப் போல, குவாண்டம் குரோமோடைனமிக்ஸ் வலுவான தொடர்புகளின் கோட்பாடு ஆகும். குவாண்டம் குரோமோடைனமிக்ஸ் என்பது குவார்க்குகள் மற்றும் குளுவான்களின் வலுவான தொடர்புகளின் குவாண்டம் புலக் கோட்பாடு ஆகும், இது அவற்றுக்கிடையேயான பரிமாற்றத்தின் மூலம் மேற்கொள்ளப்படுகிறது - குளுவான்கள் (குவாண்டம் எலக்ட்ரோடைனமிக்ஸில் ஃபோட்டான்களின் ஒப்புமைகள்). ஃபோட்டான்களைப் போலல்லாமல், குளுவான்கள் ஒன்றோடொன்று தொடர்பு கொள்கின்றன, குறிப்பாக, குவார்க்குகள் மற்றும் குளுவான்கள் ஒருவருக்கொருவர் விலகிச் செல்லும்போது இடையேயான தொடர்புகளின் வலிமையை அதிகரிக்க வழிவகுக்கிறது. அணுசக்திகளின் குறுகிய தூர நடவடிக்கை மற்றும் இயற்கையில் இலவச குவார்க்குகள் மற்றும் குளுவான்கள் இல்லாததை இந்த சொத்து தீர்மானிக்கிறது என்று கருதப்படுகிறது.

நவீன கருத்துகளின்படி, ஹாட்ரான்கள் ஒரு சிக்கலான உள் அமைப்பைக் கொண்டுள்ளன: பேரியான்கள் 3 குவார்க்குகள், மீசான்கள் - ஒரு குவார்க் மற்றும் ஒரு பழங்காலத்தை கொண்டுள்ளது.

குவார்க் திட்டத்தில் சில அதிருப்தி இருந்தாலும், பெரும்பாலான இயற்பியலாளர்கள் குவார்க்குகளை உண்மையான அடிப்படைத் துகள்கள் என்று கருதுகின்றனர் - புள்ளி போன்ற, பிரிக்க முடியாத மற்றும் உள் அமைப்பு இல்லாமல். இந்த வகையில் அவை லெப்டான்களை ஒத்திருக்கின்றன, மேலும் இந்த இரண்டு வேறுபட்ட ஆனால் கட்டமைப்பு ரீதியாக ஒத்த குடும்பங்களுக்கு இடையே ஆழமான உறவு இருக்க வேண்டும் என்று நீண்ட காலமாக கருதப்படுகிறது.

எனவே, இருபதாம் நூற்றாண்டின் இறுதியில் உண்மையான அடிப்படைத் துகள்களின் (அடிப்படை தொடர்புகளின் கேரியர்களைக் கணக்கிடாமல்) 48 ஆகும். இவற்றில்: லெப்டான்கள் (6x2) = 12 மற்றும் குவார்க்குகள் (6x3)x2 = 36.

2.6 துகள்கள் தொடர்புகளின் கேரியர்கள்.

அறியப்பட்ட துகள்களின் பட்டியல் பட்டியலிடப்பட்ட துகள்களுக்கு மட்டுப்படுத்தப்படவில்லை - லெப்டான்கள் மற்றும் ஹாட்ரான்கள், அவை பொருளின் கட்டுமானப் பொருளை உருவாக்குகின்றன. இந்த பட்டியலில் எடுத்துக்காட்டாக, ஃபோட்டான் இல்லை. பொருளின் கட்டுமானப் பொருளாக இல்லாத மற்றொரு வகை துகள்களும் உள்ளன, ஆனால் நான்கு அடிப்படை தொடர்புகளையும் வழங்குகின்றன, அதாவது. ஒரு வகையான "பசையை" உருவாக்குகிறது, இது உலகம் வீழ்ச்சியடைவதைத் தடுக்கிறது. இத்தகைய துகள்கள் தொடர்புகளின் கேரியர்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, மேலும் ஒரு குறிப்பிட்ட வகை துகள் அதன் தொடர்புகளை மாற்றுகிறது.

சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களுக்கு இடையேயான மின்காந்த தொடர்புகளின் கேரியர் ஃபோட்டான் ஆகும். ஃபோட்டான் என்பது மின்காந்த கதிர்வீச்சின் குவாண்டம், பூஜ்ஜிய நிறை கொண்ட நடுநிலை துகள். ஃபோட்டான் சுழல் 1 ஆகும்.

மின்காந்த தொடர்பு கோட்பாடு குவாண்டம் எலக்ட்ரோடைனமிக்ஸ் மூலம் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது.

வலுவான தொடர்புகளின் கேரியர்கள் குளுவான்கள். இவை பூஜ்ஜிய நிறை மற்றும் சுழல் 1 கொண்ட கற்பனையான மின் நடுநிலை துகள்கள். குவார்க்குகளைப் போலவே, குளுவான்களும் "நிறத்தின்" குவாண்டம் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. குளுவான்கள் குவார்க்குகளுக்கிடையேயான தொடர்புகளின் கேரியர்கள், ஏனெனில் அவற்றை ஜோடிகளாக அல்லது மூன்றாகக் கட்டவும்.

பலவீனமான தொடர்புகளின் கேரியர்கள் மூன்று துகள்கள் - W+, W- மற்றும் Z° போஸான்கள். அவை 1983 இல் மட்டுமே கண்டுபிடிக்கப்பட்டன. பலவீனமான தொடர்புகளின் ஆரம் மிகவும் சிறியது, எனவே அதன் கேரியர்கள் பெரிய ஓய்வு வெகுஜனங்களைக் கொண்ட துகள்களாக இருக்க வேண்டும். நிச்சயமற்ற கொள்கையின்படி, இவ்வளவு பெரிய ஓய்வு நிறை கொண்ட துகள்களின் ஆயுட்காலம் மிகக் குறுகியதாக இருக்க வேண்டும் - சுமார் 10n நொடி மட்டுமே (இங்கு n = -26). இந்த துகள்களால் மேற்கொள்ளப்படும் தொடர்புகளின் ஆரம் மிகவும் சிறியது, ஏனெனில் அத்தகைய குறுகிய கால துகள்கள் அதிக தூரம் செல்ல நேரமில்லை.

ஈர்ப்பு புலத்தின் கேரியரின் இருப்பு - ஈர்ப்பு - கூட சாத்தியம் என்று பரிந்துரைக்கப்படுகிறது (அந்த ஈர்ப்பு கோட்பாடுகளில் இது விண்வெளி நேரத்தின் வளைவின் விளைவாக (மட்டும்) அல்ல, ஆனால் ஒரு புலமாக கருதப்படுகிறது). கோட்பாட்டளவில், கிராவிடான் என்பது ஈர்ப்பு விசையின் குவாண்டம் ஆகும், இது பூஜ்ஜிய ஓய்வு நிறை, பூஜ்ஜிய மின் கட்டணம் மற்றும் சுழல் 2 ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. கொள்கையளவில், கிராவிடான்களை பரிசோதனையில் கண்டறிய முடியும். ஆனால் ஈர்ப்பு தொடர்பு மிகவும் பலவீனமானது மற்றும் நடைமுறையில் குவாண்டம் செயல்முறைகளில் தன்னை வெளிப்படுத்தாததால், ஈர்ப்பு விசைகளை நேரடியாகக் கண்டறிவது மிகவும் கடினம், இதுவரை எந்த விஞ்ஞானியும் வெற்றிபெறவில்லை.

துகள்களை லெப்டான்கள், ஹாட்ரான்கள் மற்றும் தொடர்புகளின் கேரியர்கள் என வகைப்படுத்துவது நமக்குத் தெரிந்த துணை அணுத் துகள்களின் உலகத்தை வெளியேற்றுகிறது. ஒவ்வொரு வகை துகள்களும் பொருள் மற்றும் பிரபஞ்சத்தின் கட்டமைப்பை வடிவமைப்பதில் அதன் பங்கு வகிக்கின்றன.

3. அடிப்படைத் துகள்களின் கோட்பாடுகள்.

3.1 குவாண்டம் எலக்ட்ரோடைனமிக்ஸ் (QED).

குவாண்டம் கோட்பாடு குவாண்டம் இயக்கவியல், குவாண்டம் புள்ளியியல் மற்றும் குவாண்டம் புலக் கோட்பாடு ஆகியவற்றை ஒருங்கிணைக்கிறது.

குவாண்டம் இயக்கவியல் (அலை இயக்கவியல்) என்பது ஒரு கோட்பாடாகும், இது கொடுக்கப்பட்ட வெளிப்புற புலங்களில் நுண் துகள்களின் விளக்க முறை மற்றும் இயக்க விதிகளை நிறுவுகிறது. இது அடிப்படை துகள்களின் இயக்கத்தை விவரிக்க அனுமதிக்கிறது, ஆனால் அவற்றின் தலைமுறை அல்லது அழிவு அல்ல, அதாவது, நிலையான எண்ணிக்கையிலான துகள்கள் கொண்ட அமைப்புகளை விவரிக்க மட்டுமே இது பயன்படுத்தப்படுகிறது. குவாண்டம் இயக்கவியல் என்பது குவாண்டம் கோட்பாட்டின் முக்கிய பிரிவுகளில் ஒன்றாகும். குவாண்டம் இயக்கவியல் முதன்முறையாக அணுக்களின் கட்டமைப்பை விவரிக்கவும் அவற்றின் நிறமாலையைப் புரிந்து கொள்ளவும், இரசாயனப் பிணைப்புகளின் தன்மையை நிறுவவும், தனிமங்களின் கால அமைப்பை விளக்கவும், முதலியன சாத்தியமாக்கியது. மேக்ரோஸ்கோபிக் உடல்களின் பண்புகள் இயக்கம் மற்றும் தொடர்புகளால் தீர்மானிக்கப்படுகின்றன. அவற்றை உருவாக்கும் துகள்கள், குவாண்டம் இயக்கவியலின் விதிகள் பெரும்பாலான மேக்ரோஸ்கோபிக் நிகழ்வுகளின் புரிதலுக்கு அடிகோலுகின்றன. இதனால், குவாண்டம் இயக்கவியல் திடப்பொருட்களின் பல பண்புகளைப் புரிந்துகொள்வது, சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டி, ஃபெரோமேக்னடிசம், சூப்பர் ஃப்ளூயிடிட்டி மற்றும் பல நிகழ்வுகளை விளக்குகிறது. கார்பஸ்குலர் மற்றும் அலை பண்புகள் இரண்டின் கேரியர்களாக, அவை விலக்கப்படாது, ஆனால் ஒருவருக்கொருவர் பூர்த்தி செய்கின்றன. எலக்ட்ரான்கள், புரோட்டான்கள் மற்றும் பிற துகள்களின் அலை இயல்பு துகள் மாறுபாடு சோதனைகள் மூலம் உறுதிப்படுத்தப்படுகிறது. ஒரு குவாண்டம் அமைப்பின் நிலை ஒரு அலை செயல்பாட்டால் விவரிக்கப்படுகிறது, அதன் மாடுலஸின் சதுரம் கொடுக்கப்பட்ட நிலையின் நிகழ்தகவை தீர்மானிக்கிறது, இதன் விளைவாக, அதை வகைப்படுத்தும் இயற்பியல் அளவுகளின் மதிப்புகளுக்கான நிகழ்தகவுகள். அனைத்து இயற்பியல் அளவுகளும் ஒரே நேரத்தில் சரியான மதிப்புகளைக் கொண்டிருக்க முடியாது என்பது குவாண்டம் இயக்கவியலில் இருந்து பின்வருமாறு. அலை செயல்பாடு சூப்பர்போசிஷன் கொள்கைக்கு கீழ்ப்படிகிறது, இது குறிப்பாக, துகள்களின் மாறுபாட்டை விளக்குகிறது. குவாண்டம் கோட்பாட்டின் ஒரு தனித்துவமான அம்சம் பல இயற்பியல் அளவுகளுக்கு சாத்தியமான மதிப்புகளின் தனித்தன்மை ஆகும்: அணுக்களில் எலக்ட்ரான்களின் ஆற்றல், கோண உந்தம் மற்றும் தன்னிச்சையான திசையில் அதன் முன்கணிப்பு போன்றவை. கிளாசிக்கல் கோட்பாட்டில், இந்த அளவுகள் அனைத்தும் தொடர்ந்து மாறலாம். குவாண்டம் இயக்கவியலில் ஒரு அடிப்படைப் பாத்திரம் பிளாங்கின் மாறிலியால் வகிக்கப்படுகிறது - இயற்கையின் முக்கிய அளவுகோல்களில் ஒன்று, கிளாசிக்கல் இயற்பியலால் விவரிக்கக்கூடிய நிகழ்வுகளின் பகுதிகளை பகுதிகளிலிருந்து பிரித்து, எந்த குவாண்டம் கோட்பாடு அவசியம் என்பதைச் சரியாக விளக்குகிறது. பிளாங்கின் மாறிலி எம். பிளாங்கின் பெயரால் அழைக்கப்படுகிறது. இது சமம்:

Ћ = h/2π ≈ 1.0546. 10 ^(-34) ஜே. எஸ்

குவாண்டம் இயக்கவியலின் பொதுமைப்படுத்தல் என்பது குவாண்டம் புலக் கோட்பாடு - இது எல்லையற்ற அளவு சுதந்திரம் (இயற்பியல் புலங்கள்) கொண்ட அமைப்புகளின் குவாண்டம் கோட்பாடு ஆகும். குவாண்டம் புலக் கோட்பாடு என்பது அடிப்படைத் துகள்களின் இயற்பியல், அவற்றின் இடைவினைகள் மற்றும் இடைமாற்றங்கள் ஆகியவற்றின் முக்கிய கருவியாகும். அத்தகைய கோட்பாட்டின் தேவை குவாண்டம்-அலை இரட்டைவாதம், அனைத்து துகள்களிலும் அலை பண்புகளின் இருப்பு ஆகியவற்றால் உருவாக்கப்படுகிறது. குவாண்டம் புலக் கோட்பாட்டில், புல குவாண்டாவின் பரிமாற்றத்தின் விளைவாக தொடர்பு குறிப்பிடப்படுகிறது. இந்தக் கோட்பாட்டில் மின்காந்தவியல் (குவாண்டம் எலக்ட்ரோடைனமிக்ஸ்) கோட்பாடு மற்றும் பலவீனமான இடைவினைகள் ஆகியவை அடங்கும், இவை நவீன கோட்பாட்டில் ஒரு முழு (எலக்ட்ரோவீக் தொடர்பு), மற்றும் வலுவான (அணு) தொடர்பு (குவாண்டம் குரோமோடைனமிக்ஸ்) கோட்பாடு.

குவாண்டம் புள்ளியியல் என்பது அதிக எண்ணிக்கையிலான துகள்களைக் கொண்ட குவாண்டம் அமைப்புகளின் புள்ளியியல் இயற்பியல் ஆகும். முழு எண் சுழற்சியைக் கொண்ட துகள்களுக்கு, இது போஸ் ஐன்ஸ்டீன் புள்ளிவிவரம், மற்றும் அரை-முழு சுழல் கொண்ட துகள்களுக்கு, இது ஃபெர்மி-டிராக் புள்ளிவிவரங்கள்.

இருபதாம் நூற்றாண்டின் நடுப்பகுதியில், மின்காந்த தொடர்பு கோட்பாடு உருவாக்கப்பட்டது - குவாண்டம் எலக்ட்ரோடைனமிக்ஸ் QED - இது ஃபோட்டான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களுக்கு இடையிலான தொடர்புகளின் கோட்பாடு, இது சிறிய விவரங்களுக்கு சிந்திக்கப்பட்டு சரியான கணித கருவியுடன் பொருத்தப்பட்டுள்ளது. QED என்பது மெய்நிகர் ஃபோட்டான்கள் - அதன் கேரியர்கள் என்ற கருத்தைப் பயன்படுத்தி மின்காந்த தொடர்புகளின் விளக்கத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டது. இந்த கோட்பாடு குவாண்டம் கோட்பாடு மற்றும் சார்பியல் இரண்டின் அடிப்படைக் கொள்கைகளை திருப்திப்படுத்துகிறது.

கோட்பாட்டின் மையத்தில் ஒரு சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள் மூலம் ஒரு ஃபோட்டானின் உமிழ்வு அல்லது உறிஞ்சுதல் செயல்களின் பகுப்பாய்வு, அத்துடன் எலக்ட்ரான்-பாசிட்ரான் ஜோடியை ஃபோட்டானாக அழிப்பது அல்லது ஃபோட்டான்களால் அத்தகைய ஜோடியை உருவாக்குவது.

கிளாசிக்கல் விளக்கத்தில் எலக்ட்ரான்கள் திடமான புள்ளிப் பந்தாகக் குறிப்பிடப்பட்டால், QED இல் எலக்ட்ரானைச் சுற்றியுள்ள மின்காந்தப் புலம் மெய்நிகர் ஃபோட்டான்களின் மேகமாகக் கருதப்படுகிறது, அது எலெக்ட்ரானைப் பின்தொடர்ந்து, ஆற்றல் குவாண்டாவுடன் அதைச் சுற்றி வருகிறது. ஒரு எலக்ட்ரான் ஒரு ஃபோட்டானை வெளியேற்றிய பிறகு, அது ஒரு (மெய்நிகர்) எலக்ட்ரான்-பாசிட்ரான் ஜோடியை உருவாக்குகிறது, இது ஒரு புதிய ஃபோட்டானை உருவாக்க அழித்துவிடும். பிந்தையது அசல் ஃபோட்டானால் உறிஞ்சப்படலாம், ஆனால் ஒரு புதிய ஜோடியை உருவாக்க முடியும். இவ்வாறு, எலக்ட்ரான் ஒரு மெய்நிகர் ஃபோட்டான்கள், எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் பாசிட்ரான்களின் மேகத்தால் மூடப்பட்டிருக்கும், அவை டைனமிக் சமநிலை நிலையில் உள்ளன. ஃபோட்டான்கள் மிக விரைவாக தோன்றும் மற்றும் மறைந்துவிடும், மேலும் எலக்ட்ரான்கள் நன்கு வரையறுக்கப்பட்ட பாதைகளில் விண்வெளியில் நகராது. பாதையின் தொடக்க மற்றும் முடிவுப் புள்ளிகளை - சிதறலுக்கு முன்னும் பின்னும் தீர்மானிக்க ஒரு வழியில் அல்லது வேறு வழியில் சாத்தியம் உள்ளது, ஆனால் இயக்கத்தின் தொடக்கத்திற்கும் முடிவுக்கும் இடையிலான இடைவெளியில் பாதை நிச்சயமற்றதாகவே உள்ளது.

ஒரு கேரியர் துகள் பயன்படுத்தி தொடர்பு விளக்கம் ஒரு ஃபோட்டான் கருத்து விரிவாக்கம் வழிவகுத்தது. உண்மையான (நமக்குத் தெரியும் ஒளியின் குவாண்டம்) மற்றும் ஒரு மெய்நிகர் (விரைவான, பேய்) ஃபோட்டான், சிதறலுக்கு உட்பட்ட சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களால் மட்டுமே "பார்க்கப்படும்" ஆகியவை அறிமுகப்படுத்தப்படுகின்றன.

கோட்பாடு யதார்த்தத்துடன் ஒத்துப்போகிறதா என்பதைச் சோதிக்க, இயற்பியலாளர்கள் குறிப்பிட்ட ஆர்வமுள்ள இரண்டு விளைவுகளில் கவனம் செலுத்தினர். முதலாவது, எளிமையான அணுவான ஹைட்ரஜன் அணுவின் ஆற்றல் மட்டங்களைப் பற்றியது. QED இன் படி, மெய்நிகர் ஃபோட்டான்கள் இல்லாத நிலையில் அவை ஆக்கிரமிக்கும் நிலைக்கு ஒப்பிடும்போது நிலைகள் சற்று மாற்றப்பட வேண்டும். QED இன் இரண்டாவது தீர்க்கமான சோதனையானது எலக்ட்ரானின் சொந்த காந்தத் தருணத்தில் மிகச் சிறிய திருத்தம் பற்றியது. QED சோதனையின் தத்துவார்த்த மற்றும் சோதனை முடிவுகள் மிக உயர்ந்த துல்லியத்துடன் ஒத்துப்போகின்றன - ஒன்பது தசம இடங்களுக்கு மேல். இத்தகைய வேலைநிறுத்தமான கடிதப் பரிமாற்றம் தற்போதுள்ள இயற்கை அறிவியல் கோட்பாடுகளில் QED ஐ மிகவும் மேம்பட்டதாகக் கருதும் உரிமையை அளிக்கிறது.

இந்த வெற்றியைத் தொடர்ந்து, மற்ற மூன்று அடிப்படை தொடர்புகளின் குவாண்டம் விளக்கத்திற்கான மாதிரியாக QED ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்டது. நிச்சயமாக, பிற தொடர்புகளுடன் தொடர்புடைய புலங்கள் மற்ற கேரியர் துகள்களுடன் ஒத்திருக்க வேண்டும்.

3.2 எலக்ட்ரோவீக் தொடர்பு கோட்பாடு.

இருபதாம் நூற்றாண்டின் 70 களில், இயற்கை அறிவியலில் ஒரு சிறந்த நிகழ்வு நிகழ்ந்தது: நான்கு இயற்பியலில் இரண்டு அடிப்படை இடைவினைகள் ஒன்றாக இணைக்கப்பட்டன. இயற்கையின் அடிப்படைக் கோட்பாடுகளின் படம் ஓரளவு எளிமையாகிவிட்டது. மின்காந்த மற்றும் பலவீனமான இடைவினைகள், வெளித்தோற்றத்தில் இயற்கையில் மிகவும் வேறுபட்டவை, உண்மையில் ஒரு ஒற்றை மின்வெட்டு இடைவினையின் இரண்டு வகைகளாக மாறியது. இருபதாம் நூற்றாண்டின் இறுதியில் அடிப்படை துகள் இயற்பியலின் மேலும் வளர்ச்சியில் எலக்ட்ரோவீக் தொடர்பு கோட்பாடு ஒரு தீர்க்கமான தாக்கத்தை ஏற்படுத்தியது.

இந்த கோட்பாட்டை உருவாக்குவதற்கான முக்கிய யோசனை, ஒரு கேஜ் புலத்தின் கருத்தின் மொழியில் பலவீனமான தொடர்புகளை விவரிப்பதாகும், அதன்படி தொடர்புகளின் தன்மையைப் புரிந்துகொள்வதற்கான திறவுகோல் சமச்சீர் ஆகும். இருபதாம் நூற்றாண்டின் இரண்டாம் பாதியின் இயற்பியலின் அடிப்படைக் கருத்துக்களில் ஒன்று, இயற்கையில் ஒரு குறிப்பிட்ட சுருக்கமான சமச்சீர்நிலைகளை பராமரிக்க மட்டுமே அனைத்து தொடர்புகளும் உள்ளன என்ற நம்பிக்கை. சமச்சீர்மைக்கும் அடிப்படையான தொடர்புகளுக்கும் என்ன சம்பந்தம்? முதல் பார்வையில், அத்தகைய இணைப்பு இருப்பதைப் பற்றிய அனுமானம் முரண்பாடானதாகவும் புரிந்துகொள்ள முடியாததாகவும் தோன்றுகிறது.

முதலில், சமச்சீர் என்றால் என்ன என்பது பற்றி. ஒரு பொருளை மாற்றுவதற்கான ஒன்று அல்லது மற்றொரு செயல்பாட்டின் விளைவாக பொருள் மாறாமல் இருந்தால், அது சமச்சீர் தன்மையைக் கொண்டுள்ளது என்று பொதுவாக ஏற்றுக்கொள்ளப்படுகிறது. இவ்வாறு, ஒரு கோளம் சமச்சீராக உள்ளது, ஏனெனில் அது அதன் மையத்துடன் தொடர்புடைய எந்த கோணத்திலும் சுழலும் போது ஒரே மாதிரியாக இருக்கும். நேர்மறை கட்டணங்களை எதிர்மறையானவை மற்றும் நேர்மாறாக மாற்றுவது தொடர்பாக மின்சார விதிகள் சமச்சீராக உள்ளன. எனவே, சமச்சீர் மூலம் நாம் ஒரு குறிப்பிட்ட செயல்பாட்டின் கீழ் மாறாத தன்மையைக் குறிக்கிறோம்.

பல்வேறு வகையான சமச்சீர்நிலைகள் உள்ளன: வடிவியல், கண்ணாடி, வடிவியல் அல்லாதவை. வடிவியல் அல்லாதவற்றில் கேஜ் சமச்சீர் என்று அழைக்கப்படுபவை உள்ளன. கேஜ் சமச்சீர்நிலைகள் இயற்கையில் சுருக்கமானவை மற்றும் நேரடியாக சரி செய்யப்படவில்லை. அவை குறிப்பு நிலை, அளவு அல்லது சில உடல் அளவின் மதிப்பில் ஏற்படும் மாற்றத்துடன் தொடர்புடையவை. இந்த வகையான மாற்றத்தின் கீழ் அதன் இயல்பு மாறாமல் இருந்தால், ஒரு அமைப்பு அளவீட்டு சமச்சீர்நிலையைக் கொண்டுள்ளது. எனவே, எடுத்துக்காட்டாக, இயற்பியலில், வேலை உயரங்களின் வேறுபாட்டைப் பொறுத்தது, முழுமையான உயரத்தில் அல்ல; மின்னழுத்தம் - சாத்தியமான வேறுபாட்டிலிருந்து, மற்றும் அவற்றின் முழுமையான மதிப்புகள், முதலியவற்றிலிருந்து அல்ல. நான்கு அடிப்படை தொடர்புகளின் புரிதலின் திருத்தம் அடிப்படையாக இருக்கும் சமச்சீர்மைகள் துல்லியமாக இந்த வகையானவை. கேஜ் மாற்றங்கள் உலகளாவிய அல்லது உள்ளூர் இருக்க முடியும். புள்ளிக்கு புள்ளி மாறுபடும் கேஜ் உருமாற்றங்கள் "உள்ளூர்" கேஜ் உருமாற்றங்கள் எனப்படும். இயற்கையில் பல லோக்கல் கேஜ் சமச்சீர்நிலைகள் உள்ளன, மேலும் இந்த கேஜ் மாற்றங்களை ஈடுசெய்ய பொருத்தமான எண்ணிக்கையிலான புலங்கள் தேவைப்படுகின்றன. இயற்கையானது அதன் உள்ளார்ந்த உள்ளூர் அளவை உருவாக்கும் ஒரு வழிமுறையாக படை புலங்கள் கருதப்படலாம் சமச்சீர். கேஜ் சமச்சீர் கருத்தின் முக்கியத்துவம் என்னவென்றால், இது இயற்கையில் காணப்படும் நான்கு அடிப்படை தொடர்புகளையும் கோட்பாட்டளவில் மாதிரியாகக் கொண்டுள்ளது. அவை அனைத்தும் அளவீட்டு புலங்களாக கருதப்படலாம்.

பலவீனமான தொடர்புகளை ஒரு அளவீட்டுப் புலமாகப் பிரதிநிதித்துவப்படுத்தும், இயற்பியலாளர்கள் பலவீனமான தொடர்புகளில் பங்கேற்கும் அனைத்து துகள்களும் ஒரு புதிய வகை புலத்தின் ஆதாரங்களாக செயல்படுகின்றன - பலவீனமான சக்திகளின் புலம். எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் நியூட்ரினோக்கள் போன்ற பலவீனமான ஊடாடும் துகள்கள், ஒரு "பலவீனமான கட்டணத்தை" கொண்டு செல்கின்றன, இது ஒரு மின் கட்டணத்திற்கு ஒப்பானது மற்றும் இந்த துகள்களை பலவீனமான புலத்துடன் பிணைக்கிறது.

பலவீனமான தொடர்பு புலத்தை ஒரு கேஜ் புலமாக பிரதிநிதித்துவப்படுத்த, அதற்குரிய கேஜ் சமச்சீர்மையின் சரியான வடிவத்தை நிறுவுவது முதலில் அவசியம். உண்மை என்னவென்றால், பலவீனமான தொடர்புகளின் சமச்சீர் மின்காந்தத்தை விட மிகவும் சிக்கலானது. எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, இந்த தொடர்புகளின் வழிமுறை மிகவும் சிக்கலானதாக மாறும். முதலில், ஒரு நியூட்ரானின் சிதைவில், எடுத்துக்காட்டாக, பலவீனமான தொடர்பு குறைந்தது நான்கு வெவ்வேறு வகைகளின் (நியூட்ரான், புரோட்டான், எலக்ட்ரான் மற்றும் நியூட்ரினோ) துகள்களை உள்ளடக்கியது. இரண்டாவதாக, பலவீனமான சக்திகளின் செயல்பாடு அவற்றின் இயல்பில் மாற்றத்திற்கு வழிவகுக்கிறது (பலவீனமான தொடர்பு காரணமாக சில துகள்கள் மற்றவற்றாக மாறுதல்). மாறாக, மின்காந்த தொடர்பு அதில் பங்கேற்கும் துகள்களின் தன்மையை மாற்றாது.

பலவீனமான தொடர்பு துகள்களின் தன்மையில் ஏற்படும் மாற்றத்துடன் தொடர்புடைய மிகவும் சிக்கலான அளவீட்டு சமச்சீர்நிலைக்கு ஒத்திருக்கிறது என்ற உண்மையை இது தீர்மானிக்கிறது. சமச்சீர்நிலையை பராமரிக்க, ஒரு மின்காந்த புலத்திற்கு மாறாக மூன்று புதிய விசைப் புலங்கள் இங்கு தேவைப்படுகின்றன. இந்த மூன்று புலங்களின் குவாண்டம் விளக்கமும் பெறப்பட்டது: மூன்று புதிய வகையான துகள்கள் இருக்க வேண்டும் - தொடர்புகளின் கேரியர்கள், ஒவ்வொரு புலத்திற்கும் ஒன்று. ஒட்டுமொத்தமாக அவை ஸ்பின்-1 ஹெவி வெக்டர் போஸான்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன மற்றும் பலவீனமான விசையின் கேரியர்கள்.

W+ மற்றும் W- துகள்கள் பலவீனமான தொடர்புடன் தொடர்புடைய மூன்று துறைகளில் இரண்டின் கேரியர்கள். மூன்றாவது புலம் Z துகள் எனப்படும் மின்சார நடுநிலை கேரியர் துகளுடன் ஒத்துள்ளது. ஒரு Z துகள் இருப்பதன் அர்த்தம், பலவீனமான தொடர்பு மின் கட்டண பரிமாற்றத்துடன் இருக்காது.

எலக்ட்ரோவீக் தொடர்பு கோட்பாட்டின் உருவாக்கத்தில், தன்னிச்சையான சமச்சீர் முறிவின் கருத்து ஒரு முக்கிய பங்கைக் கொண்டிருந்தது: ஒரு சிக்கலுக்கான ஒவ்வொரு தீர்வும் அதன் அசல் மட்டத்தின் அனைத்து பண்புகளையும் கொண்டிருக்கக்கூடாது. எனவே, குறைந்த ஆற்றல்களில் முற்றிலும் வேறுபட்ட துகள்கள் உண்மையில் அதிக ஆற்றல்களில் ஒரே துகள்களாக மாறக்கூடும், ஆனால் வெவ்வேறு நிலைகளில். தன்னிச்சையான சமச்சீர் முறிவு யோசனையின் அடிப்படையில், எலக்ட்ரோவீக் தொடர்பு கோட்பாட்டின் ஆசிரியர்கள், வெயின்பெர்க் மற்றும் சலாம் ஒரு பெரிய தத்துவார்த்த சிக்கலை தீர்க்க முடிந்தது - அவர்கள் வெளித்தோற்றத்தில் பொருந்தாத விஷயங்களை இணைத்தனர்: பலவீனமான தொடர்பு கேரியர்களின் குறிப்பிடத்தக்க வெகுஜன, ஒன்று. கை, மற்றும் கேஜ் மாறுபாட்டின் யோசனை, இது கேஜ் புலத்தின் நீண்ட தூர இயல்பைக் கருதுகிறது மற்றும் மறுபுறம் கேரியர் துகள்களின் பூஜ்ஜிய ஓய்வு நிறை என்று பொருள். எனவே, மின்காந்தவியல் மற்றும் பலவீனமான தொடர்பு ஆகியவை கேஜ் புலத்தின் ஒரு ஒருங்கிணைந்த கோட்பாடாக இணைக்கப்பட்டன.

இந்த கோட்பாடு நான்கு புலங்களை மட்டுமே வழங்குகிறது: மின்காந்த புலம் மற்றும் பலவீனமான தொடர்புகளுடன் தொடர்புடைய மூன்று புலங்கள். கூடுதலாக, ஒரு நிலையான அளவிடல் புலம் (ஒரு வகை ஹிக்ஸ் புலம்) விண்வெளி முழுவதும் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது, அதனுடன் துகள்கள் வித்தியாசமாக தொடர்பு கொள்கின்றன, இது அவற்றின் வெகுஜனங்களின் வேறுபாட்டை தீர்மானிக்கிறது. ஸ்கேலார் ஃபீல்ட் குவாண்டா என்பது பூஜ்ஜிய சுழற்சியைக் கொண்ட புதிய அடிப்படைத் துகள்கள். அவை ஹிக்ஸ் என்று அழைக்கப்படுகின்றன (இயற்பியலாளர் பி. ஹிக்ஸ் அவர்களின் இருப்பை பரிந்துரைத்த பெயரால் பெயரிடப்பட்டது). இத்தகைய ஹிக்ஸ் போஸான்களின் எண்ணிக்கை பல டஜன்களை எட்டும். இத்தகைய போஸான்கள் இன்னும் சோதனை முறையில் கண்டுபிடிக்கப்படவில்லை. மேலும், பல இயற்பியலாளர்கள் தங்கள் இருப்பை தேவையற்றதாக கருதுகின்றனர், ஆனால் ஹிக்ஸ் போஸான்கள் இல்லாத சரியான கோட்பாட்டு மாதிரி இன்னும் கண்டுபிடிக்கப்படவில்லை. ஆரம்பத்தில், W மற்றும் Z குவாண்டாவில் நிறை இல்லை, ஆனால் சமச்சீர் உடைப்பு சில ஹிக்ஸ் துகள்களை W மற்றும் Z துகள்களுடன் ஒன்றிணைத்து, அவற்றை நிறை தருகிறது.

இந்த கோட்பாடு மின்காந்த மற்றும் பலவீனமான இடைவினைகளின் பண்புகளில் உள்ள வேறுபாடுகளை சமச்சீரை உடைப்பதன் மூலம் விளக்குகிறது. சமச்சீர் உடைக்கப்படவில்லை என்றால், இரண்டு தொடர்புகளும் அளவோடு ஒப்பிடப்படும். சமச்சீர் முறிவு பலவீனமான தொடர்புகளில் கூர்மையான குறைவை ஏற்படுத்துகிறது. W மற்றும் Z துகள்கள் மிகப் பெரியதாக இருப்பதால் பலவீனமான தொடர்பு மிகவும் சிறியது என்று நாம் கூறலாம். லெப்டான்கள் இவ்வளவு குறுகிய தூரத்தில் அரிதாகவே ஒன்று சேரும் (ஆர் 10n செ.மீ., எங்கே n = -16). ஆனால் அதிக ஆற்றலில் ( > 100 GeV), டபிள்யூ மற்றும் இசட் துகள்கள் சுதந்திரமாக உற்பத்தி செய்யப்படும் போது, ​​டபிள்யூ மற்றும் இசட் போசான்களின் பரிமாற்றம் ஃபோட்டான்களின் பரிமாற்றம் (நிறையமற்ற துகள்கள்) போல எளிதாக நிகழ்கிறது. ஃபோட்டான்கள் மற்றும் போசான்களுக்கு இடையிலான வேறுபாடு அழிக்கப்படுகிறது.இந்த நிலைமைகளின் கீழ், மின்காந்த மற்றும் பலவீனமான இடைவினைகளுக்கு இடையே முழுமையான சமச்சீர் இருக்க வேண்டும் - எலக்ட்ரோவீக் தொடர்பு.

புதிய கோட்பாட்டைச் சோதிப்பது கற்பனையான W மற்றும் Z துகள்கள் இருப்பதை உறுதிப்படுத்துவதாகும். சமீபத்திய வகையின் மிகப் பெரிய முடுக்கிகளை உருவாக்குவதன் மூலம் மட்டுமே அவர்களின் கண்டுபிடிப்பு சாத்தியமானது. 1983 இல் W மற்றும் Z துகள்களின் கண்டுபிடிப்பு எலக்ட்ரோவீக் தொடர்பு கோட்பாட்டின் வெற்றியைக் குறிக்கிறது. நான்கு அடிப்படை தொடர்புகளைப் பற்றி பேச வேண்டிய அவசியம் இல்லை. அதில் மூன்று பேர் மீதம் உள்ளனர்.

3.3 குவாண்டம் குரோமோடைனமிக்ஸ்.

அடிப்படை தொடர்புகளின் பெரிய ஒருங்கிணைப்புக்கான பாதையின் அடுத்த படி, எலக்ட்ரோவீக் தொடர்புடன் வலுவான தொடர்புகளை இணைப்பதாகும். இதைச் செய்ய, ஒரு கேஜ் புலத்தின் அம்சங்களை வலுவான தொடர்புக்கு வழங்குவது மற்றும் ஐசோடோபிக் சமச்சீர் பற்றிய பொதுவான யோசனையை அறிமுகப்படுத்துவது அவசியம். வலுவான தொடர்பு என்பது குளுவான்களின் பரிமாற்றத்தின் விளைவாக கருதப்படுகிறது, இது குவார்க்குகளை (ஜோடிகளாக அல்லது மும்மடங்குகளில்) ஹாட்ரான்களாக பிணைப்பதை உறுதி செய்கிறது.

இங்கே யோசனை பின்வருமாறு. ஒவ்வொரு குவார்க்கும் மின் கட்டணத்தின் அனலாக் உள்ளது, இது குளுவான் புலத்தின் ஆதாரமாக செயல்படுகிறது. இது ஒரு நிறம் என்று அழைக்கப்பட்டது (நிச்சயமாக, இந்த பெயருக்கும் சாதாரண நிறத்திற்கும் எந்த தொடர்பும் இல்லை). மின்காந்த புலம் ஒரே ஒரு வகையின் கட்டணத்தால் உருவாக்கப்பட்டால், மிகவும் சிக்கலான குளுவான் புலத்தை உருவாக்க மூன்று வெவ்வேறு வண்ண கட்டணங்கள் தேவைப்படுகின்றன. ஒவ்வொரு குவார்க்கும் மூன்று சாத்தியமான வண்ணங்களில் ஒன்றில் "நிறம்" கொண்டது, அவை மிகவும் தன்னிச்சையாக சிவப்பு, பச்சை மற்றும் நீலம் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. அதன்படி, பழங்கால பொருட்கள் சிவப்பு எதிர்ப்பு, பச்சை எதிர்ப்பு மற்றும் நீல எதிர்ப்பு.

அடுத்த கட்டத்தில், பலவீனமான தொடர்பு கோட்பாட்டின் அதே திட்டத்தின் படி வலுவான தொடர்பு கோட்பாடு உருவாக்கப்பட்டது. லோக்கல் கேஜ் சமச்சீர் தேவை (அதாவது, விண்வெளியில் ஒவ்வொரு புள்ளியிலும் நிற மாற்றங்களைப் பொறுத்து மாறாதது) ஈடுசெய்யும் விசை புலங்களை அறிமுகப்படுத்த வேண்டிய அவசியத்திற்கு வழிவகுக்கிறது. மொத்தம் எட்டு புதிய ஈடுசெய்யும் படை புலங்கள் தேவை. இந்த புலங்களின் கேரியர் துகள்கள் குளுவான்கள், எனவே கோட்பாடு எட்டு வெவ்வேறு வகையான குளுவான்கள் இருக்க வேண்டும் என்பதைக் குறிக்கிறது, அதே நேரத்தில் மின்காந்த விசையின் கேரியர் ஒன்று மட்டுமே (ஃபோட்டான்), மற்றும் பலவீனமான சக்தியின் கேரியர்கள் மூன்று. . குளுவான்கள் பூஜ்ஜிய ஓய்வு நிறை மற்றும் சுழல் 1. குளுவான்களும் வெவ்வேறு வண்ணங்களைக் கொண்டிருக்கின்றன, ஆனால் தூய்மையானவை அல்ல, ஆனால் கலப்பு (உதாரணமாக, நீலம்-எதிர்ப்பு பச்சை). எனவே, ஒரு குளுவானின் உமிழ்வு அல்லது உறிஞ்சுதல் குவார்க்கின் நிறத்தில் ("நிறங்களின் நாடகம்") மாற்றத்துடன் சேர்ந்துள்ளது. உதாரணமாக, ஒரு சிவப்பு குவார்க், சிவப்பு-நீல-எதிர்ப்பு குளுவானை இழந்து, நீல நிற குவார்க்காக மாறும், மற்றும் ஒரு பச்சை குவார்க், நீல-பச்சை-எதிர்ப்பு குளுவானை உறிஞ்சி, நீல குவார்க்காக மாறும். ஒரு புரோட்டானில், எடுத்துக்காட்டாக, மூன்று குவார்க்குகள் குளுவான்களை தொடர்ந்து பரிமாறி, அவற்றின் நிறத்தை மாற்றுகின்றன. இருப்பினும், இத்தகைய மாற்றங்கள் இயற்கையில் தன்னிச்சையானவை அல்ல, ஆனால் கடுமையான விதிக்கு உட்பட்டவை: எந்த நேரத்திலும், மூன்று குவார்க்குகளின் "மொத்த" நிறம் வெள்ளை ஒளியாக இருக்க வேண்டும், அதாவது. கூட்டுத்தொகை "சிவப்பு + பச்சை + நீலம்". இது குவார்க்-ஆன்டிகார்க் ஜோடியைக் கொண்ட மீசன்களுக்கும் பொருந்தும். ஒரு பழங்காலத்தை எதிர் நிறத்தால் வகைப்படுத்தப்படுவதால், அத்தகைய கலவையானது வெளிப்படையாக நிறமற்றது ("வெள்ளை"), எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு சிவப்பு குவார்க் எதிர்ப்பு குவார்க்குடன் இணைந்து நிறமற்ற மீசானை உருவாக்குகிறது.

குவாண்டம் குரோமோடைனமிக்ஸ் (குவாண்டம் வண்ணக் கோட்பாடு) பார்வையில், வலுவான தொடர்பு என்பது இயற்கையின் ஒரு குறிப்பிட்ட சுருக்க சமச்சீர்நிலையை பராமரிக்கும் விருப்பத்தைத் தவிர வேறில்லை: அனைத்து ஹாட்ரான்களின் வெள்ளை நிறத்தை பராமரித்தல், அவற்றின் கூறுகளின் நிறத்தை மாற்றும் போது. குவாண்டம் குரோமோடைனமிக்ஸ் அனைத்து குவார்க்குகளின் சேர்க்கைகள், குளுவான்கள் ஒன்றோடொன்று தொடர்புகொள்வது, மேகங்களில் "உடை அணிந்த" குவார்க்குகளைக் கொண்ட ஹாட்ரானின் சிக்கலான அமைப்பு போன்றவற்றை நிர்வகிக்கும் விதிகளை மிகச்சரியாக விளக்குகிறது.

குவாண்டம் குரோமோடைனமிக்ஸை வலுவான தொடர்புகளின் இறுதி மற்றும் முழுமையான கோட்பாடாக மதிப்பிடுவது முன்கூட்டியே இருக்கலாம், இருப்பினும் அதன் சாதனைகள் நம்பிக்கைக்குரியவை.

3.4 செல்லும் வழியில்... தி கிரேட் யூனிஃபிகேஷன்.

குவாண்டம் குரோமோடைனமிக்ஸின் உருவாக்கத்துடன், அனைத்து (அல்லது நான்கில் குறைந்தது மூன்று) அடிப்படை தொடர்புகளின் ஒருங்கிணைந்த கோட்பாட்டை உருவாக்குவதற்கான நம்பிக்கை எழுந்தது. நான்கு அடிப்படை தொடர்புகளில் குறைந்தது மூன்றை ஒரு ஒருங்கிணைந்த வழியில் விவரிக்கும் மாதிரிகள் கிராண்ட் யூனிஃபைட் மாதிரிகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. அறியப்பட்ட அனைத்து வகையான தொடர்புகளையும் (வலுவான, பலவீனமான, மின்காந்த மற்றும் ஈர்ப்பு) இணைக்கும் கோட்பாட்டுத் திட்டங்கள் சூப்பர் கிராவிட்டி மாதிரிகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

கேஜ் புலங்களின் யோசனையின் அடிப்படையில் பலவீனமான மற்றும் மின்காந்த தொடர்புகளை வெற்றிகரமாக இணைக்கும் அனுபவம், இயற்பியலின் ஒற்றுமை மற்றும் அடிப்படை உடல் தொடர்புகளின் ஒருங்கிணைப்பு கொள்கையை மேலும் மேம்படுத்துவதற்கான சாத்தியமான வழிகளை பரிந்துரைத்தது. அவற்றில் ஒன்று மின்காந்த, பலவீனமான மற்றும் வலுவான தொடர்புகளின் தொடர்பு மாறிலிகள் ஒரே ஆற்றலில் ஒருவருக்கொருவர் சமமாக மாறும் என்ற அற்புதமான உண்மையை அடிப்படையாகக் கொண்டது. இந்த ஆற்றல் ஒருங்கிணைப்பின் ஆற்றல் என்று அழைக்கப்பட்டது. 10n GeV க்கு மேல் உள்ள ஆற்றல்களில், அங்கு n = 14, அல்லது r 10n cm தொலைவில், n = -29, வலுவான மற்றும் பலவீனமான இடைவினைகள் ஒற்றை மாறிலியால் விவரிக்கப்படுகின்றன, அதாவது, அவை பொதுவான தன்மையைக் கொண்டுள்ளன. குவார்க்குகள் மற்றும் லெப்டான்கள் இங்கு நடைமுறையில் பிரித்தறிய முடியாதவை.

70-90 களில், கிராண்ட் யூனிஃபிகேஷன் பற்றிய பல போட்டி கோட்பாடுகள் உருவாக்கப்பட்டன. அவை அனைத்தும் ஒரே கருத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டவை. எலெக்ட்ரோவீக் மற்றும் வலுவான விசைகள் உண்மையில் பெரும் ஒருங்கிணைந்த விசையின் இரு பக்கங்களாக இருந்தால், பிந்தையது சில சிக்கலான சமச்சீர்நிலையுடன் தொடர்புடைய கேஜ் புலத்தையும் கொண்டிருக்க வேண்டும். இது (சமச்சீர்) போதுமான அளவு பொதுவானதாக இருக்க வேண்டும், குவாண்டம் குரோமோடைனமிக்ஸ் மற்றும் எலக்ட்ரோவீக் இன்டராக்ஷன் கோட்பாடு ஆகிய இரண்டிலும் உள்ள அனைத்து கேஜ் சமச்சீர்மைகளையும் உள்ளடக்கும் திறன் கொண்டது. இத்தகைய சமச்சீரற்ற தன்மையைக் கண்டறிவதே வலுவான மற்றும் எலக்ட்ரோவீக் இடைவினைகளின் ஒருங்கிணைந்த கோட்பாட்டை உருவாக்குவதற்கான முக்கிய பணியாகும். கிராண்ட் யூனிஃபிகேஷன் கோட்பாடுகளின் போட்டியிடும் பதிப்புகளுக்கு வழிவகுக்கும் பல்வேறு அணுகுமுறைகள் உள்ளன.

இருப்பினும், கிரேட் யூனிஃபிகேஷன் இந்த அனுமான பதிப்புகள் அனைத்தும் பல பொதுவான அம்சங்களைக் கொண்டுள்ளன:

முதலாவதாக, அனைத்து கருதுகோள்களிலும், குவார்க்குகள் மற்றும் லெப்டான்கள் - வலுவான மற்றும் எலக்ட்ரோவீக் இடைவினைகளின் கேரியர்கள் - ஒரு கோட்பாட்டு திட்டத்தில் சேர்க்கப்பட்டுள்ளன. இப்போது வரை அவை முற்றிலும் வேறுபட்ட பொருள்களாகக் கருதப்படுகின்றன.

இரண்டாவதாக, சுருக்க அளவீட்டு சமச்சீர்களின் பயன்பாடு புதிய பண்புகளைக் கொண்ட புதிய வகை புலங்களைக் கண்டறிய வழிவகுக்கிறது, எடுத்துக்காட்டாக, குவார்க்குகளை லெப்டான்களாக மாற்றும் திறன். கிராண்ட் யூனிஃபைட் கோட்பாட்டின் எளிமையான பதிப்பில், குவார்க்குகளை லெப்டான்களாக மாற்ற இருபத்தி நான்கு புலங்கள் தேவை. இந்த புலங்களின் குவாண்டாவில் பன்னிரண்டு ஏற்கனவே அறியப்பட்டவை: ஒரு ஃபோட்டான், இரண்டு W துகள்கள், ஒரு Z துகள் மற்றும் எட்டு குளுவான்கள். மீதமுள்ள பன்னிரெண்டு குவாண்டா புதிய சூப்பர்ஹீவி இடைநிலை போஸான்கள், பொதுவான பெயர் X மற்றும் Y - துகள்கள் (1/3 மற்றும் 4/3 மின் கட்டணம் கொண்ட) கீழ் ஒன்றுபட்டது. இந்த குவாண்டா பரந்த அளவிலான சமச்சீர்நிலையை பராமரிக்கும் மற்றும் குவார்க்குகளை லெப்டான்களுடன் கலக்கும் புலங்களுக்கு ஒத்திருக்கிறது. இதன் விளைவாக, இந்த புலங்களின் குவாண்டா (அதாவது X மற்றும் Y துகள்கள்) குவார்க்குகளை லெப்டான்களாக மாற்றும் (மற்றும் நேர்மாறாகவும்).

கிராண்ட் யூனிஃபைட் கோட்பாடுகளின் அடிப்படையில், குறைந்தபட்சம் இரண்டு முக்கியமான வடிவங்கள் கணிக்கப்பட்டுள்ளன, அவை சோதனை ரீதியாக சோதிக்கப்படலாம்: புரோட்டான் உறுதியற்ற தன்மை மற்றும் காந்த மோனோபோல்களின் இருப்பு. ப்ரோட்டான் சிதைவு மற்றும் காந்த மோனோபோல்களின் சோதனைக் கண்டறிதல் கிராண்ட் யூனிஃபைட் கோட்பாடுகளுக்கு ஆதரவாக ஒரு வலுவான வாதத்தை வழங்க முடியும். சோதனை முயற்சிகள் இந்த கணிப்புகளை சோதிப்பதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளன. ஆனால் இந்த விஷயத்தில் இன்னும் உறுதியாக நிறுவப்பட்ட சோதனை தரவு இல்லை. உண்மை என்னவென்றால், கிராண்ட் யூனிஃபைட் கோட்பாடுகள் 10n GeV க்கு மேல் உள்ள துகள் ஆற்றல்களைக் கையாளுகின்றன, இதில் n = 14. இது மிக அதிக ஆற்றல். முடுக்கிகளில் இத்தகைய உயர் ஆற்றல்களின் துகள்களைப் பெறுவது எப்போது சாத்தியமாகும் என்று சொல்வது கடினம். இது குறிப்பாக, எக்ஸ் மற்றும் ஒய் போசான்களைக் கண்டறிவதில் உள்ள சிரமத்தை விளக்குகிறது. எனவே, கிராண்ட் யூனிஃபைட் கோட்பாடுகளின் பயன்பாடு மற்றும் சோதனையின் முக்கிய பகுதி அண்டவியல் ஆகும். இந்த கோட்பாடுகள் இல்லாமல், பிரபஞ்சத்தின் பரிணாம வளர்ச்சியின் ஆரம்ப கட்டத்தை விவரிக்க இயலாது, முதன்மை பிளாஸ்மாவின் வெப்பநிலை 10n K ஐ எட்டியது, அங்கு n = 27. இத்தகைய நிலைமைகளின் கீழ்தான் சூப்பர் ஹீவி துகள்கள் பிறந்து அழிக்க முடியும்.

எனவே, கிராண்ட் யூனிஃபைட் கோட்பாட்டை நிரூபிப்பது இன்று இயற்பியலாளர்களின் முக்கிய பணியாகும் என்பது தெளிவாகிறது இந்த கோட்பாடு மனித அறிவின் வேறுபட்ட துண்டுகளை ஒரே படத்தில் இணைக்க உதவுவது மட்டுமல்லாமல், பிரபஞ்சத்தின் தோற்றத்தைப் புரிந்துகொள்வதற்கான ஒரு படியை எடுக்கவும் உதவும்.

நூல் பட்டியல்.

பள்ளி மாணவர்களின் கையேடு. 5-11 தரங்கள். 2004

சிரில் மற்றும் மெத்தோடியஸின் கணினி கலைக்களஞ்சியம். 2005

I. L. Rosenthal "அடிப்படை துகள்கள் மற்றும் பிரபஞ்சத்தின் அமைப்பு." 1984

அடிப்படைத் துகள்களின் பிரச்சனை

ஒரு பொருளின் "ஆழத்திற்கு" முன்னேற்றத்தின் பல்வேறு கட்டங்களில், பல்வேறு துகள்கள் அடிப்படை (கட்டமைப்பற்ற) என்று அழைக்கப்படுகின்றன. பிரபஞ்சத்தின் அடிப்படை "கட்டுமான தொகுதிகளை" தேடி, மனிதன் ஆரம்பத்தில் அனைத்து சேர்மங்களும் "அடிப்படை" மூலக்கூறுகளைக் கொண்டிருப்பதாக நிறுவினார். மூலக்கூறுகள் "தொடக்க" அணுக்களிலிருந்து கட்டமைக்கப்படுகின்றன என்பது பின்னர் மாறியது. பல நூற்றாண்டுகளுக்குப் பிறகு, "எலிமெண்டரி" அணுக்கள் "எலிமெண்டரி" கருக்கள் மற்றும் அவற்றைச் சுற்றி வரும் எலக்ட்ரான்களிலிருந்து கட்டமைக்கப்படுகின்றன என்று கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. இறுதியாக, கருக்கள் புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களிலிருந்து கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளன என்பது கண்டுபிடிக்கப்பட்டது, அவை ஒப்பீட்டளவில் சமீபத்தில் வரை உள் அமைப்பு இல்லாத அடிப்படை துகள்களாக கருதப்பட்டன. 1932 இல் நியூட்ரான் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட பிறகு, சாதாரண பொருள் கட்டமைக்கப்பட்ட அடிப்படை கட்டுமானத் தொகுதிகள் நிறுவப்பட்டதாகத் தோன்றியது: புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள், எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் ஃபோட்டான்கள்.

ஆனால் 1933 முதல், கண்டறியப்பட்ட அடிப்படைத் துகள்களின் எண்ணிக்கை வேகமாக வளர்ந்து வருகிறது. அவற்றின் எண்ணிக்கை நூறைத் தாண்டியபோது, ​​இவ்வளவு பெரிய எண்ணிக்கையிலான துகள்கள் பொருளின் அடிப்படைக் கூறுகளாகச் செயல்பட முடியாது என்பது தெளிவாகியது.

புதிதாகக் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட அடிப்படைத் துகள்களை, முதலில், வெகுஜனத்தால் வகைப்படுத்த முயன்றனர். இவ்வாறு, அடிப்படைத் துகள்களை லெப்டான்கள் (ஒளி) மற்றும் பேரியன்கள் (கனமானவை) எனப் பிரிப்பது தோன்றியது. நமக்குத் தெரிந்த எலக்ட்ரான், பாசிட்ரான் மற்றும் நியூட்ரினோ ஆகியவை லெப்டான்களுக்கும், புரோட்டான் மற்றும் நியூட்ரான் பேரியனுக்கும் சொந்தமானது. அடிப்படை துகள்களின் மற்றொரு குழு உள்ளது - மீசோன்கள் (இடைநிலை).

பேரியான்கள் மற்றும் மீசான்கள், வலுவான தொடர்பு என்று அழைக்கப்படும் துகள்களாக (கீழே காண்க), பெரும்பாலும் ஹாட்ரான்களின் குழுவாக இணைக்கப்படுகின்றன.

அடிப்படைத் துகள்களின் சிக்கல், அவற்றின் எண்ணிக்கை மூன்றரை நூறுகளைத் தாண்டியது, நீண்ட காலமாக கரையாததாகத் தோன்றியது. 60 களில் குவார்க் மாதிரி முன்மொழியப்பட்டபோது திருப்புமுனை வந்தது, இது குவார்க்குகள் என்று அழைக்கப்படும் புதிய உண்மையான அடிப்படை துகள்களின் இருப்பு பற்றிய கருதுகோளை அடிப்படையாகக் கொண்டது. குவார்க் மாதிரியில், அனைத்து பேரியான்களும் மூன்று குவார்க்குகளின் கலவையாகக் கருதப்படுகின்றன, மேலும் மீசான்கள் ஒரு குவார்க் மற்றும் ஒரு பழங்காலத்தின் கலவையாகக் கருதப்படுகின்றன.

அடிப்படை துகள்களின் அடிப்படை பண்புகள்

அடிப்படை துகள்களின் முக்கிய பண்புகள் பின்வருமாறு:

நிறை – மீ

வாழ்நாள் - τ

மின்சார கட்டணம்–கே

பேரியன் மற்றும் லெப்டான் எண்கள் (கட்டணங்கள்)- பி, எல்

சுழல் – கள்

துணை அணுத் துகள்களின் முக்கிய பண்புகளில் ஒன்று அவற்றின் நிறை, இது அவற்றின் ஓய்வு ஆற்றலை ஒரே நேரத்தில் தீர்மானிக்கிறது. பூஜ்ஜிய நிறை கொண்ட துகள்களில், ஃபோட்டான்கள் நன்கு அறியப்பட்டவை. நியூட்ரினோ நிறை பூஜ்ஜியமாகவும் இருக்கலாம். பூஜ்ஜியம் அல்லாத நிறை (me =0.911·10-30 கிலோ) கொண்ட நிலையான துகள்களில் எலக்ட்ரான் இலகுவானது. பேரியன்களில் புரோட்டான் மிகச்சிறிய நிறை கொண்டது

(m p =1.672·10 -27 kg). நியூட்ரானின் நிறை ஒரு புரோட்டானின் வெகுஜனத்தை விட சற்று அதிகமாக உள்ளது: mn - mp

2.5 மீ.

எலக்ட்ரான் மற்றும் புரோட்டான் நிலையான துகள்கள். ஒரு இலவச நியூட்ரானின் ஆயுட்காலம் சுமார் 900 வினாடிகள் ஆகும். பெரும்பாலான அடிப்படைத் துகள்கள் மிகவும் நிலையற்றவை, அவற்றின் ஆயுட்காலம் சில மைக்ரோ விநாடிகளில் இருந்து 10-23 வினாடிகள் வரை இருக்கும்.

மின்சார கட்டணம்.ஆய்வு செய்யப்பட்ட அனைத்து அடிப்படைத் துகள்களின் மின் கட்டணங்கள் (குவார்க்குகள் தவிர!) e இன் முழு எண் மடங்குகளாகும்.

1.6·10-19 C (e என்பது எலிமெண்டரி சார்ஜ், எலக்ட்ரான் அல்லது புரோட்டானின் மின்னூட்டத்திற்கு சமம்). நம் உலகில், மின்சார கட்டணத்தை பாதுகாப்பதற்கான உலகளாவிய சட்டம் பொருந்தும்: ஒரு தனிமைப்படுத்தப்பட்ட அமைப்பின் மொத்த மின் கட்டணம் பாதுகாக்கப்படுகிறது.

பேரியன் (பி) மற்றும் லெப்டான் (எல்) எண்கள் (கட்டணங்கள்) ஒரு துகள் பேரியன்கள் அல்லது லெப்டான்களின் வகுப்பைச் சேர்ந்ததா என்பதை வகைப்படுத்தவும். பேரியன்களுக்கு லெப்டான் சார்ஜ் இல்லை ( L =0), பேரியன் துகள்களுக்கு B = 1, எதிர் துகள்களுக்குபி = -1. லெப்டான்களுக்கு பேரியன் சார்ஜ் இல்லை, அவற்றின் லெப்டான் சார்ஜ் சமமாக இருக்கும்எல் = 1 - துகள்கள் (எலக்ட்ரான், நியூட்ரினோ) மற்றும் அதன்படிஎல் = -1 - எதிர் துகள்களுக்கு (பாசிட்ரான், ஆன்டிநியூட்ரினோ).

அடிப்படை துகள்களின் முக்கிய சொத்து பரஸ்பர மாற்றங்களுக்கு உட்படும் திறன் ஆகும், இது மேலே விவாதிக்கப்பட்ட அனைத்து வகையான கட்டணங்களும் பாதுகாக்கப்படும் நிபந்தனையின் கீழ் மட்டுமே நிகழ்கிறது: மின்சாரம், பேரியன், லெப்டான் (கூடுதலாக ஆற்றல் பாதுகாப்பு விதிகள், உந்தம் மற்றும் கோண உந்தம்).

சுழல் (கள்) என்பது அவற்றின் சொந்த (சுழல்) வேகத்துடன் தொடர்புடைய அடிப்படைத் துகள்களின் சிறப்பு உள் பண்பு ஆகும், இது அளவிடப்படுகிறது

h இன் அலகுகள் (பிளாங்கின் மாறிலி) அல்லது ћ =									(h கடக்கப்பட்டது).
ћ அலகுகளில், அனைத்து அடிப்படைத் துகள்களின் சுழலும் மதிப்புகள் அல்லது
முழு எண்கள்: 0, 1, 2, … அல்லது அரை முழு எண்கள்: 1								, …

அரை-முழு சுழல் கொண்ட துகள்கள் ஃபெர்மியன்கள் என்றும், முழு எண் சுழல் கொண்ட துகள்கள் போசான்கள் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன. ஃபெர்மியன்கள் கீழ்ப்படிகின்றன பாலியின் விலக்கு கொள்கைஅதன் படி இரண்டு ஒத்த துகள்கள் ஒரே குவாண்டம் நிலையில் இருக்க முடியாது.34 அனைத்து ஃபெர்மியன்களும் பொருளின் துகள்கள்.

போசான்கள், மாறாக, அனைத்தும் ஒரே நிலைக்கு வர முனைகின்றன. அனைத்து போஸான்களும் சில புலத்தின் குவாண்டா துகள்கள். அனைத்து போசான்களிலும், ஃபோட்டான்கள் பிரபஞ்சத்தில் மிகவும் பொதுவானவை.

34 ஒரு குவாண்டம் நிலையானது நான்கு குவாண்டம் எண்களின் தொகுப்பால் முழுமையாக வகைப்படுத்தப்படுகிறது: அவற்றில் மூன்று விண்வெளியின் முப்பரிமாணத்துடன் தொடர்புடையவை, மற்றும் நான்காவது சுழலுடன்.

எனவே, ஃபெர்மியன்கள் "தூய தனிமனிதர்களாக" செயல்படுகின்றன, அதே நேரத்தில் போசான்கள் உண்மையான "கூட்டுவாதிகள்".

அடிப்படை ஃபெர்மியன்கள் - லெப்டான்கள் மற்றும் குவார்க்குகள்

தற்போது, ​​நமது உலகில் உள்ள அனைத்துப் பொருட்களும் கட்டமைக்கப்பட்ட உண்மையான அடிப்படைத் துகள்கள் லெப்டான்கள் மற்றும் குவார்க்குகளாகக் கருதப்படுகின்றன, அதன் சுழல் ½க்கு சமம்.

லெப்டான் குடும்பம் மூன்று தலைமுறைகளின் துகள்களைக் கொண்டுள்ளது: to முதல் தலைமுறைஎலக்ட்ரான் e - மற்றும் அடங்கும் எலக்ட்ரான் நியூட்ரினோν இ ; இரண்டாம் தலைமுறை– மியூன் μ மற்றும் மியூன் நியூட்ரினோν μ மற்றும், இறுதியாக, மூன்றாம் தலைமுறை–

taon τ - மற்றும் taon நியூட்ரினோ ν τ:

				μ −
	ν இ			νμ		ν τ

எலக்ட்ரான், மியூன் மற்றும் டான் ஆகியவை அவற்றின் நியூட்ரினோக்களுடன் ஜோடியாக மட்டுமே தோன்றும்.அவற்றின் மகத்தான ஊடுருவும் சக்தி, மின்சுமை இல்லாமை மற்றும் மிகவும் சிறிய, பூஜ்ஜிய நிறை ஆகியவை பல ஆண்டுகளாக அவற்றை மழுப்பலாக ஆக்கியது. அனைத்து அடிப்படை துகள்களிலும் மிகவும் மழுப்பலானது டவ் நியூட்ரினோவாக மாறியது, இது 2000 கோடையில் மட்டுமே கண்டுபிடிக்கப்பட்டது.

நியூட்ரினோக்கள் மிகவும் "உடலற்றவை", அவை பூமியின் தடிமனை எளிதில் ஊடுருவி, பல ஒளி ஆண்டுகள் தடிமனான ஈய அடுக்கு வழியாக செல்ல முடிகிறது. இதற்கிடையில், நியூட்ரினோக்கள், ஃபோட்டான்களுடன் சேர்ந்து, நம் உலகில் மிகவும் பொதுவான துகள்கள். அனைத்து விண்மீன் திரள்கள் மற்றும் இண்டர்கலெக்டிக் தூசி உட்பட அனைத்துப் பொருட்களும் பிரபஞ்சத்தின் மொத்த அளவு முழுவதும் சமமாக விநியோகிக்கப்பட்டிருந்தால், ஒவ்வொரு கன மீட்டர் விண்வெளிக்கும் ஒரு புரோட்டானும் ஒரு எலக்ட்ரானும் இருக்கும். பல பில்லியன் மடங்கு அதிக ஃபோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரினோக்கள் உள்ளன: ஒவ்வொரு கன சென்டிமீட்டரிலும் சுமார் 500 துகள்கள் உள்ளன.

நியூட்ரினோக்கள் முதன்முதலில் பாலியினால் அணுக்கருக்களின் பீட்டா சிதைவுகளை விளக்க அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது.

இதில் ஒரு புரோட்டானை நியூட்ரானாக மாற்றுவது (β + - சிதைவு என அழைக்கப்படுவது) மற்றும் நியூட்ரானை புரோட்டானாக மாற்றுவது:

	→ 0 n						→ 1 பக்	+− 1 இ

ஒரு நியூட்ரானை புரோட்டானாக மாற்றுவது ஆற்றல் ரீதியாக சாதகமானது என்பதை நினைவில் கொள்க (ஒரு புரோட்டானின் நிறை நியூட்ரானின் வெகுஜனத்தை விட குறைவாக இருப்பதால்). இதுவே கட்டற்ற நியூட்ரானின் உறுதியற்ற தன்மையை விளக்குகிறது.

நியூட்ரானை புரோட்டானாக மாற்றும் செயல்முறை கருவுக்குள் நடந்தால்,

இது β - - சிதைவு எனப்படும். இந்த வழக்கில், β - துகள் ஒரு எலக்ட்ரான் ஆகும்.

புரோட்டானை நியூட்ரானாக மாற்றும் செயல்முறைக்கு ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது மற்றும் கருவில் மட்டுமே நிகழ முடியும். β + - சிதைவு என்பது எலக்ட்ரானுடன் முற்றிலும் ஒத்த ஒரு துகள் பிறப்புடன் சேர்ந்துள்ளது, ஆனால் எதிர் குறியின் மின் கட்டணத்துடன், இது பாசிட்ரான் +1 இ 0 என அழைக்கப்படுகிறது.

எலக்ட்ரானுடன் (அல்லது பாசிட்ரான்), நியூட்ரினோ − 0 ν 0 எனப்படும் மற்றொரு அடிப்படைத் துகள் (துகள்,

உடன் β - - சிதைவு).

எதிர் துகள்கள்

எலக்ட்ரான் மற்றும் பாசிட்ரானின் இருப்பு மற்ற அடிப்படைத் துகள்களுக்கு அவற்றின் சொந்த "இரட்டையர்கள்" இருக்கலாம் என்று கூறுகிறது. உண்மையில், ஏறக்குறைய ஒவ்வொரு துகள்களும் அதன் சொந்த எதிர் துகள்களைக் கொண்டுள்ளன, அதன் நிறை துகள்களின் வெகுஜனத்திற்கு கண்டிப்பாக சமமாக இருக்கும், மேலும் மின்னூட்டத்தின் அடையாளம் எதிர்மாறாக உள்ளது. இரட்டையர்கள் (ஃபோட்டான்கள்) இல்லாத உண்மையான நடுநிலை துகள்களின் மிகவும் அரிதான வகை உள்ளது. கொள்கையளவில், ஆன்டிஆட்டோம் இருக்க முடியும், அதன் கரு ஆன்டிபுரோட்டான்கள் மற்றும் ஆன்டிநியூட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் எலக்ட்ரான்கள் ஆன்டிஎலக்ட்ரான்கள் (பாசிட்ரான்கள்), ஒரு ஆன்டிமால்குல் மற்றும் இறுதியாக ஒரு ஆன்டிமேட்டரால் மாற்றப்படுகின்றன, இதன் பண்புகள் பண்புகளிலிருந்து வேறுபட்டதாக இருக்காது. சாதாரண விஷயம்.

துகள்கள் மற்றும் எதிர் துகள்களின் மிக முக்கியமான பண்பு அவற்றின் அழிக்கும் திறன் ஆகும். ஒரு துகள் அழிவு - எதிர் துகள் ஜோடி (லத்தீன் அனிஹிலேஷியோவிலிருந்து -

அழிவு, மறைதல்) என்பது அடிப்படைத் துகள்களின் இடைமாற்றத்தின் வகைகளில் ஒன்றாகும், இது ஆற்றலின் வெளியீட்டுடன் சேர்ந்துள்ளது, எடுத்துக்காட்டாக, எலக்ட்ரான் மற்றும் பாசிட்ரான் அவற்றின் மோதலின் போது ஃபோட்டான்களாக (மின்காந்த கதிர்வீச்சு) மாற்றம்.

1 e0 + +1 e0 → 2γ

எதிர் விளைவும் சாத்தியமாகும் - இரண்டு ஃபோட்டான்கள் மோதும் போது எலக்ட்ரான்-பாசிட்ரான் ஜோடி உருவாகும். ஃபோட்டான் ஆற்றல் E γ > 2m e c 2 (இன்னும் கொஞ்சம் அதிகமாக) எலக்ட்ரானின் மற்ற ஆற்றலை விட இரண்டு மடங்கு குறைவாக இருக்க வேண்டும் என்பது தெளிவாகிறது.

1MeV).

நமது உலகம் பொருளால் ஆனது. பூமியிலும், சூரியக் குடும்பத்திலும், சூரியக் குடும்பத்தைச் சுற்றியுள்ள விண்வெளியிலும், குறிப்பிடத்தக்க அளவு எதிர்ப்பொருள் எதுவும் இல்லை, ஏனெனில் அழிவு எதிர்வினைகள் காரணமாக துகள்கள் மற்றும் எதிர் துகள்களின் நெருங்கிய சகவாழ்வு சாத்தியமற்றது. ஆய்வக நிலைமைகளில் உற்பத்தி செய்யக்கூடிய சில எதிர் துகள்கள் விரைவில் அல்லது பின்னர் இறக்கின்றன. நிலையான எதிர் துகள்களின் நீண்ட கால இருப்பு (உதாரணமாக, ஆன்டிபுரோட்டான்கள் அல்லது பாசிட்ரான்கள்) பொருளின் குறைந்த அடர்த்தியில் மட்டுமே சாத்தியமாகும் - சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் சிறப்பு குவிப்பான்கள் அல்லது விண்வெளியில். நமது உலகம் ஏன் பொருளைக் கொண்டுள்ளது, எப்போது, ​​ஏன் நமது பிரபஞ்சத்தின் சமச்சீரற்ற தன்மை எழுந்தது என்பது பற்றிய கேள்விகள் அடிப்படை முக்கியத்துவம் வாய்ந்தவை மற்றும் கோட்பாட்டு இயற்பியலாளர்களின் கவனத்தை தொடர்ந்து ஈர்க்கின்றன.

ஹாட்ரான்கள் (பேரியான்கள் மற்றும் மீசான்கள்) உருவாக்கப்பட்ட அடிப்படை அடிப்படைத் துகள்களின் இரண்டாவது குடும்பம் குவார்க்குகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. ஆறு வகையான குவார்க்குகள் உள்ளன (இயற்பியலாளர்கள் அவற்றை "சுவைகள்" என்று அழைக்கிறார்கள்), அவை லெப்டான்களைப் போலவே, ஜோடிகளாகவும் மூன்று தலைமுறைகளை உருவாக்குகின்றன. முதல் தலைமுறை– u மற்றும் d குவார்க்குகள் (மேலே - மேல் மற்றும் கீழ்

கீழ்); இரண்டாம் தலைமுறை - s மற்றும் c குவார்க்குகள் (விசித்திரமான - விசித்திரமான மற்றும் வசீகரம் -

மந்திரித்தது) மற்றும், இறுதியாக, மூன்றாம் தலைமுறை - பி மற்றும் டி குவார்க்குகள் (அழகு - அழகான மற்றும் உண்மை - உண்மை ; சில நேரங்களில் அவர்கள் அழைக்கப்படுகிறார்கள்கீழ் மற்றும் மேல் ) கடந்த ஆறாவதுடி-குவார்க் ஒப்பீட்டளவில் சமீபத்தில் (1995 இல்) கண்டுபிடிக்கப்பட்டது.

குவார்க்குகள் ஃபெர்மியன்கள் (அவற்றின் சுழல் லெப்டான்களைப் போல ½ ஆகும்). இந்த வழக்கில், திசையன் கணிப்புகளுடன் இரண்டு உள் குவாண்டம் நிலைகள் சாத்தியமாகும் -

பின்: +1/2 மற்றும் –1/2

குவார்க்குகளுக்கான பேரியான் எண், ஆன்டிகார்க்குகளுக்கு மூன்றில் ஒரு பங்கு B = 1/3 க்கு சமம்

- பி = -1/3. ஒவ்வொரு குவார்க்கிற்கும் மற்றொரு குணாதிசயம் உள்ளது, இயற்பியலாளர்கள் இதை சுவை (விசித்திரம், வசீகரம் போன்றவை) என்று அழைக்கின்றனர்.

மிகவும் ஆச்சரியமான விஷயம் என்னவென்றால், குவார்க்குகள் ஒரு பகுதியளவு மின்னேற்றத்தைக் கொண்டிருக்கின்றன, இதன் மதிப்பு அடிப்படை மின்னூட்டத்தின் 2/3 (குவார்க் சார்ஜ் நேர்மறை) அல்லது எலக்ட்ரான் மின்னூட்டத்தின் 1/3 (சார்ஜ் அடையாளம் எதிர்மறை) ஆகும்.

அனைத்து பேரியன்களும் மூன்று குவார்க்குகளின் கலவையாகும். நியூக்ளியோன்கள் - அணுக்கருக்களின் அடிப்படை அடிப்படையானது, இலகுவான பேரியான்கள் மற்றும் முதல் தலைமுறை குவார்க்குகளைக் கொண்டுள்ளது. ஒரு புரோட்டான் இரண்டால் ஆனதுயு-குவார்க்குகள் மற்றும் ஒரு டி-குவார்க், இரண்டு டி-குவார்க்குகளிலிருந்து ஒரு நியூட்ரான் மற்றும் ஒரு யூ-குவார்க்:

புரோட்டான் சார்ஜ் ஒற்றுமைக்கு சமமாக (2/3+2/3–1/3 = +1) மாறுகிறதா, நியூட்ரான் சார்ஜ் பூஜ்ஜியம் (2/3 – 1/3 – 1/) என்பதைச் சரிபார்ப்பது எளிது. 3 = 0).

நியூட்ரான் புரோட்டானை விட கனமானது, ஏனெனில் டி குவார்க் யூ குவார்க்கை விட கனமானது.

β + – மற்றும் β – – இன் செயல்முறைகள் குவார்க்குகளின் (u d) இடைமாற்றம் ஒரு புதிய விளக்கத்தைப் பெறுவதால் சிதைகிறது.

குவார்க்-ஆன்டிகார்க் ஜோடியின் கலவையிலிருந்து மீசான்கள் உருவாக்கப்படுகின்றன. என்பது தெளிவாகிறது
மீசான்களின் பேரியன் எண் பூஜ்ஜியம்,						சுழல் சமம்	பூஜ்யம் அல்லது ஒன்று.
மூன்று பழங்காலங்களின் சேர்க்கைகள் ஆன்டிபரியன்களை உருவாக்குகின்றன (ஆன்டிபுரோட்டான்கள்,
ஆன்டிநியூட்ரான்கள், முதலியன).
அட்டவணை 1 அனைத்து அடிப்படை ஃபெர்மியன்களையும் வழங்குகிறது -
பொருளின் கட்டமைப்பின் கட்டமைப்பு அலகுகள்.
			அட்டவணை எண் 1
		அடிப்படை ஃபெர்மியன்கள்
அறக்கட்டளை-
	தலைமுறைகள்						III எலக்ட்ரிக்
ஃபெர்மியன்கள்			தலைமுறை			தலைமுறை	தலைமுறை
	விதிக்கப்படும்
			எதிர் மின்னணு					−1
						νμ	ντ
	நியூட்ரினோ		மின்னணு
					வசீகரித்தார்		உண்மை
							அழகு
ஹாட்ரான்களின் அனைத்து பன்முகத்தன்மையும் பல்வேறு சேர்க்கைகள் காரணமாக எழுகிறது
கொடுக்கப்பட்டது						வாசனைகள்.

u- மற்றும் d-குவார்க்குகளிலிருந்து மட்டுமே கட்டப்பட்ட பிணைப்பு நிலைகளுக்கு ஒத்திருக்கிறது. பிணைக்கப்பட்ட நிலையில், u - மற்றும் d -quarks உடன், எடுத்துக்காட்டாக, s - அல்லது c -quark இருந்தால், அதனுடன் தொடர்புடைய ஹாட்ரான் விசித்திரமானது அல்லது

வசீகரித்தார்.

அறியப்பட்ட அனைத்து பேரியான்கள் மற்றும் மீசான்கள் குவார்க்குகளின் பல்வேறு சேர்க்கைகளிலிருந்து பெறப்படலாம் என்பது குவார்க் கோட்பாட்டின் முக்கிய வெற்றியைக் குறிக்கிறது. இருப்பினும், ஒற்றை குவார்க்குகளைக் கண்டறிவதற்கான அனைத்து முயற்சிகளும் வீண். ஒரு முரண்பாடான சூழ்நிலை உருவாகியுள்ளது. குவார்க்குகள் சந்தேகத்திற்கு இடமின்றி ஹாட்ரான்களுக்குள் உள்ளன. இது ஹாட்ரான்களின் கருதப்படும் குவார்க் சிஸ்டமேட்டிக்ஸ் மூலம் மட்டுமல்ல, வேகமான எலக்ட்ரான்களால் நியூக்ளியோன்களின் நேரடி "பரிமாற்றம்" மூலமாகவும் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. இந்தச் சோதனையில் (அடிப்படையில் முற்றிலும் ரதர்ஃபோர்டின் சோதனையைப் போன்றது), ஹாட்ரான்களுக்குள், எலக்ட்ரான்கள் புள்ளித் துகள்களில் சிதறிக்கிடக்கின்றன, அவை –1/3 மற்றும் +2/3 க்கு சமமான கட்டணங்கள் மற்றும் ½க்கு சமமாக சுழல்கின்றன, அதாவது நேரடி இயற்பியல் சான்றுகள். ஹாட்ரான்களுக்குள் குவார்க்குகள் இருப்பது. ஆனால் ஹட்ரான்களில் இருந்து குவார்க்குகளை அகற்றுவது சாத்தியமில்லை. இந்த நிகழ்வு "சிறை" என்று அழைக்கப்படுகிறது.

(சிறை - சிறைபிடிப்பு, ஆங்கிலம்).

அடிப்படை தொடர்புகள்

பொருளின் கட்டமைப்பை விளக்க விஞ்ஞானம் பதிலளிக்க வேண்டிய அடுத்த அடிப்படை கேள்வி, துகள்களுக்கு இடையிலான தொடர்புகளின் தன்மை மற்றும் இயல்புடன் தொடர்புடையது, இது சில நிபந்தனைகளின் கீழ் பிணைக்கப்பட்ட நிலைகளை உருவாக்க வழிவகுக்கிறது. குவார்க்குகளை நியூக்ளியோன்களாகவும், நியூக்ளியோன்களை கருவாகவும், நியூக்ளிகள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களை அணுக்களாகவும், அணுக்களை மூலக்கூறுகளாகவும் இணைப்பது எது? பிரபஞ்சத்தில் கோள்கள், நட்சத்திரங்கள் மற்றும் விண்மீன் திரள்கள் போன்ற வடிவங்களில் பொருள்களின் குவிப்புகள் ஏன் உள்ளன? நமது பொருள் உலகில் நிகழும் அனைத்து மாற்றங்களுக்கும் காரணமான சக்திகளின் தன்மை என்ன?

இயற்கையில் நடக்கும் அனைத்தையும் வெறுமனே குறைக்க முடியும் என்று மாறிவிடும்

நான்கு அடிப்படை தொடர்புகள்

இயற்கையில் அடிப்படை தொடர்புகளின் பங்கு

ஈர்ப்பு தொடர்புபலவீனமானது மற்றும் அதே நேரத்தில் மிகவும் உலகளாவியது. நிறை அல்லது ஆற்றலைக் கொண்ட எந்தவொரு பொருளுக்கும் இடையில் ஈர்ப்பு தொடர்பு செயல்படுகிறது. புவியீர்ப்பு விசையானது பிரபஞ்சம் வீழ்ச்சியடைவதைத் தடுக்கிறது, கிரகங்கள் மற்றும் நட்சத்திரங்களில் பொருளைச் சேகரிக்கிறது, கிரகங்களை சுற்றுப்பாதையில் வைத்திருக்கிறது, நட்சத்திரங்களை விண்மீன்களுடன் "இணைக்கிறது". பொதுவாக, ஒரு வானியல் அளவில், ஈர்ப்பு தொடர்பு ஒரு தீர்க்கமான பாத்திரத்தை வகிக்கிறது. நுண்ணுயிரில், மற்ற தீவிரமான தொடர்புகளுடன் ஒப்பிடும்போது புவியீர்ப்பு புறக்கணிக்கப்படலாம்.

மின்காந்த தொடர்பு அனைத்து துகள்களுக்கும் பொதுவானது

மின்சார கட்டணம் உள்ளது. ஈர்ப்பு விசையைப் போலவே, மின்காந்த இடைவினையும் நீண்ட தூரம் உள்ளது, மற்றும் ஓய்வு நேரத்தில் புள்ளி கட்டணங்களுக்கு இடையில் செயல்படும் விசையை நிர்ணயிக்கும் சட்டம் ஈர்ப்பு விதியைப் போன்றது - இது பள்ளியிலிருந்து அறியப்பட்ட கூலோம்பின் விதி:

		மீ 1 மீ 2			q 1 q 2

எவ்வாறாயினும், ஈர்ப்பு விசையைப் போலல்லாமல், இது எப்போதும் ஒரு ஈர்ப்பாகும், மின் ஈர்ப்பு எதிர் அறிகுறிகளின் கட்டணங்களுக்கு இடையில் மட்டுமே உள்ளது, அதே நேரத்தில் அதே அடையாளத்தின் கட்டணங்கள் விரட்டுகின்றன. மின்காந்த தொடர்புக்கு நன்றி, அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகளின் உருவாக்கம் சாத்தியமாகும். ஒரு பொருளின் திரட்டலின் பல்வேறு நிலைகளின் பண்புகளைத் தீர்மானிக்கும் இடைக்கணிப்பு விசைகளும் மின் இயல்புடையவை. பெரும்பாலான கவனிக்கக்கூடிய இயற்பியல் சக்திகள் (நெகிழ்ச்சி, உராய்வு, முதலியன) உண்மையில் கீழே வருகின்றன; இது பொருட்களின் இரசாயன மாற்றங்கள் மற்றும் அனைத்து காணக்கூடிய மின், காந்த மற்றும் ஒளியியல் நிகழ்வுகளின் அடிப்படையாகும்.

வலுவான மற்றும் பலவீனமான தொடர்புகள் நுண்ணுயிரில், துணை அணு மட்டத்தில் மட்டுமே தோன்றும்.

வலுவான தொடர்புகுவார்க்குகள் மற்றும் குவார்க்குகளின் அமைப்புகளில் உள்ளார்ந்தவை - ஹாட்ரான்கள். வலுவான தொடர்புகளின் முக்கிய செயல்பாடு குவார்க்குகளை (மற்றும் ஆன்டிக்வார்க்குகள்) ஹாட்ரான்களாக இணைப்பதாகும். நியூக்ளியோன்களை கருக்களாக இணைக்கும் அணு சக்திகள் வலுவான தொடர்புகளின் குறிப்பிட்ட எதிரொலிகளாகும் (பெரும்பாலும் எஞ்சிய வலுவான தொடர்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது).

பலவீனமான தொடர்புஅனைத்து அடிப்படை ஃபெர்மியன்களிலும் உள்ளார்ந்தவை. நியூட்ரினோக்களைப் பொறுத்தவரை, அவை பங்கேற்கும் ஒரே தொடர்பு இதுதான். வலுவான தொடர்பு போலல்லாமல், பலவீனமான தொடர்புகளின் செயல்பாடு துகள்களின் தன்மையை (சுவையை) மாற்றுவதாகும், அதாவது ஒரு குவார்க்கை மற்றொன்றாக மாற்றுவது (லெப்டான்களுக்கும் இது பொருந்தும்).

பலவீனமான தொடர்பு இல்லாத நிலையில், புரோட்டான் மற்றும் எலக்ட்ரான் மட்டும் நிலையானதாக இருக்கும், ஆனால் மியூயான்கள், π - மீசான்கள், பலவீனமான தொடர்புகளின் விளைவாக சிதைந்துவிடும் விசித்திரமான மற்றும் கவர்ச்சியான துகள்கள். பலவீனமான தொடர்புகளை "அணைக்க" முடிந்தால், சூரியன் வெளியேறும்,

ஒரு புரோட்டானை நியூட்ரானாக மாற்றும் செயல்முறையிலிருந்து (β சிதைவு), இதன் விளைவாக நான்கு புரோட்டான்கள் 2 He4, இரண்டு பாசிட்ரான்கள் மற்றும் இரண்டு நியூட்ரினோக்கள் (ஹைட்ரஜன் சுழற்சி என்று அழைக்கப்படும், இது ஆற்றலின் முக்கிய ஆதாரமாக செயல்படுகிறது. சூரியன் மற்றும் பெரும்பாலான நட்சத்திரங்கள்.) சாத்தியமற்றது.

அடிப்படை தொடர்புகளின் பண்புகள்

தொடர்புகளின் தீவிரத்தை அவை ஏற்படுத்தும் செயல்முறைகளின் வேகத்தால் தீர்மானிக்க முடியும். பொதுவாக ஒருவருக்கொருவர் ஒப்பிடப்படுகிறது செயல்முறை வேகம் 1 GeV ஆற்றலில், துகள் இயற்பியலின் சிறப்பியல்பு. அத்தகைய ஆற்றல்களில், வலுவான தொடர்புகளால் ஏற்படும் செயல்முறை

10-24 வினாடிகளில் நிகழ்கிறது, 10-21 வினாடிகளில் மின்காந்த செயல்முறை, பலவீனமான தொடர்பு காரணமாக ஏற்படும் செயல்முறைகளின் சிறப்பியல்பு நேரம் மிக நீண்டது: 10-10 வி.