Skip to main content
Global

33: Fizikia ya chembe

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    183576

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Fizikia ya chembe (au fizikia ya juu ya nishati) inasoma asili ya chembe zinazounda suala (chembe na wingi) na mionzi (chembe zisizo na massless). Ingawa neno “chembe” linaweza kutaja aina mbalimbali za vitu vidogo sana (kwa mfano, protoni, chembe za gesi, au hata vumbi vya nyumbani), “fizikia ya chembe” kwa kawaida huchunguza chembe ndogo sana zinazoweza kutambulika na mashamba ya nguvu ya msingi ya kutosha yanayotakiwa kuyaeleza.

    • 33.0: Utangulizi wa Fizikia ya Chembe
      Katika utafiti wake, tumegundua idadi ndogo ya atomi na tabia utaratibu kwamba alielezea mbalimbali kubwa ya matukio. Fizikia ya nyuklia inahusika na nuclei ya atomi na substructures yao. Hapa, idadi ndogo ya vipengele—protoni na nyutroni-hufanya viini vyote. Kuchunguza tabia ya utaratibu wa mwingiliano wao umefunua hata zaidi kuhusu suala, nguvu, na nishati.
    • 33.1: Chembe ya Yukawa na Kanuni ya kutokuwa na uhakika wa Heisenberg Imebadilishwa
      Fizikia ya chembe kama tunavyoijua leo ilianza na mawazo ya Hideki Yukawa mwaka 1935. Yukawa alivutiwa na nguvu kali za nyuklia hasa na kupatikana njia ya ustadi ya kueleza masafa yake mafupi. Wazo lake ni mchanganyiko wa chembe, nguvu, relativity, na mechanics quantum ambayo inatumika kwa majeshi yote. Yukawa alipendekeza kuwa nguvu hupitishwa kwa kubadilishana chembe (inayoitwa chembe za carrier). Shamba hilo lina chembe hizi za carrier.
    • 33.2: Vikosi Vinne vya Msingi
      Kuna vikosi vinne pekee vya msingi katika asili yote. Hii ni idadi inashangaza ndogo kwa kuzingatia matukio elfu kumi wao kueleza. Fizikia ya chembe imefungwa kwa nguvu hizi nne. Baadhi ya chembe za msingi, zinazoitwa chembe za carrier, hubeba majeshi haya, na chembe zote zinaweza kuhesabiwa kulingana na ambayo kati ya vikosi vinne wanavyohisi.
    • 33.3: Accelerators Kujenga Suala kutoka Nishati
      Mchakato wa msingi katika kujenga chembe zisizojulikana hapo awali ni kuharakisha chembe zinazojulikana, kama vile protoni au elektroni, na kuelekeza boriti yao kuelekea lengo. Ikiwa nishati ya chembe zinazoingia ni kubwa ya kutosha, jambo jipya wakati mwingine huundwa katika mgongano. Vikwazo vinawekwa kwenye kile kinachoweza kutokea kwa sheria zinazojulikana za uhifadhi, kama vile uhifadhi wa nishati ya wingi, kasi, na malipo. Hata zaidi ya kuvutia ni mapungufu haijulikani yaliyotolewa na asili.
    • 33.4: Chembe, Sampuli, na Sheria za Uhifadhi
      Baada ya Vita Kuu ya II, kasi za kasi za kutosha kuunda chembe hizi zilijengwa. Sio tu zilizotabiriwa na chembe zilizojulikana zilizoundwa, lakini chembe nyingi zisizotarajiwa zilizingatiwa. Awali inayoitwa chembe za msingi, idadi yao ilienea kwa kadhaa na kisha mamia, na neno “zoo ya chembe” ikawa maombolezo ya mwanafizikia kwa ukosefu wa unyenyekevu. Lakini ruwaza zilionekana katika zoo ya chembe ambayo imesababisha kurahisisha mawazo kama vile quarks, kama tutakavyoona hivi karibuni.
    • 33.5: Quarks - Je, Hiyo Yote Kuna?
      Quarks zimetajwa kwa pointi mbalimbali katika maandishi haya kama vitalu vya msingi vya ujenzi na wanachama wa klabu ya kipekee ya chembe za msingi za kweli. Kumbuka kuwa chembe ya msingi au ya msingi haina substructure (haijafanywa na chembe nyingine) na haina ukubwa wa mwisho isipokuwa wavelength yake. Hii haina maana kwamba chembe za msingi ni imara-baadhi ya kuoza, wakati wengine hawana. Kumbuka kwamba leptoni zote zinaonekana kuwa za msingi, wakati hakuna harrons ni ya msingi.
    • 33.6: GUTs - Umoja wa Vikosi
      Utafutaji wa nadharia sahihi inayounganisha vikosi vinne vya msingi, vinavyoitwa Grand Unified Theory (GUT), inachunguzwa katika sehemu hii katika eneo la fizikia ya chembe. Mipaka ya Fizikia huongeza hadithi katika kufanya uhusiano na cosmology, upande wa mwisho wa kiwango cha umbali.
    • 33.E: Uhusiano maalum (Zoezi)

    Thumbnail: Katika mchoro huu wa Feynman, elektroni na apositron huangamiza, huzalisha photon (iliyowakilishwa na wimbi la bluu la sine) ambayo inakuwa jozi ya aquark-antiquark, baada ya hapo antiquark huangaza gluon (iliyowakilishwa na helix ya kijani). (CC-SA-BY 2.5; Joel Holdsworth).