| GRAVITAȚIA | ELECTROMAGNETISMUL | FORȚA TARE | FORȚA SLABĂ |
Cel mai probabil surprinzător pentru cei nefamiliarizați cu subiectul, toate tipurile de schimbări cunoscute în univers pot fi explicate de doar patru forțe fundamentale.
Prima forță pe care fizicienii au ajuns să o înțeleagă a fost gravitația, care „atrage” orice lucru care are masă sau energie către alte obiecte cu masă sau energie.
- Detalii
- de: Iosif A.
- Fizica nucleară şi fizica particulelor
Fizica particulelor nu este, de fapt, despre particule și nici despre câmpuri, ci despre structură (relații, ce poate fi observat, cadrul matematic), crede filozoful Jonathan Bain într-un articol recent.
Câmp cuantic (reprezentare grafică). Vibrația câmpului, când atinge o anume energie, devine ceea ce numim „particulă”
În ciuda numelui, teoriile aflate în centrul fizicii moderne descriu o realitate în care ideea clasică de particule discrete, localizabile și numărabile se prăbușește, iar câmpurile nu stau nici ele mai bine.
A înțelege fizica particulelor înseamnă să renunți la aceste intuiții învechite și să accepți o viziune mai radicală: proprietățile pe care le asociem cu particulele sau câmpurile nu există în mod absolut, ci apar doar în anumite contexte (energii).
Ce stă, atunci, la baza realității? Nu obiectele, ci structura - relațiile, observabilele, cadrul matematic. Dacă există ceva fundamental, este posibil ca acel ceva să nu fie un „lucru” deloc.
- Detalii
- de: Iosif A.
- Fizica nucleară şi fizica particulelor
Fotonul - particula fundamentală a luminii este pe cât obișnuită aparent, pe atât de plină de surprize.
Câmp cuantic (reprezentare grafică). Vibrația câmpului, când atinge o anume energie, devine ceea ce numim „particulă”
Ceea ce fizicienii numesc fotoni, alții ar putea numi pur și simplu lumină. Cuante de lumină, fotonii sunt cele mai mici pachete posibile de energie electromagnetică. Dacă citești acest articol pe un ecran sau o pagină de carte, fluxurile de fotoni transportă imaginile cuvintelor către ochii tăi.
În știință, fotonii sunt folosiți pentru mult mai mult decât simpla iluminare.
- Detalii
- de: Amanda Solliday și Kathryn Jepsen
- Fizica nucleară şi fizica particulelor
Câmpul Higgs, reprezentare grafică
Întrebarea cu privire la cum ajung pariculele elementare să aibă masă este una dintre cele mai dificile întrebări din fizica particulelor. Explicațiile de pe Internet diferă, de la autor la autor, dar acestea sunt în cea mai mare parte ori superficiale, ori greșite.
Cele superficiale doar menționează că bosonul Higgs (ceea ce este greșit) sau câmpul Higgs (ceea ce este corect) dă masă particulelor. Nu se vorbește cum anume.
Dar bosonul Higgs este o particulă cu o viață extrem de scurtă, iar când spun „extrem”, nu folosesc ticul verbal specific multora azi. Odată creat, dispare aproape instananeu. De aceea a fost atât de dificil de creat și descoperit la LHC. Este atât de rar, că, cel mai probabil, nu există niciunul în galaxia noastră în acest moment! Nu apare spontan, ci este nevoie de energie, precum cea generată de coliziunea dintre protoni de la CERN (Organizația europeană pentru cercetare nucleară), Elveția.
Și nu, bosonul Higgs nu este implicat în crearea masei particulelor elementare. Prin urmare, invocarea bosonului Higgs în mecanismul masei particulelor elementare este greșită. Dar descoperirea bosonului ne-a dat certitudinea existenței câmpului Higgs, care este implicat în mecanismul masei particulelor elementare.
- Detalii
- de: Iosif A.
- Fizica nucleară şi fizica particulelor
Câmp cuantic (reprezentare grafică). Vibrația câmpului, când atinge o anume energie, devine ceea ce numim „particulă”
Odată cu descoperirea bosonului Higgs în urmă cu 12 ani ipoteza privind crearea masei ca urmare a interacțiunii particulelor elementare cu câmpul Higgs a prins consistență. Deși bosonul Higgs nu are nicio implicare în generarea masei particulelor, descoperirea acestuia a dezvăluit existența câmpului Higgs.
Dar 99% din masa vizibilă din univers nu are legătură cu câmpul Higgs. Cea mai mare parte a masei are la bază particule compuse, la modul general - atomii, dar, mai concret, masa protonilor și a neutronilor.
- Detalii
- de: Iosif A.
- Fizica nucleară şi fizica particulelor
Dezintegrarea unui neutron liber - în proton, electron și antineutrino
Dintr-un anumit punct de vedere, particulele sunt de două tipuri: elementare, precum fotonul sau electronul (care nu sunt compuse din alte particule), și complexe, precum protonul sau neutronul (care sunt compuse din alte particule).
Un aspect mai puțin discutat și, în consecință, mai puțin cunoscut este că unele particule elementare, deși nu sunt compuse din alte particule, se pot dezintegra, din acestea luând „naștere” alte particule elementare.
În acest articol o să discut despre două lucruri: de ce unele particule, elementare sau compuse, se dezintegrează (iar altele nu) și care sunt regulile pe care le urmează acestea atunci când se dezintegrează.
- Detalii
- de: Iosif A.
- Fizica nucleară şi fizica particulelor
Într-un videoclip recent fiziciana germană Sabine Hossenfelder vorbește despre mecanismele prin care particulele obțin masă. De regulă, atunci când se vorbește despre masă, se menționează particula Higgs. Această arată că, în fapt, comunicarea pe acest subiect, al masei particulelor, este incompletă și incorectă.
În fapt, pentru masa particulelor, spune aceasta, sunt responsabile două condensate, condensatul Higgs și condensatul pionic. Vedem imediat ce este cu acestea.
- Detalii
- de: Iosif A.
- Fizica nucleară şi fizica particulelor
Sunt particule elementare, precum fotonul sau gluonul, care nu au masă, dar sunt particule elementare, precum electronul sau quarcul, care au masă. De ce unele particule au masă și altele nu? Cum ajung particulele cu masă să aibă masă? Ce înseamnă, în fapt, să ai masă?
- Detalii
- de: Iosif A.
- Fizica nucleară şi fizica particulelor
Câmp cuantic (reprezentare grafică). Vibrația câmpului, când atinge o anume energie, devine ceea ce numim „particulă”
Teoria câmpurilor cuantice este una dintre cele mai de succes teorii din fizică, ce spune, în esență, că, în fapt, componentele fundamentale care alcătuiesc universul sunt câmpurile cuantice, nu particulele; particulele sunt doar vibrații localizate ale unor câmpuri cuantice care sunt distribuite în tot universul. Deși o teorie reușită, există o serie de dificultăți care îi fac pe fizicieni să creadă că teoria este incompletă din punct de vedere matematic.
Despre teoria câmpurilor cuantice am scris mai multe articole explicative de-a lungul timpului. Le puteți găsi aici.
- Detalii
- de: Iosif A.
- Fizica nucleară şi fizica particulelor
Protonul, ca o mare de quarcuri și anti-quarcuri
Credit: MIT/Jefferson Lab/Sputnik Animation
Ceea ce orice persoană educată știe este că materia este formată din molecule, care la rândul lor sunt formate din atomi. Atomii sunt alcătuiți din nucleu (adică protoni și neutroni), precum și electroni situați în exteriorul nucleului. Protonii și neutronii nu sunt particule elementare, ci sunt formate din quarcuri.
Protonii sunt particule cu sarcină electrică pozitivă. Explicația obișnuită cu privire la structura unui proton este aceea că acesta este alcătuit din trei quarcuri de două tipuri (două quarcuri up și un quarc down). Dar fizicienii descriu astăzi protonul ca fiind de o complexitate extraordinară, care are puține legături cu explicația „clasică” referitoare la cele trei quarcuri.
- Detalii
- de: Iosif A.
- Fizica nucleară şi fizica particulelor
Tabloul particulelor elementare
Din câte știm astăzi despre universul nostru, acesta este alcătuit în cea mai mare parte din energie întunecată (68%), apoi din materie întunecată (27%) și în proporție mai mică din materie (5%), pe care o mai numim „obișnuită”, ca să fim siguri că s-a înțeles la ce ne referim :)
- Detalii
- de: Iosif A.
- Fizica nucleară şi fizica particulelor
Schemă a unei jerbe de radiaţii care se produce atunci când când o particulă cosmică cu mare energie se ciocneşte de atomii din atmosfera Pământului
Pentru că a fost testat și măsurat de nenumărate ori, știm un lucru despre universul nostru: niciun obiect nu poate depăși viteza luminii în vid. Este o limită impusă de teoria relativității a lui Einstein, în fapt un pilon fundamental al teoriei. Sigur, nu e deloc clar de ce stau lucrurile astfel, dar nu am identificat încă niciun obiect care să încalce acest principiu fundamental.
- Detalii
- de: Iosif A.
- Fizica nucleară şi fizica particulelor
În stânga, fuziunea nucleară - doi atomi uşori se unesc şi eliberează energie. În dreapta, fisiunea nucleară - un atom „greu” se divide şi eliberează energie.
Fuziunea nucleară și fisiunea nucleară - ambele eliberează energie, dar cum diferă aceste procese și care sunt implicațiile acestora în ce privește generarea de energie electrică?
- Detalii
- de: Iosif A.
- Fizica nucleară şi fizica particulelor
Interiorul detectorului Super-Kamiokande, Japonia
Când vorbim de super-acceleratoare / detectoare de particule, de regulă vorbim despre Marele accelerator de hadroni (LHC) de la Cern, Geneva. Dar tehnologia de graniță este prezentă și în alte locuri.
Super-Kamiokande, KAGRA și Belle II sunt trei super-detectoare de particule situate în Japonia, studiind „particulele-fantomă”, adică neutrinii, undele gravitaționale și mezonii B.
- Detalii
- de: Iosif A.
- Fizica nucleară şi fizica particulelor
Particule subatomice evidențiate în camera cu bule (1978, Fermilab)
Click pe imagine pentru o rezoluție superioară
Particulele subatomice sunt imposibil de observat cu ochiul liber. Sunt prea mici și, pe de altă parte, ochiul poate observa doar fotoni (ori obiecte ce emit fotoni). Cum detectează (fac vizibile) cercetătorii alte particule subatomice?
- Detalii
- de: Iosif A.
- Fizica nucleară şi fizica particulelor
