Elektwomayetik patikil entèraksyon

Atik sa a pral gade nan sa yo rele fòs yo nan lanati - fondamantal entèraksyon an elektwomayetik ak prensip yo ki te sou li se bati. Epitou ap gen te di sou posibilite pou egzistans lan nan apwòch nouvo nan etid la nan sijè sa a. Nan lekòl la nan klas fizik, elèv yo ap fè fas ak yon eksplikasyon sou konsèp nan "fòs". Yo aprann ke pouvwa a ka trè divès - fòs la par, fòs la nan gravite a, Elastisite ak fòs nan anpil menm jan an. Se pa tout nan yo ka rele yo fondamantal, kòm se trè souvan fenomèn nan nan fòs segondè (par fòs, pou egzanp, ak entèraksyon li yo nan molekil sa yo). entèraksyon an elektwomayetik kapab tou gen pou segondè - kòm yon konsekans. Molekilè Fizik bay egzanp lan nan Van der Waals fòs. Epitou bay anpil egzanp ak primè fizik patikil.

Nan lanati,

Mwen ta renmen pou li ale nan sans nan pwosesis yo ki fèt nan lanati, jan li fè nou travay entèraksyon an elektwomayetik. Ki sa egzakteman se fòs la fondamantal ki detèmine tout bati fòs segondè li yo? Tout moun konnen ke entèraksyon an elektwomayetik, oswa, kòm li se rele, pouvwa elektrik se fondalnatal. Sa a se pwouve pa lalwa koulonbyèn a, ki te gen jeneralizasyon pwòp li yo isu de ekwasyon yo Maxwell. Dènye dekri tout ki rive natirèlman fòs mayetik ak elektrik. Se poutèt sa li se pwouve ke entèraksyon an nan jaden elektwomayetik - fòs fondamantal nan lanati. egzanp ki anba la a - fòs la nan gravite. Menm timoun lekòl konnen sou lalwa Moyiz la nan inivèsèl atraksyon Isaaka Nyutona, nonm ki te dènyèman te resevwa yon jeneralizasyon apwopriye nan ekwasyon Einstein a, ak yo, dapre teyori li nan gravite a, fòs la nan entèraksyon an elektwomayetik se fondamantal nan lanati, tou.

Yon fwa sou yon tan li te kwè ke te gen sèlman sa yo de fòs fondamantal, men syans rive pi devan, piti piti pwouve ke li se pa konsa pou sa. Pou egzanp, ak dekouvèt la nan nwayo atomik la nou te gen prezante konsèp nan fòs nikleyè, oswa ki jan yo konprann prensip la nan retansyon nan patikil andedan nwayo a, poukisa yo pa vole ale nan tout direksyon. Konprann ki jan entèraksyon an elektwomayetik nan lanati, ki te ede mezire fòs yo nikleyè, yo etidye epi dekri. Imedyatman, sepandan, syantis yo te vini ak konklizyon an ke fòs nikleyè yo segondè yo ak nan anpil manifestasyon tankou Van der Waals fòs la. An reyalite, fòs sèlman vrèman fondamantal ki bay kark yo kominike youn ak lòt. Lè sa a, - yon efè segondè - se entèraksyon ki genyen ant jaden yo elektwomayetik nan pwoton yo ak netwon nan nwayo a. Se vre wi fondamantal se entèraksyon an nan kark, gluons yo echanje. Se konsa yo te dekouvri nan lanati se reyèlman twazyèm fòs la fondamantal.

Kontinyasyon nan istwa a

patikil elemantè pouri anba tè, lou - sou pi lejè, ak pouri anba tè a yo dekri fòs nan nouvo nan entèraksyon an elektwomayetik, ki se byen yo te rele - pouvwa a nan entèraksyon an fèb. Poukisa pòv? Paske elektwomayetik entèferans nan lanati se pi fò. Epi ankò, li te vin wè teyori a nan entèraksyon fèb, se konsa grasyeu angaje nan foto a nan mond lan ak orijinal parfe dekri pouri anba tè a nan patikil elemantè, pa reflete postila yo menm, si se enèji a ogmante. Se pou rezon sa te teyori a fin vye granmoun te reamenaje nan yon lòt - yon teyori nan entèraksyon an fèb, tan sa a te pwouve yo dwe inivèsèl. Malgre ke li te bati li te sou prensip yo menm jan ak rès la nan teyori a dekri entèraksyon an elektwomayetik nan patikil. Nan tan modèn, gen kat etidye ak pwouve entèraksyon fondamantal, ak senkyèm lan - sou wout la, sou li li ap vini. Tout kat - gravitasyonèl, fò, fèb, elektwomayetik - yo bati sou yon prensip sèl: fòs la pwodwi ant patikil yo se rezilta a nan yon pataje Ann Aplikasyon konpayi asirans, oswa otreman - médyasyon entèraksyon.

Ki kalite yon asistan? Sa a fotonik - san yo pa mas patikil, men kanmenm avèk siksè bati elektwomayetik entèferans akòz echanj yon pwopòsyon nan onn elektwomayetik oswa pwopòsyon limyè. entèraksyon an elektwomayetik se te pote soti pa foton nan jaden an nan patikil chaje, ki kominike avèk yon fòs sèten, kòm tan an li ak trete lalwa koulonbyèn a. Gen yon patikil massless - gluon, li gen uit varyete, li te ede kominike kark. entèraksyon elektwomayetik Sa a se yon atraksyon ant chaj, epi li se di ke yo dwe fò. Wi, ak entèraksyon an fèb se pa san yo pa entèmedyè, ak ki asye patikil ak yon mas plis pase sa yo, yo se masiv, se sa ki lou. Sa a entèmedyè vektè bozon. pwa yo ak pwa a se akòz feblès nan entèraksyon an. Gravite se fòs echanj pwopòsyon jaden an gravitasyonèl. Sa a se atraksyon nan nan entèraksyon an elektwomayetik nan patikil, li se toujou pa ase etidye, menm Graviton èksperimantal pa ankò detekte, ak pwopòsyon gravite nou pa byen gen, ak jis paske nou gen a dekri li kapab pa ankò.

senkyèm fòs

Nou konsidere kòm kat kalite entèraksyon fondamantal: fò, fèb, elektwomayetik, gravitasyonèl. Entèaksyon - se yon zak nan echanj nan patikil, e pa gen lide nan simetri pa ka fè, paske pa gen okenn entèraksyon ki pa asosye ak li. Li detèmine ki kantite patikil ak mas yo. Avèk simetri an egzak nan mas se toujou zewo. Se konsa, fotonik a ak mas la gluon se pa, li se egal a zewo, Graviton la - tou. Si simetri se kase, mas la sispann yo dwe zewo. Kidonk, bizon yo vektè entèmedyè gen mas, paske simetri a se kase. kat entèraksyon yo fondamantal eksplike tout bagay ke nou wè ak santi. fòs ki rete di ke kouti elektwomayetik yo se segondè. Sepandan, nan 2012 te gen yon zouti nan syans ak te dekouvwi yon lòt patikil, yon fwa te fè pi popilè. Yon revolisyon nan mond lan syantifik òganize ouvèti a nan bozon a Higgs, ki, kòm li te tounen soti, tou li sèvi kòm yon konpayi asirans nan entèraksyon ki genyen ant kark ak lèpton.

Se pou rezon sa syantis-fizisyen kounye a di ke te gen yon fòs senkyèm, entèmedyè a nan ki vire soti nan ka bozon a Higgs. se simetri kase isit la: soti nan Higgs bozon a gen yon mas. Se konsa nimewo a nan entèraksyon (Se pawòl Bondye a nan fizik patikil modèn ranplase pa pawòl Bondye a "fòs") te rive senk. Petèt nou yo ap tann pou dekouvèt nouvo, depi nou pa konnen egzakteman si gen menm apa de entèraksyon sa yo. Li trè posib ke nou te bati, ak jodi a modèl sa a, li ta sanble parfe eksplike tout fenomèn yo obsève nan mond lan, ak se pa byen konplè. E petèt, apre yo fin kèk tan pral gen nouvo entèraksyon ak nouvo fòs. Pwobabilite a tout moun ki tankou gen omwen paske nou trè piti piti te aprann ke gen se kounye a li te ye entèraksyon fondamantal - fò, fèb, elektwomayetik, gravitasyonèl. Apre yo tout, si gen nan nati a nan patikil supèrsimetrik, ki fè yo diskite nan mond lan syantifik, sa vle di egzistans lan nan yon simetri nouvo, ak simetri toujou explik Aparisyon nan patikil nouvo ki médyasyon ant yo. Se konsa, nou tande nan yon fòs fondamantal deja enkoni, kòm yon fwa te etone aprann ke gen, pou egzanp, elektwomayetik, entèraksyon fèb. Konesans konsènan nati pwòp nou trè enkonplè.

interconnectivité

Bagay ki pi enteresan an se ke nenpòt entèraksyon nouvo dwe nesesèman mennen nan yon fenomèn konplètman enkoni. Pou egzanp, si nou pa t 'te aprann enfòmasyon sou entèraksyon an fèb, nou ta pa janm yo te dekouvri tonbe nan, epi si li pa t' nan konesans nou nan pouri anba tè, ta pa gen okenn etid nan reyaksyon nikleyè yo te enposib. Men, si nou pa t 'okouran de reyaksyon nikleyè, pa t' vle konprann ki jan solèy la klere sou nou. Apre yo tout, si li pa t 'klere, ak lavi sou Latè pa ta dwe fòme. Se konsa, ke nan prezans nan entèraksyon an endike ke li se absoliman enpòtan. Si entèraksyon an fò pa egziste, ak nwayo atomik pa ta dwe ki estab. Akòz entèraksyon an elektwomayetik Latè resevwa enèji ki soti nan solèy la, ak reyon yo limyè rive nan men l ', cho planèt la. Apre sa, tout entèraksyon li te ye yo esansyèl. Isit la HIGGS, pou egzanp. HIGGS bozon bay patikil mas pa kominike avèk jaden an, nou yo san li pa ta siviv. Ak ki jan, san yo pa entèraksyon an gravitasyonèl yo rete sou sifas la nan planèt la? Li ta enposib pa sèlman pou nou, men pa gen anyen nan tout.

Absoliman tout nan entèraksyon yo, menm moun ki nou poko konnen, se yon dwe nan tout bagay ke limanite konnen, konprann ak renmen la. Ki sa nou ka konnen? Wi, yon anpil. Pou egzanp, nou konnen ke pwoton a se ki estab nan nwayo a. Trè, trè enpòtan yo ban nou, sa a estabilite li yo, otreman yo menm jan an ta gen pa gen okenn lavi. Sepandan, eksperyans sijere ke pwoton lavi - valè tan limite. Long, nan kou, 10 ³⁴ ane sa yo. Men, li vle di ke pi bonè oswa pita tonbe apa, ak pwoton a, ak sa a yo pral mande pou kèk fòs nouvo, ki se yon entèraksyon nouvo. Kont pwoton pouri anba tè deja egziste teyori ki sipoze yon nouvo, pi wo degre de simetri, Se poutèt sa, se yon entèraksyon nouvo ta ka egziste nan yo ki nou pa konnen anyen.

Grand inifikasyon

inite a nan lanati se prensip la sèlman nan konstriksyon nan tout entèraksyon fondamantal. Anpil kesyon leve nan relasyon ak yon yo te jwenn epi eksplike rezon ki fè yo kantite sa a an patikilye. Vèsyon bati isit la yon gwo anpil, epi yo trè diferan nan konklizyon yo rive jwenn. Eksplike prezans nan jis tankou yon kantite entèraksyon fondamantal nan tout fason posib, men yo yon prensip sèl nan bati prèv. Toujou kalite sa yo ki pi diferan nan entèraksyon, chèchè yo ap eseye rantre nan yon sèl. Se poutèt sa teyori sa yo ak teyori rele Grand Inifye. Kòm si branch yo pye bwa mond: yon plusieurs nan fèy, pou kòf la se toujou menm bagay la.

Sa a se paske gen tout sa yo teyori inifikasyon lide. rasin lan nan tout entèraksyon li te ye nan yon sèl manje yon kòf, ki se akòz pran pèt la sou simetri yo te kòmanse branch soti ak fòme divès kalite entèraksyon fondamantal, ki nou ka obsève èksperimantal. Sa a ipotèz pa t 'ka verifye ankò, paske li mande pou fizik enèji ekstrèmman wo, eksperyans aksesib jodi a. Li trè posib, epi sa a se yon opsyon ke nou gen pa janm pa nan posesyon enèji sa yo. Men, alantou sa a obstak se byen posib.

apa

Nou gen yon linivè, pedal akseleratè a natirèl, ak tout pwosesis yo ki rive nan li, fè li posib yo tcheke menm ipotèz ki pi nana sou rasin komen nan tout entèraksyon li te ye. Yon lòt travay enteresan nan konprann entèraksyon yo nan lanati se petèt menm pi konplike. Li nesesè pou konprann kòman pou gen rapò gravite ak fòs yo lòt kote nan lanati. Sa a se yon entèraksyon fondamantal kanpe kòm li apa, malgre lefèt ke dapre prensip la nan konstriksyon nan teyori sa a se menm jan ak tout lòt moun yo.

Einstein etidye teyori a nan gravite a, ap eseye konekte li ak elèktromayetik. Malgre reyalite a sanblans yo rezoud pwoblèm sa a, Lè sa a, teyori a toujou pa te rive fèt. Koulye a, limanite konnen yon ti jan pi plis, omwen nou konnen sou entèraksyon yo ki gen fòs ak fèb. Men, si kounye a konstriksyon an konplè sou teyori a inifye, li pral sètènman afekte ankò mank de konesans. Jouk echwe pou pou mete gravite sou yon par ak entèraksyon yo ak lòt, depi tout obeyi lwa yo dikte nan pwopòsyon fizik ak gravite - pa gen okenn. Dapre teyori pwopòsyon yo, tout patikil yo Nkwanta la nan yon jaden sèten. Men, pwopòsyon gravite pa egziste, omwen pa ankò. Sepandan, ki kantite deja dekouvri entèraksyon repete byen fò sou sa ki pa kapab gen nenpòt ki konplo sèl.

jaden elektrik

Retounen nan 1860 gwo diznevyèm syèk fizisyen James Grefye a Maxwell plas nan kreye yon teyori yo eksplike endiksyon an elektwomayetik. Lè yon chanjman nan jaden an mayetik nan yon pwen sèten nan espas yon jaden elektrik. Si se jaden sa a jwenn fèmen kondiktè, aktyèl la endiksyon ap koule nan jaden an elektrik. teyori li nan jaden elektwomayetik Maxwell pwouve ke pwosesis ranvèse chans: si chanjman nan lè yo ap jaden an elektrik nan yon pwen sèten nan espas gen obligasyon jaden mayetik. Se konsa, nenpòt chanjman kapab lakòz yon varye jaden elektrik, e yo ka jwenn yon chanjman nan jaden an altène elektrik mayetik nan tan nan jaden mayetik. sa yo varyab, jenere chak jaden lòt ki te òganize pa jaden an inifye - elektwomayetik.

Rezilta a pi enpòtan ki swiv soti nan fòmil teyori Maxwell a - yon prediksyon ke gen onn elektwomayetik, dir propager jaden elektwomayetik nan tan ak espas. Sous la nan jaden an elektwomayetik yo k ap deplase ak chaj akselerasyon elektrik. Kontrèman ak acoustic (elastik) onn elektwomayetik ka difize nan nenpòt ki materyèl ki, menm nan vakwo. Elektwomayetik entèferans nan vakwo Propagation ak vitès nan limyè (c = 299 792 kilomèt pou chak dezyèm). longèdonn nan pouvwa kapab diferan. onn elektwomayetik soti nan dis mil mèt nan 0.005 mèt - sa a se onn radyo ke yo te itilize transmèt enfòmasyon yo ban nou, se sa ki siyal la pou yon distans sèten san yo pa nenpòt fil kouran. Created onn radyo nan aktyèl frekans segondè ki ap koule nan antèn lan.

Ki sa ki vag yo

Si longè a nan radyasyon an elektwomayetik chenn nan 0,005 mikrometrik nan 1 mèt, dir sa yo ki se nan seri a ant vizib limyè ak radyo vag - se enfrawouj radyasyon. emèt tout kò li chofe: pil yo, recho, lanp enkandesan. aparèy espesyal konvèti radyasyon enfrawouj nan limyè vizib, yo jwenn imaj nan objè ki emèt l ', menm nan fènwa absoli. Vizib limyè emèt yon longèdonn nan 770 380 nanomètr - koulè a vin soti nan wouj nan koulè wouj violèt. Pati sa a nan spectre an gen pou lavi moun enpòtans la pli ekstrèm, paske yon gwo pati nan enfòmasyon sou mond lan nou resevwa a vizyon.

Si radyasyon an elektwomayetik gen yon longèdonn pi piti pase koulè a koulè wouj violèt se limyè iltravyolèt ki touye bakteri. X-reyon yo pa vizib nan je la. Yo diman absòbe limyè vizib kouch opak nan materyèl. X-ray dyagnostike maladi nan ògàn entèn nan imen ak bèt. Si se radyasyon an elektwomayetik ki te pwodwi pa entèraksyon nan patikil lekòl primè ak emèt pa nwayo eksite jwenn nan radyasyon gama. Sa a se seri a pi gran nan spectre an elektwomayetik paske li se pa sa sèlman enèji segondè. Gama radyasyon ka dwe mou ak difisil: tranzisyon enèji nan nwayo atomik - mou, ak nan reyaksyon nikleyè - rijid. reyon sa yo fasil rale desann molekil ak karakteristik byolojik. Great kontantman ki nan atmosfè a nan reyon gama pa ka jwenn atravè. Obsève reyon gama soti nan espas kapab. Nan enèji trè wo entèraksyon an elektwomayetik Propagation nan yon vitès fèmen nan limyè: gama atòm yo Nkwanta kraze nwayo, kraze yo desann nan patikil, simen nan direksyon diferan. Lè frenaj, yo emèt limyè, vizib nan telescope espesyal.

Soti nan tan lontan an - tan kap vini an

Vag elektwomayetik, tankou deja mansyone, yo prevwa pa Maxwell. Li ak anpil atansyon etidye e yo te eseye kwè matematik yon ti kras naive foto Faraday, sou ki te montre fenomèn mayetik ak elektrik. Li te Maxwell ki te dekouvri mank de simetri. Epi li te li ki jere yo pwouve pa yon kantite ekwasyon ki altène jaden elektrik jenere jaden mayetik ak vis vèrsa. Sa a ankouraje l 'yo panse ke jaden sa yo kase lwen kondiktè yo ak deplase atravè vakyòm la nan kèk vitès gwo konstriksyon. Apre sa, li kalkile li soti. Vitès la te fèmen nan twa san mil kilomèt pou chak dezyèm.

Sa a ki jan teyori a ak eksperyans kominike. Yon egzanp se dekouvèt la, atravè ki nou te aprann sou egzistans la nan onn elektwomayetik. Li konbine avèk èd nan fizik konsèp konplètman eterogeneu - mayetis ak elektrisite, paske fenomèn fizik sa a se nan menm lòd la, jis kote diferan li yo nan entèraksyon. Teyori liy moute youn apre lòt, ak tout nan yo pre relasyon ak youn ak lòt: teyori a nan entèraksyon elektweak, pou egzanp, kote fèb fòs nikleyè ak fòs elektwomayetik yo dekri nan pozisyon yo menm, Lè sa a, tout bagay sa a ansanm ak kwonomen pwopòsyon anbrase entèraksyon fò ak electroweak (isit la presizyon Pandan ke anba a, men travay la ap kontinye). Entansif etidye se zòn sa yo nan fizik kòm gravite pwopòsyon ak teyori fisèl.

Konklizyon yo

Li sanble ke espas ki ozalantou nou an konplètman Penetration pa radyasyon elektwomayetik: zetwal yo ak solèy la, Lalin lan ak lòt kò selès, sa a se tè a tèt li, ak tout telefòn nan men yon nonm, ak antèn nan estasyon radyo - tout bagay sa a emèt onn elektwomayetik, . Tou depan de frekans nan vibration yo ki emèt pa objè a, radyasyon enfrawouj, vag radyo, limyè vizib, biofield travès, radyografi ak lòt moun yo diferan.

Lè jaden an elektwomayetik gaye, li vin yon vag elektwomayetik. Sous enèji sa a se jis inépuizabl, sa ki lakòz chaj elektrik yo nan molekil ak atòm oszillate. Men, si chaj la osile, mouvman li yo vin akselerasyon, ak Se poutèt sa emèt yon vag elektwomayetik. Si chanjman nan jaden mayetik, yon vortex jaden elektrik se eksite, ki, nan vire, susit vortex jaden an mayetik. Pwosesis la ale nan espas, spanning yon pwen apre yon lòt.