Коя е най-малката частица във Вселената. Коя е най-малката частица във Вселената

Отговорът на продължаващия въпрос: коя е най-малката частица във Вселената е еволюирал заедно с човечеството.

Някога хората смятаха, че песъчинките са градивните елементи на това, което виждаме около нас. Тогава атомът беше открит и се смяташе за неделим, докато не беше разделен, за да се разкрият протоните, неутроните и електроните вътре. Те също не се оказаха най-малките частици във Вселената, тъй като учените откриха, че протоните и неутроните са изградени от по три кварка.

Досега учените не са успели да видят никакви доказателства, че има нещо вътре в кварките и че е достигнат най-фундаменталният слой материя или най-малката частица във Вселената.

И дори ако кварките и електроните са неделими, учените не знаят дали те са най-малките частици от съществуващата материя или вселената съдържа обекти, които са още по-малки.

Най-малките частици във Вселената

Те идват в различни вкусове и размери, някои имат невероятна връзка, други по същество се изпаряват един друг, много от тях имат фантастични имена: бариони и мезони, кварки, неутрони и протони, нуклони, хиперони, мезони, бариони, нуклони, фотони и т.н. .д.

Хигс бозонът е толкова важна за науката частица, че се нарича „Божията частица“. Смята се, че той определя масата на всички останали. Елементът беше теоретизиран за първи път през 1964 г., когато учените се чудеха защо някои частици са по-масивни от други.

Бозонът на Хигс е свързан с така нареченото поле на Хигс, за което се смята, че изпълва Вселената. Два елемента (квантът на полето на Хигс и бозонът на Хигс) са отговорни за придаването на маса на другите. Кръстен на шотландския учен Питър Хигс. На 14 март 2013 г. беше официално обявено потвърждението за съществуването на Хигс бозона.

Много учени твърдят, че механизмът на Хигс е решил липсващото парче от пъзела, за да завърши съществуващия "стандартен модел" на физиката, който описва известните частици.

Хигс бозонът фундаментално определя масата на всичко, което съществува във Вселената.

Кварки

Кварките (в превод луди) са градивните елементи на протоните и неутроните. Те никога не са сами, съществуват само на групи. Очевидно силата, която свързва кварките заедно, се увеличава с разстоянието, така че колкото по-далеч, толкова по-трудно ще бъде да ги разделим. Следователно свободни кварки никога не съществуват в природата.

Кварки фундаментални частициса безструктурни, пунктирани с размер около 10-16см.

Например протоните и неутроните са съставени от три кварка, като протоните имат два еднакви кварка, докато неутроните имат два различни.

Суперсиметрия

Известно е, че основните "тухли" на материята - фермионите - са кварките и лептоните, а пазителите на силата на бозоните са фотоните, глуоните. Теорията на суперсиметрията казва, че фермионите и бозоните могат да се превръщат един в друг.

Предсказуемата теория казва, че за всяка позната ни частица има сестринска частица, която все още не сме открили. Например за електрон това е селекрон, за кварк е скварк, за фотон е фотино, а за хигс е хигсино.

Защо не наблюдаваме тази суперсиметрия във Вселената сега? Учените смятат, че те са много по-тежки от своите конвенционални братовчеди и колкото по-тежки са, толкова по-кратък е животът им. Всъщност те започват да се разпадат веднага щом се появят. Създаването на суперсиметрия изисква много Голям бройенергия, която е съществувала само малко след големия взрив и е възможно да бъде създадена в големи ускорители като Големия адронен колайдер.

Що се отнася до причината за възникването на симетрията, физиците спекулират, че симетрията може да е била нарушена в някакъв скрит сектор на Вселената, който не можем да видим или докоснем, но можем да усетим само гравитационно.

Неутрино

Неутриното са леки субатомни частици, които свистят навсякъде със скорост, близка до скоростта на светлината. Всъщност трилиони неутрино преминават през тялото ви във всеки един момент, въпреки че рядко взаимодействат с нормалната материя.

Някои идват от слънцето, докато други идват от космически лъчи, взаимодействащи със земната атмосфера и астрономически източници, като експлодиращи звезди на млечен пъти други далечни галактики.

Антиматерия

Смята се, че всички нормални частици имат антиматерия с еднаква маса, но противоположен заряд. Когато материята и се срещнат, те се унищожават взаимно. Например частицата на антиматерията на протона е антипротон, докато партньорът на антиматерията на електрона се нарича позитрон. Антиматерията е едно от най-скъпите вещества в света, които хората са успели да идентифицират.

Гравитони

В областта на квантовата механика всички фундаментални сили се предават от частици. Например светлината се състои от безмасови частици, наречени фотони, които носят електромагнитна сила. По същия начин, гравитонът е теоретична частица, която носи силата на гравитацията. Учените все още не са открили гравитони, които са трудни за намиране, защото взаимодействат толкова слабо с материята.

Нишки от енергия

В експериментите малки частици като кварки и електрони действат като единични точки на материята без пространствено разпределение. Но точковите обекти усложняват законите на физиката. Тъй като човек не може да се приближи безкрайно до точка, тъй като активни сили, може да стане безкрайно голям.

Една идея, наречена теория на суперструните, може да реши този проблем. Теорията гласи, че всички частици, вместо да са точкови, всъщност са малки нишки от енергия. Тоест всички обекти на нашия свят се състоят от вибриращи нишки и мембрани от енергия. Нищо не може да бъде безкрайно близо до нишката, защото една част винаги ще бъде малко по-близо от другата. Тази „вратичка“ изглежда решава някои от проблемите на безкрайността, което прави идеята привлекателна за физиците. Въпреки това учените все още нямат експериментални доказателства, че струнната теория е правилна.

Друг начин за решаване на точковия проблем е да се каже, че самото пространство не е непрекъснато и гладко, а всъщност се състои от отделни пиксели или зърна, понякога наричани пространствено-времева структура. В този случай две частици не могат да се приближават една към друга за неопределено време, защото винаги трябва да бъдат разделени от минималния размер на зърното на пространството.

точка на черна дупка

Друг претендент за титлата най-малка частица във Вселената е сингулярност (единична точка) в центъра на черна дупка. Черните дупки се образуват, когато материята се кондензира в достатъчно малко пространство, което гравитацията грабва върху нея, карайки материята да бъде изтеглена навътре, като в крайна сметка се кондензира в една точка с безкрайна плътност. Поне според сегашните закони на физиката.

Но повечето експерти не смятат черните дупки за наистина безкрайно плътни. Те вярват, че тази безкрайност е резултатът вътрешен конфликтмежду две валидни теории обща теорияотносителност и квантова механика. Те предполагат, че когато теорията за квантовата гравитация може да бъде формулирана, истинската природа на черните дупки ще бъде разкрита.

Дължина на Планк

Енергийните нишки и дори най-малката частица във Вселената могат да бъдат с размерите на „дължина на дъска“.

Дължината на лентата е 1,6 x 10 -35 метра (числото 16, предшествано от 34 нули и десетична запетая) - неразбираемо малък мащаб, който се свързва с различни аспекти на физиката.

Дължината на Планк е „естествената единица“ за измерване на дължината, предложена от немския физик Макс Планк.

Дължината на Планк е твърде малка за измерване с който и да е инструмент, но освен това се смята, че представлява теоретичната граница на най-късата измерима дължина. Съгласно принципа на несигурността, нито един инструмент не трябва да може да измерва нещо по-малко от това, тъй като в този диапазон Вселената е вероятностна и несигурна.

Тази скала също се счита за разделителната линия между общата теория на относителността и квантовата механика.

Дължината на Планк съответства на разстоянието, където гравитационното поле е толкова силно, че може да започне да прави черни дупки от енергията на полето.

Очевидно сега най-малката частица във Вселената е с размерите на дъска с дължина: 1,6 10 −35 метра

заключения

От училищната скамейка се знае, че най-малката частица във Вселената, електронът, има отрицателен заряд и много малка маса, равна на 9,109 x 10 - 31 kg, а класическият радиус на електрона е 2,82 x 10 -15 m. .

Въпреки това, физиците вече работят с най-малките частици във Вселената, с размера на Планк, който е около 1,6 x 10 −35 метра.

Неутриното, невероятно малка частица във Вселената, привлича вниманието на учените от близо век. Още награди за изследване на неутрино Нобелови наградиотколкото за работа върху каквито и да било други частици, а за нейното изучаване се изграждат огромни инсталации с бюджета на малки държави. Александър Нозик, старши научен сътрудник в Института за ядрени изследвания на Руската академия на науките, преподавател в Московския физико-технологичен институт и участник в Троицкия nu-mass експеримент за търсене на масата на неутрино, разказва как да го изследваме, но най-важното е как изобщо да го хванем.

Мистерия на крадeн от енергетика

Историята на изследването на неутриното може да се чете като завладяваща детективска история. Тази частица тества дедуктивните способности на учените повече от веднъж: не всяка от загадките може да бъде решена веднага, а някои не са решени досега. Да започнем с историята на откритието. радиоактивни разпаданиязапочнаха да се изучават различни видове края на XIXвек и не е изненадващо, че през 20-те години на миналия век учените са имали в арсенала си инструменти не само за записване на самия разпад, но и за измерване на енергията на излъчените частици, макар и не много точни по днешните стандарти. С увеличаването на точността на инструментите радостта на учените нараства и недоумението, свързано, наред с други неща, с бета-разпадането, при което електрон излита от радиоактивно ядро, а самото ядро ​​променя своя заряд. Такъв разпад се нарича двучастичен, тъй като в него се образуват две частици - ново ядро ​​и електрон. Всеки гимназист ще обясни, че е възможно да се определи точно енергията и импулса на фрагментите при такъв разпад, като се използват законите за запазване и се знае масите на тези фрагменти. С други думи, енергията например на един електрон винаги ще бъде една и съща при всеки разпад на ядрото на определен елемент. На практика се наблюдава съвсем различна картина. Енергията на електроните не само не беше фиксирана, но и се разпространи в непрекъснат спектър до нула, което обърка учените. Това може да се случи само ако някой краде енергия от бета разпада. Но май няма кой да го открадне.

С течение на времето инструментите стават все по-точни и скоро възможността да се припише такава аномалия на грешката на оборудването изчезна. Така възникна мистерия. В търсене на нейното решение учените изказват различни, дори напълно абсурдни предположения за днешните стандарти. Самият Нилс Бор например направи сериозно изявление, че законите за опазване на природата не важат в света елементарни частици. Спасени положението от Волфганг Паули през 1930 г. Той не можа да присъства на конференцията по физика в Тюбинген и тъй като не можа да участва дистанционно, изпрати писмо, което поиска да бъде прочетено. Ето откъси от него:

„Уважаеми радиоактивни дами и господа. Моля ви да изслушате внимателно в най-удобния момент пратеника, който предаде това писмо. Той ще ви каже, че съм открил отличен инструмент за закона за запазване и правилна статистика. Тя се крие във възможността за съществуване на електрически неутрални частици ... Непрекъснатостта на Β-спектъра ще стане ясна, ако приемем, че по време на Β-разпад такъв „неутрон“ се излъчва с всеки електрон и сумата от енергиите на „неутрона“ и електрона са постоянни ... "

В края на писмото имаше следните редове:

„Не поемайте рискове, не печелете. Тежестта на ситуацията при разглеждане на непрекъснатия В-спектър става особено поразителна след думите на проф. Дебай, който ми каза със съжаление: "О, по-добре е да не мислим за всичко това... като за нови данъци." Следователно всеки път към спасението трябва да бъде сериозно обсъден. Така че, скъпи радиоактивни хора, подложете го на тест и преценете."

По-късно самият Паули изрази опасения, че въпреки че идеята му спасява физиката на микрокосмоса, нова частица никога няма да бъде открита експериментално. Казват, че той дори спорил с колегите си, че ако частицата съществува, няма да е възможно да бъде открита по време на живота им. През следващите няколко години Енрико Ферми създава теория за бета разпада, включваща частица, наречена от него неутрино, която се съгласува брилянтно с експеримента. След това вече никой не се съмняваше, че хипотетичната частица действително съществува. През 1956 г., две години преди смъртта на Паули, неутриното е експериментално открито в обратен бета разпад от групата на Фредерик Рейнс и Клайд Коуън (Рейнс получава Нобелова награда за това).

Случаят с липсващите слънчеви неутрино

Веднага след като стана ясно, че неутрино, макар и трудно, все още може да бъде регистрирано, учените започнаха да се опитват да уловят неутрино с извънземен произход. Техният най-очевиден източник е Слънцето. В него непрекъснато протичат ядрени реакции и това може да се изчисли на всеки квадратен сантиметър земната повърхностоколо 90 милиарда слънчеви неутрино преминават в секунда.

По това време най-ефективният метод за улавяне на слънчеви неутрино е радиохимичният метод. Същността му е следната: слънчевото неутрино пристига на Земята, взаимодейства с ядрото; Оказва се, да речем, ядро ​​37Ar и електрон (това е реакцията, която е използвана в експеримента на Реймънд Дейвис, за който по-късно е удостоен с Нобелова награда). След това, като се преброи броят на аргоновите атоми, може да се каже колко неутрино са взаимодействали в обема на детектора по време на експозицията. На практика, разбира се, нещата не са толкова прости. Трябва да се разбере, че е необходимо да се преброят единични атоми аргон в мишена, тежаща стотици тонове. Съотношението на масите е приблизително същото като между масата на мравката и масата на Земята. Тогава беше открито, че ⅔ от слънчевите неутрино са били откраднати (измереният поток се оказа три пъти по-малък от прогнозирания).

Разбира се, на първо място подозрението падна върху самото Слънце. В крайна сметка можем да съдим за неговия вътрешен живот само по косвени признаци. Не е известно как на него се раждат неутрино и дори е възможно всички модели на Слънцето да са грешни. Бяха обсъдени доста различни хипотези, но в крайна сметка учените започнаха да клонят към идеята, че не Слънцето има значение, а хитрата природа на самите неутрино.

Малко историческо отклонение: в периода между експерименталното откриване на неутрино и експериментите за изследване на слънчевите неутрино се случиха още няколко интересни открития. Първо бяха открити антинеутрино и беше доказано, че неутрино и антинеутрино участват във взаимодействия по различни начини. Освен това всички неутрино във всички взаимодействия са винаги леви (проекцията на въртенето върху посоката на движение е отрицателна), а всички антинеутрино са дясно ориентирани. Не само, че това свойство се наблюдава сред всички елементарни частици само за неутрино, то също косвено показва, че нашата Вселена не е симетрична по принцип. Второ, установено е, че всеки зареден лептон (електрон, мюон и тау лептон) има свой собствен вид или аромат на неутрино. Освен това неутрино от всеки тип взаимодействат само със своя лептон.

Да се ​​върнем към нашия слънчев проблем. Още през 50-те години на миналия век беше предложено ароматът на лептон (вид неутрино) да не се запазва. Тоест, ако едно електронно неутрино се роди в една реакция, тогава по пътя към друга реакция неутриното може да се преоблече и да се движи като мюон. Това може да обясни липсата на слънчеви неутрино в радиохимични експерименти, чувствителни само към електронни неутрино. Тази хипотеза беше брилянтно потвърдена от измервания на потока слънчеви неутрино в сцинтилационни експерименти с голяма водна цел SNO и Kamiokande (за което наскоро беше присъдена друга Нобелова награда). В тези експерименти вече не се изучава обратният бета-разпад, а реакцията на разсейване на неутрино, която може да възникне не само с електронни, но и с мюонни неутрино. Когато вместо поток от електронни неутрино, те започнаха да измерват общия поток от всички видове неутрино, резултатите напълно потвърдиха прехода на неутрино от един тип в друг или неутрино осцилации.

Атака срещу стандартния модел

Откриването на осцилациите на неутрино, след като реши един проблем, създаде няколко нови. Изводът е, че от времето на Паули неутриното се смятат за безмасови частици като фотоните и това устройва всички. Опитите за измерване на масата на неутриното продължиха, но без особен ентусиазъм. Трептенията са променили всичко, защото за тяхното съществуване масата, колкото и малка да е, е незаменима. Откриването на масата в неутриното, разбира се, зарадва експериментаторите, но озадачи теоретиците. Първо, масивните неутрино не се вписват в Стандартния модел на физиката на елементарните частици, който учените изграждат от началото на 20 век. Второ, същата мистериозна лява посока на неутриното и дясната посока на антинеутриното е добре обяснена само отново за безмасови частици. При наличието на маса левите неутрино с известна вероятност трябва да се превърнат в десни неутрино, тоест в античастици, нарушавайки привидно непоклатимия закон за запазване на лептонното число, или дори да се превърнат в някакъв вид неутрино, които не участват във взаимодействието. Днес подобни хипотетични частици се наричат ​​стерилни неутрино.

Детектор за неутрино Super-Kamiokande © Обсерватория Kamioka, ICRR (Институт за изследване на космическите лъчи), Токийският университет

Разбира се, експерименталното търсене на масата на неутрино веднага се възобнови внезапно. Но веднага възникна въпросът: как да се измери масата на нещо, което не може да бъде уловено по никакъв начин? Има само един отговор: изобщо да не се хващат неутрино. Към днешна дата най-активно се развиват две направления - директно търсене на масата на неутрино в бета-разпад и наблюдение на безнеутринен двоен бета-разпад. В първия случай идеята е много проста. Ядрото се разпада с излъчване на електрон и неутрино. Не е възможно да се хване неутрино, но е възможно да се хване и измери електрон с много висока точност. Електронният спектър също носи информация за масата на неутриното. Такъв експеримент е един от най-сложните във физиката на елементарните частици, но безспорното му предимство е, че се основава на основните принципи на запазване на енергията и импулса и резултатът от него зависи от малко. Сега най-добрата граница на масата на неутриното е около 2 eV. Това е 250 хиляди пъти по-малко от това на един електрон. Тоест самата маса не беше намерена, а само ограничена от горната рамка.

При двойното бета разпадане всичко е по-сложно. Ако приемем, че едно неутрино се превръща в антинеутрино по време на обръщане на въртене (този модел е кръстен на италианския физик Еторе Майорана), тогава е възможен процес, когато в ядрото се появят два бета-разпада едновременно, но неутриното не излитат, но договор. Вероятността за такъв процес е свързана с масата на неутриното. Горните граници в такива експерименти са по-добри - 0,2 - 0,4 eV - но зависят от физическия модел.

Проблемът с масивното неутрино все още не е решен. Теорията на Хигс не може да обясни толкова малки маси. Това изисква значително усложнение или включването на някои по-хитри закони, според които неутриното взаимодействат с останалия свят. Физиците, участващи в изследването на неутрино, често биват задавани въпросът: „Как изследването на неутрино може да помогне на обикновения неспециалист? Каква финансова или друга полза може да се извлече от тази частица? Физиците вдигат рамене. И те наистина не го знаят. Някога изучаването на полупроводникови диоди принадлежеше към чисто фундаменталната физика, без никакво практическо приложение. Разликата е, че технологиите, които се разработват за създаване на съвременни експерименти във физиката на неутриното, вече се използват широко в индустрията, така че всяко пени, инвестирано в тази област, се изплаща доста бързо. Сега в света се провеждат няколко експеримента, чийто мащаб е сравним с мащаба на Големия адронен колайдер; тези експерименти са насочени изключително към изучаване на свойствата на неутриното. В кой от тях ще бъде възможно да се отвори нова страница във физиката, не е известно, но със сигурност ще бъде отворена.

Какво знаем за частиците, по-малки от атом? А коя е най-малката частица във Вселената?

Светът около нас...Кой от нас не се е възхищавал на пленителната му красота? Неговото бездънно нощно небе, осеяно с милиарди мигащи мистериозни звезди и топлината на неговата нежност слънчева светлина. Изумрудени полета и гори, бурни реки и безбрежни морски простори. Искрящи върхове на величествени планини и пищни алпийски ливади. Утринна роса и славеева трека на зазоряване. Уханна роза и тихо ромонче на поток. Пламтящ залез и нежното шумолене на брезова горичка...

Възможно ли е да се мисли за нещо по-красиво от света около нас?! По-мощен и впечатляващ? И в същото време по-крехка и нежна? Всичко това е светът, в който дишаме, обичаме, радваме се, ликуваме, страдаме и скърбим... Всичко това е нашият свят. Светът, в който живеем, който чувстваме, който виждаме и който поне по някакъв начин разбираме.

Тя обаче е много по-разнообразна и сложна, отколкото може да изглежда на пръв поглед. Знаем, че пищните поляни не биха се появили без фантастичния бунт на безкраен хоровод на гъвкави зелени стръкове трева, буйни дървета, облечени в изумрудени одежди - без много листа по клоните си, и златни плажове - без многобройни искрящи зърна на пясък, хрущящ под боси крака под лъчите на лятното нежно слънце. Голямото винаги се състои от малкото. Малки - от още по-малки. И тази последователност вероятно няма ограничение.

Следователно стръкчетата трева и песъчинките от своя страна се състоят от молекули, образувани от атоми. Атомите, както знаете, са съставени от елементарни частици - електрони, протони и неутрони. Но те, както се смята, не са крайната власт. Съвременната наука твърди, че протоните и неутроните например се състоят от хипотетични енергийни клъстери - кварки. Има предположение, че има още по-малка частица - преонът, която все още е невидима, неизвестна, но предполагаема.

Светът на молекулите, атомите, електроните, протоните, неутроните, фотоните и др. Наречен микросвят. Той е основата макрокосмос- светът на човека и съизмеримите с него величини на нашата планета и мега свят- светът на звездите, галактиките, Вселената и Космоса. Всички тези светове са взаимосвързани и не съществуват един без друг.

Вече се запознахме с мега света в репортажа за първата ни експедиция. „Дъхът на Вселената. Първо пътуване"и вече имаме представа за далечните галактики и Вселената. По време на това опасно пътуване ние открихме света на тъмната материя и тъмната енергия, изследвахме дълбините на черните дупки, достигнахме върховете на блестящите квазари и като по чудо избегнахме Големия взрив и не по-малко Големия срив. Вселената се появи пред нас в цялата си красота и величие. По време на нашето пътуване разбрахме, че звездите и галактиките не са се появили сами, а са били старателно, в продължение на милиарди години, образувани от частици и атоми.

Частиците и атомите изграждат целия свят около нас. Именно те, в техните безбройни и разнообразни комбинации, могат да се появят пред нас или под формата на красива холандска роза, или под формата на тежка купчина тибетски скали. Всичко, което виждаме, се състои от тези мистериозни представители на мистериозното микросвят.Защо "мистериозен" и защо "загадъчен"? Защото човечеството, за съжаление, все още знае много малко за този свят и за неговите представители.

Невъзможно е да си представим съвременната наука за микрокосмоса без да споменем електрона, протона или неутрона. Във всеки материал за справкавъв физиката или химията ще намерим масата им до деветия знак след десетичната запетая, електрическия им заряд, живота и т.н. Например, в съответствие с тези справочници, един електрон има маса 9,10938291 (40) x 10 -31 kg, електрически заряд - минус 1,602176565 (35) x 10 -19 C, живот - безкрайност или поне 4,6 x 10 26 години (Уикипедия).

Точността на определяне на параметрите на електрона е впечатляваща и гордост научни постиженияцивилизацията изпълва сърцата ни! Вярно е, че в същото време се прокрадват някои съмнения, които при цялото желание не могат да бъдат напълно прогонени. Определянето на масата на един електрон, равна на един милиард - милиард - милиардна част от килограма, и дори претеглянето му до деветия знак след десетичната запетая, според мен не е лесна задача, също като измерването на живота на един електрон на 4 600 000 000 000 000 000 000 000 000 години .

Освен това никой никога не е виждал точно този електрон. Най-модерните микроскопи позволяват да се види само електронен облак около ядрото на атома, в който, както смятат учените, един електрон се движи с голяма скорост (фиг. 1). Все още не знаем със сигурност нито размера на електрона, нито неговата форма, нито скоростта на неговото въртене. В действителност ние знаем много малко за електрона, както и за протона и неутрона. Можем само да спекулираме и да гадаем. За съжаление, за днес това, докато всичките ни възможности.

Ориз. 1. Снимка на електронни облаци, направена от физици от Харковския институт по физика и технологии през септември 2009 г.

Но електронът или протонът са най-малките елементарни частици, които изграждат атом на всяко вещество. И ако нашите технически средства за изучаване на микросвета все още не ни позволяват да видим частици и атоми, може би можем да започнем с нещо относно все по-известни? Например от молекула! Състои се от атоми. Молекулата е по-голям и по-разбираем обект, който е много вероятно да бъде по-задълбочено изследван.

За съжаление отново трябва да ви разочаровам. Молекулите са разбираеми за нас само на хартия под формата на абстрактни формули и чертежи на тяхната предполагаема структура. Все още не можем да получим ясен образ на молекула с ясно изразени връзки между атомите.

През август 2009 г., използвайки технологията на атомно-силовата микроскопия, европейски изследователи за първи път успяха да получат изображение на структурата на доста голяма молекула пентацен (C 22 H 14). Най-модерната технология позволи да се видят само пет пръстена, които определят структурата на този въглеводород, както и петна от отделни въглеродни и водородни атоми (фиг. 2). И това е всичко, което можем да направим за сега...

Ориз. 2. Структурно представяне на молекулата на пентацена (отгоре)

и нейна снимка (по-долу)

От една страна, получените снимки ни позволяват да твърдим, че пътят, избран от химиците, описващ състава и структурата на молекулите, вече не е под съмнение, но, от друга страна, можем само да гадаем, че

Как в крайна сметка става съчетаването на атомите в една молекула, а на елементарните частици – в един атом? Защо тези атомни и молекулни връзки са стабилни? Как се формират, какви сили ги поддържат? Как изглежда електрон, протон или неутрон? Каква е тяхната структура? Какво е атомно ядро? Как протонът и неутронът съжителстват в едно и също пространство и защо отхвърлят електрон от него?

Има много въпроси от този род. Отговорите също. Вярно е, че много отговори се основават само на предположения, които пораждат нови въпроси.

Още при първите ми опити да проникна в тайните на микросвета се натъкнах на доста повърхностна идея съвременна наукамного фундаментални знания за структурата на обектите от микросвета, за принципите на тяхното функциониране, за системите на техните взаимовръзки и взаимоотношения. Оказа се, че човечеството все още не разбира ясно как е устроено ядрото на атома и съставните му частици - електрони, протони и неутрони. Имаме само общи идеи за това какво всъщност се случва в процеса на делене на атомното ядро, какви събития могат да се случат по време на дългия ход на този процес.

Изследването на ядрените реакции беше ограничено до наблюдение на процесите и установяване на определени причинно-следствени връзки, получени експериментално. Изследователите са се научили да определят само поведениеопределени частици при едно или друго въздействие. Това е всичко! Без да разберем структурата им, без да разкрием механизмите на взаимодействие! Само поведение! Въз основа на това поведение бяха определени зависимостите на определени параметри и за по-голяма важност тези експериментални данни бяха облечени в многостепенни математически формули. Това е цялата теория!

За съжаление това беше достатъчно, за да се пристъпи смело към изграждането на атомни електроцентрали, различни ускорители, колайдери и създаването на ядрени бомби. Получило първични знания за ядрените процеси, човечеството веднага се включи в безпрецедентна надпревара за притежание на мощна енергия, подчинена на това.

Скокообразно нараства броят на страните с ядрени способности в експлоатация. ядрени ракетив огромни количества те гледаха заплашително в посока на недружелюбни съседи. Започнаха да се появяват атомни електроцентрали, които непрекъснато генерираха евтина електрическа енергия. Бяха изразходвани огромни средства за ядрено разработване на все повече и повече нови дизайни. Науката, опитвайки се да погледне вътре в атомното ядро, интензивно изгражда супермодерни ускорители на частици.

Материята обаче не е стигнала до структурата на атома и неговото ядро. Очарованието от търсенето на все повече и повече нови частици и преследването на Нобелова награда изместиха на заден план задълбоченото изследване на структурата на атомното ядро ​​и неговите съставни частици.

Но повърхностните познания за ядрените процеси веднага се проявиха негативно по време на работата на ядрените реактори и провокираха възникването на спонтанни ядрени верижни реакции в редица ситуации.

Този списък предоставя дати и места за възникване на спонтанни ядрени реакции:

21.08.1945 г. САЩ, Национална лаборатория в Лос Аламос.

21 май 1946 г. САЩ, Национална лаборатория в Лос Аламос.

15.03.1953 г. СССР, Челябинск-65, производствено обединение Маяк.

21.04.1953 г. СССР, Челябинск-65, производствено обединение Маяк.

16.06.1958 г. САЩ, Оук Ридж, радиохимичен завод Y-12.

15.10.1958 г. Югославия, Институт Б. Кидрич.

30 декември 1958 г САЩ, Национална лаборатория в Лос Аламос.

01.03.1963 г. СССР, Томск-7, Сибирски химически комбинат.

23.07.1964 г. САЩ, Woodryver, Радиохимичен завод.

30 декември 1965 г Белгия, Мол.

05.03.1968 г. СССР, Челябинск-70, ВНИИТФ.

10 декември 1968 г СССР, Челябинск-65, производствено обединение Маяк.

26 май 1971 г СССР, Москва, Институт по атомна енергия.

13 декември 1978 г. СССР, Томск-7, Сибирски химически комбинат.

23.09.1983 г. Аржентина, реактор RA-2.

15 май 1997 г Русия, Новосибирск, завод за химически концентрати.

17.06.1997 г. Русия, Саров, ВНИИЕФ.

30.09.1999 г Япония, Токаймура, завод за производство на ядрено гориво.

Към този списък трябва да се добавят многобройни аварии с въздушни и подводни носители на ядрени оръжия, инциденти в предприятия от ядрения горивен цикъл, аварии в атомни електроцентрали, аварии по време на тестването на ядрени и термоядрени бомби. Трагедията на Чернобил и Фукушима ще остане завинаги в нашата памет. Зад тези катастрофи и извънредни ситуации хиляди мъртви хора. И те кара да се замислиш много сериозно.

Само мисълта за работещи атомни електроцентрали може моментално да превърне целия свят в непрекъснат радиоактивна зона, е ужасяващо. За съжаление, тези опасения са основателни. На първо място, фактът, че създателите на ядрени реактори в работата си използва не фундаментално знание, а изложение на определени математически зависимости и поведение на частиците, въз основа на които е изградена опасна ядрена структура. За учените досега ядрените реакции са нещо като "черна кутия", която работи при изпълнение на определени действия и изисквания.

Но ако нещо започне да се случва в тази „кутия“ и това „нещо“ не е описано в инструкциите и излиза извън обхвата на получените знания, тогава ние, освен собствения си героизъм и неинтелектуален труд, не можем да се противопоставим на нищо към ядрения елемент, който е избухнал. Маси от хора са принудени просто смирено да чакат предстоящата опасност, да се подготвят за ужасни и неразбираеми последствия, като се преместват на безопасно, според тях, разстояние. Ядрените специалисти в повечето случаи просто вдигат рамене, молят се и чакат помощ от висши сили.

Японски ядрени учени, въоръжени с най-съвременни технологии, все още не могат да обуздаят атомната електроцентрала във Фукушима, която отдавна е изключена. Те могат само да констатират, че на 18 октомври 2013 г. нивото на радиация в подпочвените води е надвишило нормата над 2500 пъти. Ден по-късно нивото на радиоактивните вещества във водата се повишава почти 12 000 пъти! Защо?! Японските специалисти все още не могат да отговорят на този въпрос или да спрат тези процеси.

Риск при създаване атомна бомбанякак оправдано. Напрегнатата военно-политическа обстановка на планетата изискваше безпрецедентни мерки за защита и нападение от противоборстващите страни. Подчинявайки се на ситуацията, атомните изследователи поеха рискове, без да се задълбочават в тънкостите на структурата и функционирането на елементарните частици и атомните ядра.

В мирно време обаче трябваше да започне изграждането на атомни електроцентрали и колайдери от всякакъв тип само при условие, Какво науката напълно е разгадала структурата на атомното ядро, и с електрона, и с неутрона, и с протона, и с техните взаимовръзки.Освен това ядрените реакции в атомните електроцентрали трябва да бъдат строго контролирани. Но можете наистина и ефективно да управлявате само това, което познавате задълбочено. Особено ако става въпрос за най-мощния вид енергия днес, който никак не е лесен за ограничаване. Това, разбира се, не се случва. Не само по време на строителството на атомни електроцентрали.

В момента в Русия, Китай, САЩ и Европа има 6 различни колайдера - мощни ускорители на насрещни потоци от частици, които ги ускоряват до огромна скорост, давайки на частиците висока кинетична енергияза да ги натиснеш един срещу друг. Целта на сблъсъка е да се изследват продуктите от сблъсъци на частици с надеждата, че в процеса на тяхното разпадане ще бъде възможно да се види нещо ново и все още непознато.

Ясно е, че изследователите са много заинтересовани да видят какво ще излезе от всичко това. Скоростите на сблъсък на частици и разходите за научни изследвания се увеличават, но знанието за структурата на това, което се сблъсква, вече е за много, много годиниостават на същото ниво. Все още няма обосновани прогнози за резултатите от планираните изследвания и не може да има. Не случайно. Ние добре знаем, че е възможно да се предвиди научно само при условие на точно и проверено познаване на поне детайлите на прогнозирания процес. Съвременната наука все още не разполага с такива знания за елементарните частици. В този случай може да се приеме, че основният принцип на съществуващите методи на изследване е позицията: "Нека се опитаме да го направим - да видим какво ще се случи." За жалост.

Ето защо е съвсем естествено, че днес все по-често се обсъждат въпроси, свързани с опасността от продължаващите експерименти. Не става въпрос дори за възможността в хода на експериментите да се появят микроскопични черни дупки, които, нараствайки, могат да погълнат нашата планета. Не вярвам много в подобна възможност, поне на сегашното ниво и етап от моето интелектуално развитие.

Но има по-сериозна и по-реална опасност. Например в Големия адронен колайдер потоци от протони или оловни йони се сблъскват в различни конфигурации. Изглежда, каква заплаха може да дойде от микроскопична частица и дори под земята, в тунел, обвит в мощна метална и бетонна защита? Частица с тегло 1,672 621 777 (74) x 10 -27 kg и солиден многотонен тунел с повече от 26 километра в дебелината на тежка почва са очевидно несравними категории.

Заплахата обаче съществува. При експерименти е вероятно неконтролирано освобождаване голямо количествоенергия, която ще се появи не само в резултат на разпадането на вътрешноядрените сили, но и енергията, разположена вътре в протони или оловни йони. Модерен ядрен взрив балистична ракета, базиран на освобождаването на вътрешноядрената енергия на атома, ще изглежда не по-лош от новогодишната петарда в сравнение с най-мощната енергия, която може да се освободи при унищожаването на елементарни частици. Можем внезапно да пуснем приказния джин от бутилката. Но не онзи сговорчив добродушен и майстор на всичко, който само се подчинява и подчинява, а неконтролируемо, всемогъщо и безмилостно чудовище, което не познава милост и милост. И няма да е приказно, а съвсем реално.

Но най-лошото е, че както в ядрена бомба, в колайдера може да започне верижна реакция, която освобождава все повече и повече порции енергия и унищожава всички останали елементарни частици. При това няма абсолютно никакво значение от какво ще се състоят – от металните конструкции на тунела, бетонни стени или скали. Енергията ще се освободи навсякъде, разкъсвайки всичко, което е свързано не само с нашата цивилизация, но и с цялата планета. В един миг от нашата сладка синя красота могат да останат само жалки безформени парчета, летящи през големите и необятни простори на Вселената.

Това, разбира се, е ужасен, но съвсем реален сценарий и много европейци днес разбират това много добре и активно се противопоставят на опасни непредвидими експерименти, изискващи сигурността на планетата и цивилизацията. Всеки път тези речи са все по-организирани и засилват вътрешното безпокойство от настоящата ситуация.

Не съм против експериментите, защото много добре разбирам, че пътят към новите знания винаги е трънлив и труден. Без експерименти е почти невъзможно да го преодолеете. Въпреки това съм дълбоко убеден, че всеки експеримент трябва да се провежда само ако е безопасен за хората и околния свят. Днес нямаме такава сигурност. Не, защото няма знания за онези частици, с които вече експериментираме днес.

Ситуацията се оказа много по-тревожна, отколкото си представях преди. Сериозно притеснен, се потопих с глава в света на знанието за микросвета. Признавам, че това не ми достави особено удоволствие, тъй като в развитите теории за микросвета беше трудно да се улови ясна връзка между природните явления и заключенията, на които се основават някои учени, използвайки теоретичните положения на квантовата физика, квантовата механика и теорията на елементарните частици като изследователски апарат.

Представете си изумлението ми, когато внезапно открих, че знанията за микрокосмоса се основават повече на предположения, които нямат ясни логически обосновки. Имайки наситени математически модели с определени условности под формата на константа на Планк с константа над тридесет нули след десетичната запетая, различни забрани и постулати, теоретиците обаче описват достатъчно подробно и точно адали практически ситуации, които отговарят на въпроса: "Какво ще стане, ако ...?". Основният въпрос обаче: „Защо се случва това?“, за съжаление, остана без отговор.

Струваше ми се, че познаването на безграничната Вселена и нейните толкова далечни галактики, разположени на фантастично огромно разстояние, е много по-трудно, отколкото да се намери пътят на знанието към това, което всъщност „лежи под краката ни“. Надграждайки основата на средната си и висше образование, аз искрено вярвах, че нашата цивилизация вече няма никакви въпроси за структурата на атома и неговото ядро, нито за елементарните частици и тяхната структура, нито за силите, които държат електрона в орбита и поддържат стабилна връзка на протони и неутрони в ядрото на атома.

До този момент не ми се беше налагало да изучавам основите на квантовата физика, но бях сигурен и наивно предполагах, че тази нова физика е това, което наистина ще ни изведе от тъмнината на неразбирането на микросвета.

Но, за мое дълбоко огорчение, сгреших. Съвременната квантова физика, физиката на атомното ядро ​​и елементарните частици, както и цялата физика на микросвета според мен не просто са в плачевно състояние. Те са заседнали в интелектуална безизходица за дълго време, което не им позволява да се развиват и усъвършенстват, движейки се по пътя на познанието на атома и елементарните частици.

Изследователите на микрокосмоса, строго ограничени от установената непоколебимост на възгледите на големите теоретици от 19-ти и 20-ти век, повече от сто години не смеят да се върнат към корените си и отново да започнат трудния път на изследване на дълбините. на заобикалящия ни свят. Критичният ми поглед към настоящата ситуация около изучаването на микросвета далеч не е единственият. Много прогресивни изследователи и теоретици многократно са изразявали своята гледна точка по проблемите, които възникват в хода на разбирането на основите на теорията на атомното ядро ​​и елементарните частици, квантовата физика и квантовата механика.

Анализът на съвременната теоретична квантова физика ни позволява да направим съвсем определено заключение, че същността на теорията се крие в математическото представяне на определени осреднени стойности на частици и атоми, базирани на показателите на някои механистични статистики. Основното в теорията не е изучаването на елементарните частици, тяхната структура, техните връзки и взаимодействия при проявата на определени природен феномен, но опростени вероятностни математически модели, базирани на зависимостите, получени по време на експериментите.

За съжаление и тук, както и при развитието на теорията на относителността, на първо място бяха поставени изведените математически зависимости, които засенчиха природата на явленията, тяхната взаимовръзка и причините за възникване.

Изследването на структурата на елементарните частици беше ограничено до предположението за наличието на три хипотетични кварка в протоните и неутроните, чиито разновидности, с развитието на това теоретично предположение, се промениха от две, след това три, четири, шест, дванадесет .. Науката просто се адаптира към резултатите от експериментите, принудени да измислят нови елементи, чието съществуване все още не е доказано. Тук можем да чуем и за преони и гравитони, които все още не са открити. Човек може да бъде сигурен, че броят на хипотетичните частици ще продължи да расте, тъй като науката за микросвета отива все по-дълбоко и по-дълбоко в задънена улица.

Липсата на разбиране на физическите процеси, протичащи вътре в елементарните частици и ядрата на атомите, механизма на взаимодействие между системите и елементите на микрокосмоса доведоха до хипотетични елементи - носители на взаимодействие - като калибровъчни и векторни бозони, глуони, виртуални фотони. арена на съвременната наука. Именно те оглавиха списъка на образуванията, отговорни за процесите на взаимодействие на едни частици с други. И няма значение, че дори косвените им признаци не са открити. Важно е те да могат по някакъв начин да бъдат държани отговорни за факта, че ядрото на атома не се разпада на своите компоненти, че Луната не пада на Земята, че електроните все още се въртят в своята орбита и магнитното поле на планетата полето все още ни предпазва от космическо влияние.

От всичко това стана тъжно, защото колкото повече се задълбочавах в теорията за микрокосмоса, толкова повече нарастваше разбирането ми за задъненото развитие на най-важния компонент от теорията за устройството на света. Позицията на днешната наука за микрокосмоса не е случайна, а естествена. Факт е, че основите на квантовата физика са положени от носителите на Нобелова награда Макс Планк, Алберт Айнщайн, Нилс Бор, Ервин Шрьодингер, Волфганг Паули и Пол Дирак в края на деветнадесети и началото на двадесети век. Физиците по това време разполагат само с резултатите от някои първоначални експерименти, насочени към изучаване на атоми и елементарни частици. Все пак трябва да се признае, че тези изследвания също са проведени на несъвършено оборудване, съответстващо на това време, и експерименталната база данни едва започва да се попълва.

Ето защо не е изненадващо, че класическата физика не винаги може да отговори на многобройните въпроси, възникнали в хода на изучаването на микросвета. Затова в началото на ХХ век в научния свят започва да се говори за кризата на физиката и необходимостта революционни променив системата за изследване на микросвета. Тази разпоредба определено тласна прогресивните теоретични учени да търсят нови начини и нови методи за познаване на микросвета.

Проблемът, трябва да отдадем почит, не беше в остарелите разпоредби на класическата физика, а в недостатъчно развитата техническа база, която по това време, което е съвсем разбираемо, не можеше да осигури необходимите резултати от изследванията и да даде храна за по-дълбоки теоретични разработки. Празнината трябваше да бъде запълнена. И се напълни. нова теория- квантова физика, базирана предимно на вероятностни математически представяния. В това нямаше нищо лошо, освен че по този начин те забравиха философията и се откъснаха от реалния свят.

Класически представи за атома, електрона, протона, неутрона и др. бяха заменени от техните вероятностни модели, които съответстваха на определено ниво на развитие на науката и дори направиха възможно решаването на много сложни приложни инженерни проблеми. Липсата на необходимата техническа база и някои успехи в теоретичното и експериментално представяне на елементите и системите на микрокосмоса създадоха условия за известно охлаждане на научния свят към задълбочено изследване на структурата на елементарните частици, атомите и техните ядра. . Особено след като кризата във физиката на микрокосмоса изглеждаше потушена, беше настъпила революция. Научна общностентусиазирано се втурна към изучаването на квантовата физика, без да си прави труда да разбере основите на елементарните и фундаменталните частици.

Естествено, такава ситуация в съвременната наука за микросвета не можеше да не ме развълнува и аз веднага започнах да се подготвям за нова експедиция, за ново пътуване. Пътуване в микрокосмоса. Ние вече направихме подобно пътуване. Това беше първото пътуване до света на галактиките, звездите и квазарите, до света на тъмната материя и тъмната енергия, до света, където нашата Вселена се ражда и живее пълноценен живот. В доклада си „Дъхът на Вселената. Първо пътуване» Опитахме се да разберем структурата на Вселената и процесите, които протичат в нея.

Осъзнавайки, че второто пътуване също няма да е лесно и ще изисква милиарди трилиони пъти, за да намаля мащаба на пространството, в което ще трябва да изучавам света около мен, започнах да се подготвям да проникна не само в структурата на атома или молекула, но и в дълбините на електрона и протона, неутрона и фотона, и то в обеми милиони пъти по-малки от обемите на тези частици. Това изисква специално обучение, нови знания и съвременно оборудване.

Предстоящото пътуване предполагаше начало от самото начало на създаването на нашия свят и именно това начало беше най-опасното и с най-непредсказуем изход. Но от нашата експедиция зависеше дали ще намерим изход от сегашната ситуация в науката за микросвета или ще останем да балансираме върху нестабилния въжен мост на съвременната ядрена енергия, всяка секунда разкривайки живота и съществуването на цивилизацията на планета до смъртна опасност.

Работата е там, че за да се запознаем с първоначалните резултати от нашето изследване, беше необходимо да стигнем до черната дупка на Вселената и, пренебрегвайки чувството за самосъхранение, да се втурнем в пламтящия ад на универсалния тунел. Само там, в условията на свръхвисоки температури и фантастично налягане, внимателно движейки се в бързо въртящите се потоци от материални частици, можехме да видим как се извършва анихилацията на частиците и античастиците и как великият и могъщ прародител на всички неща се ражда отново - Етер, за да разберете всички протичащи процеси, включително образуването на частици, атоми и молекули.

Повярвайте ми, няма толкова много смелчаци на Земята, които могат да решат това. Освен това резултатът не е гарантиран от никого и никой не е готов да поеме отговорност за успешния резултат от това пътуване. По време на съществуването на цивилизацията никой дори не е посещавал черната дупка на галактиката, но тук - ВСЕЛЕНА!Всичко тук е пораснало, грандиозно и с космически мащаб. Тук няма шеги. Тук за миг те могат да превърнат човешкото тяло в микроскопичен нажежен енергиен съсирек или да го разпръснат из безкрайните студени простори на космоса без право на възстановяване и обединяване. Това е Вселената! Огромни и величествени, студени и нажежени, необятни и загадъчни...

Затова, канейки всички да се присъединят към нашата експедиция, трябва да ви предупредя, че ако някой има съмнения, не е късно да откаже. Всякакви причини се приемат. Напълно осъзнаваме мащаба на опасността, но сме готови смело да се изправим срещу нея на всяка цена! Готвим се да се гмурнем в дълбините на Вселената.

Ясно е, че за да се защитите и да останете живи, потапяйки се в нажежен до червено, пълен мощни експлозиии ядрените реакции, универсалният тунел, далеч не е просто нещо и нашето оборудване трябва да е подходящо за условията, в които ще трябва да работим. Ето защо е наложително да подготвите най-доброто оборудване и внимателно да обмислите оборудването за всички участници в тази опасна експедиция.

На първо място, при второто пътуване ще вземем това, което ни позволи да преодолеем много труден път през просторите на Вселената, когато работехме върху доклад за нашата експедиция. „Дъхът на Вселената. Първо пътуване.Разбира се, това законите на света. Без тяхното приложение първото ни пътуване едва ли щеше да завърши успешно. Именно законите позволиха да се намери правилният път сред купищата неразбираеми явления и съмнителните заключения на изследователите в тяхното обяснение.

ако си спомняте, закон за баланса на противоположностите,предопределяйки, че в света всяко проявление на реалността, всяка система има своята противоположна същност и е или се стреми да бъде в баланс с нея, ни позволи да разберем и приемем присъствието в света около нас, освен обикновена енергия, също и тъмна енергия , а също, в допълнение към обикновената материя, тъмна материя. Законът за баланса на противоположностите позволи да се приеме, че светът не само се състои от етер, но и етерът се състои от двата си вида - положителен и отрицателен.

Законът за универсалната взаимосвързаност, което предполага стабилна, повтаряща се връзка между всички обекти, процеси и системи във Вселената, независимо от техния мащаб, и закон на йерархията, подреждайки нивата на всяка система във Вселената от най-ниското до най-високото, направи възможно изграждането на логична „стълба от същества“ от етера, частиците, атомите, веществата, звездите и галактиките до Вселената. И след това да намерите начини да трансформирате невероятно огромен брой галактики, звезди, планети и други материални обекти, първо в частици, а след това в потоци горещ етер.

Намерихме потвърждение на тези възгледи в действие. закон на развитието, което определя еволюционното движение във всички сфери на заобикалящия ни свят. Чрез анализа на действието на тези закони стигнахме до описание на формата и разбиране на структурата на Вселената, научихме еволюцията на галактиките, видяхме механизмите на образуване на частици и атоми, звезди и планети. Стана ни напълно ясно как от малкото се образува голямото, а от голямото – малкото.

Само разбиране закон за непрекъснатост на движението, който тълкува обективната необходимост от процеса на постоянно движение в пространството за всички обекти и системи без изключение, ни позволи да осъзнаем въртенето на ядрото на Вселената и галактиките около универсалния тунел.

Законите на структурата на света бяха своеобразна карта на нашето пътуване, която ни помогна да се движим по маршрута и да преодолеем най-трудните му участъци и препятствия, срещани по пътя към разбирането на света. Следователно законите на устройството на света също ще бъдат най-важният атрибут на нашето оборудване в това пътуване в дълбините на Вселената.

Второ важно условиеуспех в проникването в дълбините на Вселената със сигурност ще бъде експериментални резултатиучени, които те държаха повече от сто години, и цялата запас от знания и информация за явления микросвятнатрупани от съвременната наука. По време на първото пътуване се убедихме, че много природни явления могат да се тълкуват по различен начин и да се правят напълно противоположни изводи.

Погрешните заключения, подкрепени от тромави математически формули, като правило водят науката в задънена улица и не осигуряват необходимото развитие. Те полагат основата за по-нататъшно погрешно мислене, което от своя страна формира теоретичните положения на развитите погрешни теории. Не става въпрос за формули. Формулите могат да бъдат абсолютно правилни. Но решенията на изследователите за това как и по какъв път да се движат напред може да не са съвсем правилни.

Ситуацията може да се сравни с желанието да стигнете от Париж до летище Шарл дьо Гол по два пътя. Първият е най-краткият, за който може да се отдели не повече от половин час само с кола, а вторият е точно обратното, около света с кола, кораб, специално оборудване, лодки, кучешки впрягове през Франция, Атлантика, Южна Америка, Антарктида, Тихи океан, Арктика и накрая през североизточната част на Франция директно до летището. И двата пътя ще ни водят от една точка до едно и също място. Но колко дълго и с какви усилия? Да, и да бъдем точни и да стигнем до дестинацията в процеса на дълго и трудно пътуване е много, много проблематично. Следователно важен е не само процесът на движение, но и изборът на правилния път.

В нашето пътуване, както и в първата експедиция, ще се опитаме да погледнем малко по-различно на вече направените и приети от всички изводи за микрокосмоса. научен свят. На първо място, във връзка със знанията, получени в резултат на изучаване на елементарни частици, ядрени реакции и съществуващи взаимодействия. Напълно възможно е в резултат на нашето потапяне в дълбините на Вселената електронът да се появи пред нас не като безструктурна частица, а като някакъв по-сложен обект на микросвета, а атомното ядро ​​да разкрие своята разнообразна структура, живеейки своя необичаен и активен живот.

Нека не забравяме да вземем логиката със себе си. Това ни позволи да намерим пътя си през най-трудните места от последното ни пътуване. Логикибеше вид компас, показващ посоката на правилния път по време на пътуване през просторите на Вселената. Ясно е, че и сега не можем без него.

Една логика обаче явно няма да е достатъчна. В тази експедиция не можем без интуиция. Интуициятаще ни позволи да открием това, за което все още не можем дори да предполагаме и където никой не е търсил нищо преди нас. Именно интуицията е нашият прекрасен помощник, в чийто глас ще се вслушаме внимателно. Интуицията ще ни кара да се движим, независимо от дъжд и студ, сняг и мраз, без твърда надежда и ясна информация, но именно тя ще ни позволи да постигнем целта си въпреки всички правила и насоки, с които цялото човечество е свикнало до от училище.

И накрая, не можем да отидем никъде без нашето необуздано въображение. Въображение- това е инструментът на познанието, от който се нуждаем, който ще ни позволи да видим без най-модерните микроскопи това, което е много по-малко от най-малките частици, които вече са открити или само се предполага от изследователите. Въображението ще ни покаже всички процеси, протичащи в черна дупка и в универсален тунел, ще осигури механизми за възникване на гравитационни сили по време на образуването на частици и атоми, ще ни преведе през галериите на ядрото на атома и ще направи възможно направете завладяващ полет на лек въртящ се електрон около солидна, но тромава компания от протони и неутрони в атомното ядро.

За съжаление, на това пътуване в дълбините на Вселената няма да можем да вземем нищо друго - има много малко място и трябва да се ограничим дори до най-необходимите неща. Но това не може да ни спре! Разбираме целта! Дълбините на Вселената ни очакват!

Най-малката частица захар е захарна молекула. Тяхната структура е такава, че захарта има сладък вкус. А структурата на водните молекули е такава, че чистата вода не изглежда сладка.

4. Молекулите са изградени от атоми

А молекулата на водорода е най-малката частица от водородното вещество. Най-малките частици на атомите са елементарни частици: електрони, протони и неутрони.

Цялата позната материя на Земята и извън нея се състои от химически елементи. Обща сумаестествено срещащи се елементи – 94. Когато нормална температураОт тях 2 са в течно състояние, 11 са в газообразно състояние, а 81 (включително 72 метала) са в твърдо състояние. Така нареченото "четвърто състояние на материята" е плазмата, състояние, в което отрицателно заредените електрони и положително заредените йони са в постоянно движение. Границата на смилане е твърд хелий, който, както беше установено през 1964 г., трябва да бъде моноатомен прах. TCDD или 2, 3, 7, 8-тетрахлородибензо-р-диоксин, открит през 1872 г., е смъртоносен при концентрация от 3,1 10–9 mol/kg, което е 150 хиляди пъти по-силно от подобна доза цианид.

Материята се състои от отделни частици. Молекулите на различните вещества са различни. 2 кислородни атома. Това са полимерни молекули.

Само за комплекса: мистерията на най-малката частица във Вселената или как да хванем неутрино

Стандартният модел на физиката на елементарните частици е теория, която описва свойствата и взаимодействията на елементарните частици. Всички кварки също имат електрически заряд, който е кратен на 1/3 от елементарния заряд. Техните античастици са антилептони (античастицата на електрона се нарича позитрон по исторически причини). Хипероните, като Λ-, Σ-, Ξ- и Ω-частиците, съдържат един или повече s-кварки, разпадат се бързо и са по-тежки от нуклоните. Молекулите са най-малките частици от вещество, които все още запазват своите химични свойства.

Каква финансова или друга полза може да се извлече от тази частица? Физиците вдигат рамене. И те наистина не го знаят. Някога изучаването на полупроводникови диоди принадлежеше към чисто фундаменталната физика, без никакво практическо приложение.

Хигс бозонът е частица, толкова важна за науката, че е наречена „Божията частица“. Именно тя, както смятат учените, дава маса на всички останали частици. Тези частици започват да се разпадат веднага щом се родят. Създаването на частица изисква огромно количество енергия, като тази, произведена от Големия взрив. Относно по-голям размери теглата на суперпартньорите, учените смятат, че симетрията е била нарушена в скрит сектор на Вселената, който не може да бъде видян или открит. Например светлината се състои от частици с нулева маса, наречени фотони, които носят електромагнитна сила. По същия начин, гравитоните са теоретичните частици, които носят силата на гравитацията. Учените все още се опитват да намерят гравитони, но е много трудно да се направи това, тъй като тези частици взаимодействат много слабо с материята.

Този свят е странен: някои обичат да създадат нещо монументално и гигантско, за да станат известни по целия свят и да влязат в историята, докато други създават минималистични копия на обикновени неща и не по-малко удивляват света с тях. Този преглед съдържа най-малките елементи, които съществуват в света и в същото време са не по-малко функционални от техните колеги в пълен размер.

1. Пистолет SwissMiniGun

SwissMiniGun не е по-голям от обикновен гаечен ключ, но е в състояние да изстрелва малки куршуми, които излизат от цевта при скорости над 430 км/ч. Това е повече от достатъчно, за да убие човек от близко разстояние.

2. Car Peel 50

С тегло само 69 ​​кг, Peel 50 е най-малката кола, одобрена някога за използване по пътищата. Този триколесен "пепелац" може да достигне скорост от 16 км / ч.

3. Училище Калу

ЮНЕСКО призна иранското училище Калу за най-малкото в света. Има само 3 ученици и бивш войник Абдул-Мухамед Шерани, който сега е учител.

4. Чайник с тегло 1,4 грама

Създаден е от майстора на керамиката У Руйшен. Въпреки че този чайник тежи само 1,4 грама и се побира на върха на пръста ви, можете да варите чай в него.

5. Затворът Сарк

Затворът Сарк е построен на Нормандските острови през 1856 г. Имаше място само за 2-ма затворници, които освен това бяха в много тесни условия.

6. Тръпка

Тази къща се наричаше "Перакати-поле" (Tumbleweed). Построен е от Джей Шафер от Сан Франциско. Въпреки че къщата е по-малка от килерите на някои хора (нейната площ е само 9 квадратни метра), то има работно място, спалня и баня с душ и тоалетна.

7. Милс Енд Парк

Mills End Park в Портланд е най-малкият парк в света. Диаметърът му е само ... 60 сантиметра. В същото време в парка има басейн за пеперуди, миниатюрно виенско колело и малки статуи.

8. Едуард Ниньо Ернандес

Растежът на Едуард Ниньо Ернандес от Колумбия е само 68 сантиметра. Книгата на рекордите на Гинес го призна за най-малкия човек в света.

9. Полицейски участък в телефонна кабина

Всъщност това не е нищо повече от телефонна кабина. Но всъщност беше действащ полицейски участък в Карабела, Флорида.

10. Скулптури на Уилард Уигън

Британският скулптор Уилард Уигън, който страда от дислексия и лош успех в училище, намери утеха в създаването на миниатюрни произведения на изкуството. Неговите скулптури са едва видими с просто око.

11. Бактерията Mycoplasma Genitalium

12. Цирковирус по свинете

Въпреки че все още има дебат за това какво може да се счита за "живо" и какво не, повечето биолози не класифицират вируса като жив организъм поради факта, че той не може да се възпроизвежда или няма метаболизъм. Вирусът обаче може да бъде много по-малък от всеки жив организъм, включително бактериите. Най-малкият е едноверижен ДНК вирус, наречен свински цирковирус. Размерът му е само 17 нанометра.

13. Амеба

Размерът на най-малкия обект, видим с просто око, е приблизително 1 милиметър. Това означава, че при определени условия човек може да види амеба, ресничеста обувка и дори човешко яйце.

14. Кварки, лептони и антиматерия...

По време на последния векучените са направили големи крачки в разбирането на необятността на космоса и микроскопичните "градивни елементи", от които е съставен. Когато трябваше да разберат коя е най-малката видима частица във Вселената, хората се сблъскаха с определени трудности. В един момент те си помислили, че е атом. Тогава учените откриха протона, неутрона и електрона.

Но не свърши дотук. Днес всеки знае, че когато натиснете тези частици една в друга на места като Големия адронен колайдер, те могат да бъдат разбити на още по-малки частици, като кварки, лептони и дори антиматерия. Проблемът е, че е невъзможно да се определи кое е най-малкото, тъй като размерът на квантово ниво става без значение, както и всички обичайни правила на физиката не важат (някои частици нямат маса, а други дори имат отрицателна маса) .

15. Вибриращи струни от субатомни частици

Предвид казаното по-горе за факта, че концепцията за размер няма значение на квантово ниво, можем да си припомним теорията на струните. Това е малко противоречива теория, която предполага, че всички субатомни частици са съставени от вибриращи струни, които взаимодействат, за да създадат неща като маса и енергия. По този начин, тъй като тези струни технически нямат физически размер, може да се твърди, че те са в известен смисъл „най-малките“ обекти във Вселената.