Quelle est la plus petite particule de l'univers. Quelle est la plus petite particule qui existe dans l’univers ?

La réponse à la question permanente : quelle est la plus petite particule de l’Univers qui a évolué avec l’humanité.

Les gens pensaient autrefois que les grains de sable étaient les éléments constitutifs de ce que nous voyons autour de nous. L'atome a ensuite été découvert et considéré comme indivisible jusqu'à ce qu'il soit divisé pour révéler les protons, les neutrons et les électrons qu'il contient. Ils ne se sont pas non plus avérés être les plus petites particules de l'Univers, puisque les scientifiques ont découvert que les protons et les neutrons sont chacun constitués de trois quarks.

Jusqu’à présent, les scientifiques n’ont pu trouver aucune preuve qu’il y ait quoi que ce soit à l’intérieur des quarks et que la couche la plus fondamentale de matière ou la plus petite particule de l’Univers ait été atteinte.

Et même si les quarks et les électrons sont indivisibles, les scientifiques ne savent pas s’il s’agit des plus petits morceaux de matière existants ou si l’Univers contient des objets encore plus petits.

Les plus petites particules de l'Univers

Ils existent en différentes saveurs et tailles, certains ont des connexions étonnantes, d'autres s'évaporent essentiellement les uns les autres, beaucoup d'entre eux portent des noms fantastiques : quarks composés de baryons et de mésons, de neutrons et de protons, de nucléons, d'hypérons, de mésons, de baryons, de nucléons, de photons, etc..d.

Le boson de Higgs est une particule si importante pour la science qu’on l’appelle la « particule divine ». On pense qu'il détermine la masse de tous les autres. L’élément a été théorisé pour la première fois en 1964, lorsque les scientifiques se demandaient pourquoi certaines particules étaient plus massives que d’autres.

Le boson de Higgs est associé au champ de Higgs, censé remplir l’Univers. Deux éléments (le champ quantique de Higgs et le boson de Higgs) sont responsables de donner de la masse aux autres. Nommé d'après le scientifique écossais Peter Higgs. Avec l'aide du 14 mars 2013, la confirmation de l'existence du boson de Higgs a été officiellement annoncée.

De nombreux scientifiques affirment que le mécanisme de Higgs a résolu la pièce manquante du puzzle pour compléter le « modèle standard » existant de la physique, qui décrit les particules connues.

Le boson de Higgs a fondamentalement déterminé la masse de tout ce qui existe dans l’Univers.

Quarks

Les quarks (c'est-à-dire les quarks) sont les éléments constitutifs des protons et des neutrons. Ils ne sont jamais seuls, n'existant qu'en groupe. Apparemment, la force qui lie les quarks entre eux augmente avec la distance, donc plus on avance, plus il sera difficile de les séparer. Les quarks libres n’existent donc jamais dans la nature.

Les quarks sont des particules fondamentales sont sans structure, pointus environ 10 à 16 cm.

Par exemple, les protons et les neutrons sont constitués de trois quarks, les protons contenant deux quarks identiques, tandis que les neutrons en contiennent deux différents.

Supersymétrie

On sait que les « éléments constitutifs » fondamentaux de la matière, les fermions, sont les quarks et les leptons, et que les gardiens de la force, les bosons, sont les photons et les gluons. La théorie de la supersymétrie dit que les fermions et les bosons peuvent se transformer les uns dans les autres.

La théorie prédite affirme que pour chaque particule que nous connaissons, il existe une particule apparentée que nous n’avons pas encore découverte. Par exemple, pour un électron, c'est un sélecron, un quark est un squark, un photon est un photono et un higgs est un higgsino.

Pourquoi n’observons-nous pas cette supersymétrie dans l’Univers maintenant ? Les scientifiques pensent qu’ils sont beaucoup plus lourds que leurs cousins ​​​​habituels et que plus ils sont lourds, plus leur durée de vie est courte. En fait, ils commencent à s’effondrer dès leur apparition. Créer une supersymétrie nécessite très grande quantité une énergie qui n’existait que peu de temps après le big bang et qui pourrait éventuellement être créée dans de grands accélérateurs comme le Large Hadron Collider.

Quant à la raison pour laquelle la symétrie est apparue, les physiciens émettent l’hypothèse que la symétrie pourrait avoir été brisée dans un secteur caché de l’Univers que nous ne pouvons ni voir ni toucher, mais que nous ne pouvons ressentir que par gravitation.

Neutrino

Les neutrinos sont des particules subatomiques légères qui sifflent partout à une vitesse proche de celle de la lumière. En fait, des milliards de neutrinos circulent dans votre corps à tout moment, même s’ils interagissent rarement avec la matière normale.

Certains proviennent du soleil, tandis que d'autres proviennent de rayons cosmiques interagissant avec l'atmosphère terrestre et de sources astronomiques telles que l'explosion d'étoiles sur Terre. voie Lactée et d'autres galaxies lointaines.

Antimatière

On pense que toutes les particules normales contiennent de l’antimatière de même masse mais de charge opposée. Quand la matière se rencontre, elles se détruisent. Par exemple, la particule d’antimatière d’un proton est un antiproton, tandis que le partenaire antimatière d’un électron est appelé un positon. L’antimatière est l’une des substances les plus chères au monde que l’on ait pu identifier.

Gravitons

Dans la zone mécanique quantique toutes les forces fondamentales sont transmises par des particules. Par exemple, la lumière est constituée de particules sans masse appelées photons, qui transportent une force électromagnétique. De même, le graviton est une particule théorique qui transporte la force de gravité. Les scientifiques n’ont pas encore détecté les gravitons, qui sont difficiles à trouver car ils interagissent très faiblement avec la matière.

Fils d'énergie

Dans les expériences, de minuscules particules telles que des quarks et des électrons agissent comme des points uniques de matière sans distribution spatiale. Mais les objets ponctuels compliquent les lois de la physique. Puisqu’il est impossible de s’approcher infiniment d’un point, puisque forces actives, peut devenir infiniment grand.

Une idée appelée théorie des supercordes pourrait résoudre ce problème. La théorie affirme que toutes les particules, au lieu d’être ponctuelles, sont en réalité de petits fils d’énergie. Autrement dit, tous les objets de notre monde sont constitués de fils vibrants et de membranes d'énergie. Rien ne peut être infiniment proche du fil, car une partie sera toujours un peu plus proche que l'autre. Cette faille semble résoudre certains des problèmes posés par l’infini, ce qui rend l’idée attrayante pour les physiciens. Cependant, les scientifiques ne disposent toujours d’aucune preuve expérimentale de l’exactitude de la théorie des cordes.

Une autre façon de résoudre le problème ponctuel consiste à dire que l’espace lui-même n’est pas continu et lisse, mais qu’il est en réalité constitué de pixels ou de grains discrets, parfois appelés structure espace-temps. Dans ce cas, les deux particules ne pourront pas se rapprocher indéfiniment, car elles doivent toujours être séparées par une granulométrie minimale de l'espace.

Point de trou noir

Un autre prétendant au titre de plus petite particule de l’Univers est la singularité (un seul point) au centre d’un trou noir. Les trous noirs se forment lorsque la matière se condense dans un espace suffisamment petit pour que la gravité s'y accroche, provoquant l'attraction de la matière vers l'intérieur, pour finalement se condenser en un seul point de densité infinie. Du moins selon lois actuelles la physique.

Mais la plupart des experts ne pensent pas que les trous noirs soient réellement d’une densité infinie. Ils croient que cet infini est le résultat conflit interne entre deux théories actuelles - théorie générale relativité et mécanique quantique. Ils suggèrent que lorsque la théorie de la gravité quantique pourra être formulée, la véritable nature des trous noirs sera révélée.

longueur Planck

Les fils d’énergie et même la plus petite particule de l’Univers peuvent avoir la taille d’une « longueur de planche ».

La longueur de la barre est de 1,6 x 10 -35 mètres (le nombre 16 est précédé de 34 zéros et d'un point décimal) - une échelle incompréhensiblement petite associée à divers aspects de la physique.

La longueur de Planck est une « unité naturelle » de longueur proposée par le physicien allemand Max Planck.

La longueur de Planck est trop courte pour qu'un instrument puisse la mesurer, mais au-delà de cela, on pense qu'elle représente la limite théorique de la longueur mesurable la plus courte. Selon le principe d’incertitude, aucun instrument ne devrait jamais être capable de mesurer moins, car dans cette plage, l’univers est probabiliste et incertain.

Cette échelle est également considérée comme la ligne de démarcation entre la relativité générale et la mécanique quantique.

La longueur de Planck correspond à la distance à laquelle le champ gravitationnel est si fort qu'il peut commencer à former des trous noirs à partir de l'énergie du champ.

Apparemment, la plus petite particule de l'Univers a à peu près la taille d'une planche : 1,6 x 10 −35 mètres.

conclusions

On savait depuis l'école que la plus petite particule de l'Univers, l'électron, possède charge négative et une très petite masse égale à 9,109 x 10 -31 kg, et le rayon électronique classique est de 2,82 x 10 -15 m.

Cependant, les physiciens opèrent déjà avec les plus petites particules de l'Univers, la taille de Planck qui est d'environ 1,6 x 10 −35 mètres.

Les neutrinos, une particule incroyablement petite de l’univers, fascinent les scientifiques depuis près d’un siècle. D'autres récompenses pour la recherche sur les neutrinos prix Nobel, que pour travailler sur n'importe quelle autre particule, et pour l'étudier, d'immenses installations sont construites avec le budget des petits États. Alexander Nozik, chercheur principal à l'Institut de recherche nucléaire de l'Académie des sciences de Russie, enseignant au MIPT et participant à l'expérience « Troitsk nu-mass » visant à rechercher la masse des neutrinos, explique comment l'étudier, mais la plupart et surtout, comment l’attraper en premier lieu.

Le mystère de l'énergie volée

L’histoire de la recherche sur les neutrinos peut être lue comme un fascinant roman policier. Cette particule a testé plus d'une fois les capacités déductives des scientifiques : toutes les énigmes n'ont pas pu être résolues immédiatement, et certaines n'ont pas encore été résolues. Commençons par l'histoire de la découverte. Désintégrations radioactives divers types ont commencé à être étudiés dès fin XIX siècle, et il n'est pas surprenant que dans les années 1920, les scientifiques disposaient dans leur arsenal d'instruments non seulement pour enregistrer la désintégration elle-même, mais aussi pour mesurer l'énergie des particules qui s'échappaient, bien que pas particulièrement précises par rapport aux normes actuelles. À mesure que la précision des instruments augmentait, la joie des scientifiques et la perplexité associée, entre autres choses, à la désintégration bêta, dans laquelle un électron s'envole d'un noyau radioactif et le noyau lui-même change de charge, augmentaient également. Cette désintégration est appelée désintégration à deux particules, car elle produit deux particules : un nouveau noyau et un électron. N'importe quel lycéen expliquera qu'il est possible de déterminer avec précision l'énergie et l'impulsion des fragments lors d'une telle désintégration en utilisant les lois de conservation et en connaissant les masses de ces fragments. En d’autres termes, l’énergie d’un électron, par exemple, sera toujours la même lors de toute désintégration du noyau d’un certain élément. Dans la pratique, une situation complètement différente a été observée. Non seulement l’énergie des électrons n’était pas fixe, mais elle était également répartie dans un spectre continu allant jusqu’à zéro, ce qui a dérouté les scientifiques. Cela ne peut se produire que si quelqu'un vole l'énergie de la désintégration bêta. Mais il semble qu’il n’y ait personne pour le voler.

Au fil du temps, les instruments sont devenus de plus en plus précis et la possibilité d'attribuer une telle anomalie à une erreur d'équipement a rapidement disparu. Un mystère surgit alors. À la recherche de sa solution, les scientifiques ont exprimé diverses hypothèses, voire complètement absurdes selon les normes actuelles. Niels Bohr lui-même, par exemple, a déclaré avec sérieux que les lois sur la conservation ne s'appliquent pas dans le monde. particules élémentaires. Wolfgang Pauli a sauvé la situation en 1930. Il n'a pas pu assister à la conférence de physique à Tübingen et, ne pouvant y participer à distance, a envoyé une lettre dont il a demandé à être lue. En voici des extraits :

«Chers dames et messieurs radioactifs. Je vous demande d'écouter avec attention, au moment le plus opportun, le messager qui a remis cette lettre. Il vous dira que j'ai trouvé un excellent remède à la loi de conservation et à la statistique correcte. Cela réside dans la possibilité de l'existence de particules électriquement neutres... La continuité du spectre B deviendra claire si l'on suppose que lors de la désintégration B, un tel « neutron » est émis avec chaque électron, et la somme des les énergies du « neutron » et de l’électron sont constantes… »

A la fin de la lettre se trouvaient les lignes suivantes :

« Si vous ne prenez pas de risques, vous ne gagnerez pas. La gravité de la situation lorsqu’on considère le spectre B continu devient particulièrement claire après les paroles du Prof. Debye, qui m'a dit avec regret : "Oh, il vaut mieux ne pas considérer tout cela... comme de nouveaux impôts." Il est donc nécessaire de discuter sérieusement de chaque chemin vers le salut. Alors, chers radioactifs, mettez cela à l’épreuve et jugez.

Plus tard, Pauli lui-même a exprimé ses craintes que, même si son idée sauvait la physique du micromonde, la nouvelle particule ne serait jamais découverte expérimentalement. Ils disent qu'il a même soutenu avec ses collègues que si la particule existait, il ne serait pas possible de la détecter au cours de leur vie. Au cours des années suivantes, Enrico Fermi développa une théorie de la désintégration bêta impliquant une particule qu'il appela neutrino, qui concordait brillamment avec l'expérience. Après cela, plus personne n’a eu de doute sur l’existence réelle de la particule hypothétique. En 1956, deux ans avant la mort de Pauli, des neutrinos ont été découverts expérimentalement en désintégration bêta inverse par l'équipe de Frederick Reines et Clyde Cowan (Reines a reçu le prix Nobel pour cela).

Le cas des neutrinos solaires manquants

Lorsqu’il est devenu clair que les neutrinos, bien que difficiles, pouvaient encore être détectés, les scientifiques ont commencé à essayer de détecter les neutrinos d’origine extraterrestre. Leur source la plus évidente est le Soleil. Des réactions nucléaires s'y produisent constamment et on peut calculer que chaque centimètre carré la surface de la terre Environ 90 milliards de neutrinos solaires traversent chaque seconde.

À ce moment-là, le plus méthode efficace la capture des neutrinos solaires était une méthode radiochimique. Son essence est la suivante : un neutrino solaire arrive sur Terre, interagit avec le noyau ; le résultat est, disons, un noyau 37Ar et un électron (c'est exactement la réaction qui a été utilisée dans l'expérience de Raymond Davis, pour laquelle il a reçu plus tard le prix Nobel). Après cela, en comptant le nombre d'atomes d'argon, nous pouvons dire combien de neutrinos ont interagi dans le volume du détecteur pendant l'exposition. En pratique, bien sûr, tout n’est pas si simple. Vous devez comprendre que vous devez compter les atomes d’argon dans une cible pesant des centaines de tonnes. Le rapport de masse est à peu près le même qu’entre la masse d’une fourmi et la masse de la Terre. C’est alors qu’on découvre que les ⅔ des neutrinos solaires ont été volés (le flux mesuré était trois fois inférieur à celui prévu).

Bien entendu, les soupçons se sont d’abord portés sur le Soleil lui-même. Après tout, on ne peut juger de sa vie intérieure que par des signes indirects. On ne sait pas comment les neutrinos y sont créés, et il est même possible que tous les modèles du Soleil soient erronés. De nombreuses hypothèses différentes ont été discutées, mais les scientifiques ont finalement commencé à se tourner vers l'idée que ce n'était pas le Soleil, mais la nature rusée des neutrinos eux-mêmes.

Une petite digression historique : entre la découverte expérimentale des neutrinos et les expériences d'étude des neutrinos solaires, plusieurs découvertes plus intéressantes ont eu lieu. Premièrement, les antineutrinos ont été découverts et il a été prouvé que les neutrinos et les antineutrinos participent différemment aux interactions. De plus, dans toutes les interactions, tous les neutrinos sont toujours gauchers (la projection du spin sur la direction du mouvement est négative) et tous les antineutrinos sont droitiers. Non seulement cette propriété n’est observée parmi toutes les particules élémentaires que dans les neutrinos, mais elle indique aussi indirectement que notre Univers n’est, en principe, pas symétrique. Deuxièmement, il a été découvert que chaque lepton chargé (lepton électronique, muon et tau) possède son propre type, ou saveur, de neutrino. De plus, les neutrinos de chaque type n’interagissent qu’avec leur lepton.

Revenons à notre problème solaire. Dans les années 50 du 20e siècle, il a été suggéré qu'il n'était pas nécessaire de conserver la saveur leptonique (un type de neutrino). Autrement dit, si un neutrino électronique est né au cours d'une réaction, alors sur le chemin d'une autre réaction, le neutrino peut changer de vêtements et fonctionner comme un muon. Cela pourrait expliquer le manque de neutrinos solaires dans les expériences radiochimiques sensibles uniquement aux neutrinos électroniques. Cette hypothèse a été brillamment confirmée par les mesures du flux de neutrinos solaires dans les expériences de scintillation à grande cible d'eau SNO et Kamiokande (pour lesquelles un autre prix Nobel a été récemment attribué). Dans ces expériences, ce n'est plus la désintégration bêta inverse qui est étudiée, mais la réaction de diffusion des neutrinos, qui peut se produire non seulement avec les neutrinos électroniques, mais aussi avec les neutrinos muoniques. Lorsqu'au lieu du flux de neutrinos électroniques, ils ont commencé à mesurer le flux total de tous les types de neutrinos, les résultats ont parfaitement confirmé la transition des neutrinos d'un type à un autre, ou les oscillations des neutrinos.

Assaut contre le modèle standard

La découverte des oscillations des neutrinos, après avoir résolu un problème, en a créé plusieurs nouveaux. Le fait est que depuis l’époque de Pauli, les neutrinos étaient considérés comme des particules sans masse comme les photons, et cela convenait à tout le monde. Les tentatives pour mesurer la masse des neutrinos se sont poursuivies, mais sans grand enthousiasme. Les oscillations ont tout changé, puisque la masse, aussi petite soit-elle, est nécessaire à leur existence. La découverte de la masse des neutrinos a certes ravi les expérimentateurs, mais a intrigué les théoriciens. Premièrement, les neutrinos massifs ne rentrent pas dans le modèle standard de la physique des particules, que les scientifiques élaborent depuis le début du 20e siècle. Deuxièmement, la même gaucherie mystérieuse des neutrinos et la même gaucherie des antineutrinos ne s’expliquent bien que, encore une fois, pour les particules sans masse. S'il y a une masse, les neutrinos gauchers devraient, avec une certaine probabilité, se transformer en neutrinos droitiers, c'est-à-dire en antiparticules, violant la loi apparemment immuable de conservation du nombre de leptons, ou même se transformer en une sorte de neutrinos qui ne ne participe pas à l’interaction. Aujourd’hui, ces particules hypothétiques sont communément appelées neutrinos stériles.

Détecteur de neutrinos "Super Kamiokande" © Observatoire de Kamioka, ICRR (Institute for Cosmic Ray Research), Université de Tokyo

Bien entendu, la recherche expérimentale de la masse du neutrino a immédiatement repris de manière spectaculaire. Mais la question s'est immédiatement posée : comment mesurer la masse de quelque chose qui ne peut être attrapé ? Il n’y a qu’une seule réponse : ne pas capter de neutrinos du tout. Aujourd'hui, deux directions sont les plus activement développées : la recherche directe de la masse des neutrinos en désintégration bêta et l'observation de la double désintégration bêta sans neutrinos. Dans le premier cas, l’idée est très simple. Le noyau se désintègre avec le rayonnement des électrons et des neutrinos. Il n’est pas possible de capturer un neutrino, mais il est possible de capturer et de mesurer un électron avec une très grande précision. Le spectre électronique contient également des informations sur la masse des neutrinos. Une telle expérience est l’une des plus difficiles de la physique des particules, mais son avantage absolu est qu’elle repose sur les principes de base de la conservation de l’énergie et de la quantité de mouvement et que son résultat ne dépend que de peu. Actuellement, la meilleure limite de masse des neutrinos est d’environ 2 eV. C'est 250 000 fois moins que celui d'un électron. Autrement dit, la masse elle-même n'a pas été trouvée, mais n'était limitée que par le cadre supérieur.

Avec la double désintégration bêta, les choses sont plus compliquées. Si nous supposons qu'un neutrino se transforme en antineutrino lors d'un retournement de spin (ce modèle porte le nom du physicien italien Ettore Majorana), alors un processus est possible lorsque deux désintégrations bêta se produisent simultanément dans le noyau, mais les neutrinos ne s'envolent pas, mais sont réduits. La probabilité d’un tel processus est liée à la masse du neutrino. Les limites supérieures de telles expériences sont meilleures – 0,2 – 0,4 eV – mais dépendent du modèle physique.

Le problème des neutrinos massifs n’est pas encore résolu. La théorie de Higgs ne peut pas expliquer des masses aussi petites. Cela nécessite des complications importantes ou l'utilisation de lois plus astucieuses selon lesquelles les neutrinos interagissent avec le reste du monde. Les physiciens impliqués dans la recherche sur les neutrinos se voient souvent poser la question suivante : « Comment la recherche sur les neutrinos peut-elle aider l’individu moyen ? Quel avantage financier ou autre peut être tiré de cette particule ? Les physiciens haussent les épaules. Et ils ne le savent vraiment pas. Autrefois, l'étude des diodes semi-conductrices relevait de la physique purement fondamentale, sans aucun application pratique. La différence est que les technologies développées pour créer des expériences modernes de physique des neutrinos sont désormais largement utilisées dans l'industrie, de sorte que chaque centime investi dans ce domaine est rentable assez rapidement. Actuellement, plusieurs expériences sont menées dans le monde, dont l'échelle est comparable à celle du Grand collisionneur de hadrons ; ces expériences visent exclusivement à étudier les propriétés des neutrinos. On ne sait pas dans lequel d'entre eux il sera possible d'ouvrir une nouvelle page de physique, mais elle sera certainement ouverte.

Que savons-nous des particules plus petites qu’un atome ? Et quelle est la plus petite particule de l’Univers ?

Le monde autour de nous... Qui d’entre nous n’a pas admiré sa beauté enchanteresse ? Son ciel nocturne sans fond, parsemé de milliards d'étoiles mystérieuses scintillantes et la chaleur de son doux lumière du soleil. Champs et forêts d'émeraude, rivières tumultueuses et vastes étendues maritimes. Des sommets étincelants de montagnes majestueuses et des prairies alpines luxuriantes. Rosée du matin et trille du rossignol à l'aube. Une rose parfumée et le doux murmure d'un ruisseau. Un coucher de soleil flamboyant et le doux bruissement d'une forêt de bouleaux...

Est-il possible de penser à quelque chose de plus beau que le monde qui nous entoure ?! Plus puissant et plus impressionnant ? Et, en même temps, plus fragile et plus tendre ? Tout cela est le monde où nous respirons, aimons, nous réjouissons, nous réjouissons, souffrons et sommes tristes... Tout cela est notre monde. Le monde dans lequel nous vivons, que nous ressentons, que nous voyons et que nous comprenons au moins d’une manière ou d’une autre.

Cependant, elle est bien plus diversifiée et complexe qu’il n’y paraît à première vue. Nous savons que les prairies luxuriantes ne seraient pas apparues sans l'émeute fantastique d'une ronde sans fin de brins d'herbe verts et flexibles, d'arbres luxuriants vêtus d'une robe émeraude - sans beaucoup de feuilles sur leurs branches, et de plages dorées - sans de nombreux grains étincelants. de sable crissant sous les pieds nus sous les rayons de l'été, le doux soleil. Le grand est toujours constitué du petit. Petit - d'encore plus petit. Et il n’y a probablement aucune limite à cette séquence.

Par conséquent, les brins d’herbe et les grains de sable, à leur tour, sont constitués de molécules formées à partir d’atomes. Les atomes, comme nous le savons, contiennent des particules élémentaires : des électrons, des protons et des neutrons. Mais ils ne sont pas non plus considérés comme l’autorité finale. La science moderne affirme que les protons et les neutrons, par exemple, sont constitués d’hypothétiques paquets d’énergie – les quarks. On suppose qu'il existe une particule encore plus petite – un préon, encore invisible, inconnue, mais supposée.

Le monde des molécules, des atomes, des électrons, des protons, des neutrons, des photons, etc. habituellement appelé microcosme. Il est la base macrocosme- le monde humain et les quantités qui lui sont proportionnées sur notre planète et mégamonde- le monde des étoiles, des galaxies, de l'Univers et de l'Espace. Tous ces mondes sont interconnectés et n’existent pas les uns sans les autres.

Nous avons déjà fait connaissance avec le mégamonde dans le rapport sur notre première expédition « Souffle de l'Univers. Premier voyage" et nous avons déjà une idée des galaxies lointaines et de l'Univers. Au cours de ce périlleux voyage, nous avons découvert le monde de la matière noire et de l’énergie noire, sondé les profondeurs des trous noirs, atteint les sommets de brillants quasars et avons miraculeusement échappé au Big Bang et non moins au Big Crunch. L'univers est apparu devant nous dans toute sa beauté et sa grandeur. Au cours de notre voyage, nous avons réalisé que les étoiles et les galaxies ne sont pas apparues d’elles-mêmes, mais qu’elles ont été minutieusement formées, sur des milliards d’années, à partir de particules et d’atomes.

Ce sont les particules et les atomes qui composent le monde qui nous entoure. Ce sont elles, dans leurs combinaisons innombrables et diverses, qui peuvent apparaître devant nous, soit sous la forme d'une belle rose hollandaise, soit sous la forme d'un amas dur de roches tibétaines. Tout ce que nous voyons est constitué de ces mystérieux représentants du mystérieux micromonde. Pourquoi « mystérieux » et pourquoi « mystérieux » ? Parce que l’humanité, malheureusement, sait encore très peu de choses sur ce monde et ses représentants.

La science moderne sur le microcosme ne peut être imaginée sans mentionner l’électron, le proton ou le neutron. Dans tous matériel de référence en physique ou en chimie on découvrira leur masse à la neuvième décimale près, leur charge électrique, leur durée de vie, etc. Par exemple, selon ces ouvrages de référence, un électron a une masse de 9,10938291(40) x 10 -31 kg, une charge électrique de moins 1,602176565(35) x 10 -19 C, une durée de vie infinie ou au moins 4,6 x 10 26 ans (Wikipédia).

La précision de la détermination des paramètres électroniques est impressionnante et la fierté de réalisations scientifiques la civilisation remplit nos cœurs ! Certes, en même temps, des doutes s’installent et, malgré tous vos efforts, vous ne parvenez pas à vous débarrasser. Déterminer la masse d'un électron égale à un milliard - milliard - milliardième de kilogramme, et même la peser jusqu'à la neuvième décimale, n'est, je crois, pas du tout une affaire facile, tout comme mesurer la durée de vie d'un électron à 4 600 000 000 000 000 000 000 000. 000 ans.

De plus, personne n’a jamais vu cet électron. Les microscopes les plus modernes permettent de voir uniquement le nuage d'électrons autour du noyau d'un atome, à l'intérieur duquel, comme le pensent les scientifiques, l'électron se déplace à une vitesse énorme (Fig. 1). On ne connaît pas encore exactement la taille de l’électron, ni sa forme, ni la vitesse de sa rotation. En réalité, nous savons très peu de choses sur l’électron, ainsi que sur le proton et le neutron. Nous ne pouvons que spéculer et deviner. Malheureusement, aujourd’hui, c’est tout ce que nous pouvons faire.

Riz. 1. Photographie de nuages ​​​​d'électrons prise par des physiciens de l'Institut de physique et de technologie de Kharkov en septembre 2009

Mais un électron ou un proton sont les plus petites particules élémentaires qui composent un atome de n'importe quelle substance. Et si le nôtre moyens techniques l'étude du micromonde ne nous permet pas encore de voir les particules et les atomes, peut-être commencerons-nous par quelque chose de b Ô plus grand et plus connu ? Par exemple, à partir d'une molécule ! Il est constitué d'atomes. Une molécule est un objet plus grand et plus compréhensible, qui sera probablement étudié plus en profondeur.

Malheureusement, je dois encore vous décevoir. Les molécules ne nous sont compréhensibles que sur papier sous forme de formules abstraites et de dessins de leur structure supposée. Nous ne pouvons pas non plus obtenir une image claire d’une molécule avec des liaisons prononcées entre les atomes.

En août 2009, grâce à la technologie de microscopie à force atomique, des chercheurs européens ont réussi pour la première fois à imager la structure d'une molécule de pentacène assez grosse (C 22 H 14). La technologie la plus moderne a permis de distinguer seulement cinq anneaux qui déterminent la structure de cet hydrocarbure, ainsi que des taches d'atomes individuels de carbone et d'hydrogène (Fig. 2). Et c'est tout ce que nous pouvons faire pour l'instant...

Riz. 2. Représentation structurelle de la molécule de pentacène (en haut)

et sa photo (ci-dessous)

D'une part, les photographies obtenues permettent d'affirmer que la voie choisie par les scientifiques chimistes, décrivant la composition et la structure des molécules, ne fait plus de doute, mais, d'autre part, on ne peut que deviner

Comment, après tout, se produit la connexion des atomes dans une molécule et des particules élémentaires dans un atome ? Pourquoi ces liaisons atomiques et moléculaires sont-elles stables ? Comment se forment-ils, quelles forces les soutiennent ? À quoi ressemble un électron, un proton ou un neutron ? Quelle est leur structure ? Qu'est-ce qu'un noyau atomique ? Comment un proton et un neutron coexistent-ils dans le même espace et pourquoi en rejettent-ils un électron ?

Il y a beaucoup de questions de ce genre. Des réponses aussi. Il est vrai que de nombreuses réponses reposent uniquement sur des hypothèses qui soulèvent de nouvelles questions.

Mes premières tentatives pour pénétrer les secrets du micromonde sont tombées sur une idée plutôt superficielle science moderne de nombreuses connaissances fondamentales sur la structure des objets du micromonde, sur les principes de leur fonctionnement, sur les systèmes de leurs interconnexions et relations. Il s'est avéré que l'humanité ne comprend toujours pas clairement comment sont structurés le noyau d'un atome et ses particules constitutives - électrons, protons et neutrons. Nous n'avons qu'une idée générale de ce qui se passe réellement lors de la fission du noyau atomique, des événements qui peuvent se produire au cours du long cours de ce processus.

Étudier réactions nucléaires se limite à observer des processus et à énoncer certaines relations de cause à effet dérivées expérimentalement. Les chercheurs ont appris à déterminer uniquement comportement de certaines particules sous l'une ou l'autre influence. C'est tout! Sans comprendre leur structure, sans révéler les mécanismes d’interaction ! Seulement le comportement ! Sur la base de ce comportement, les dépendances de certains paramètres ont été déterminées et, pour plus d'importance, ces données expérimentales ont été intégrées dans des formules mathématiques à plusieurs niveaux. C'est toute la théorie !

Malheureusement, cela suffisait pour lancer courageusement la construction. centrales nucléaires, divers accélérateurs, collisionneurs et création de bombes nucléaires. Ayant acquis des connaissances primaires sur les processus nucléaires, l'humanité s'est immédiatement lancée dans une course sans précédent pour la possession d'une énergie puissante sous son contrôle.

Comment le nombre de pays armés a augmenté à pas de géant potentiel nucléaire. Des missiles nucléaires en grand nombre, ils regardaient d'un air menaçant leurs voisins hostiles. Des centrales nucléaires ont commencé à apparaître, produisant en permanence de l'énergie électrique bon marché. D’énormes sommes d’argent ont été dépensées pour le développement de nouvelles conceptions nucléaires. La science, essayant d’examiner l’intérieur du noyau atomique, a construit de manière intensive des accélérateurs de particules ultramodernes.

Cependant, la matière n’a pas atteint la structure de l’atome et de son noyau. La passion pour la recherche de toujours plus de nouvelles particules et la poursuite des insignes Nobel ont relégué au second plan une étude approfondie de la structure du noyau atomique et des particules qui le composent.

Mais une connaissance superficielle des processus nucléaires s'est immédiatement manifestée négativement lors du fonctionnement des réacteurs nucléaires et a provoqué l'apparition de réactions nucléaires spontanées en chaîne dans un certain nombre de situations.

Cette liste montre les dates et lieux des réactions nucléaires spontanées :

21/08/1945. États-Unis, Laboratoire national de Los Alamos.

21/05/1946. États-Unis, Laboratoire national de Los Alamos.

15/03/1953. URSS, Chelyabinsk-65, PA "Mayak".

21/04/1953. URSS, Chelyabinsk-65, PA "Mayak".

16/06/1958. États-Unis, Oak Ridge, usine radiochimique Y-12.

15/10/1958. Yougoslavie, Institut B. Kidrich.

30/12/1958. États-Unis, Laboratoire national de Los Alamos.

03/01/1963. URSS, Tomsk-7, usine chimique sibérienne.

23/07/1964. États-Unis, Woodreaver, usine radiochimique.

30/12/1965. Belgique, Mol.

05/03/1968. URSS, Chelyabinsk-70, VNIITF.

10/12/1968. URSS, Chelyabinsk-65, PA "Mayak".

26/05/1971. URSS, Moscou, Institut de l'énergie atomique.

13/12/1978. URSS, Tomsk-7, usine chimique sibérienne.

23/09/1983. Argentine, réacteur RA-2.

15/05/1997. Russie, Novossibirsk, usine de concentrés chimiques.

17/06/1997. Russie, Sarov, VNIIEF.

30/09/1999. Japon, Tokaimura, centrale nucléaire.

À cette liste, il faut ajouter de nombreux accidents avec des transporteurs aériens et sous-marins d'armes nucléaires, des incidents dans des entreprises du cycle du combustible nucléaire, des situations d'urgence dans des centrales nucléaires, des situations d'urgence lors d'essais nucléaires et bombes thermonucléaires. Les tragédies de Tchernobyl et de Fukushima resteront à jamais gravées dans notre mémoire. Derrière ces catastrophes et situations d'urgence, des milliers des morts. Et cela fait réfléchir très sérieusement.

Rien que l’idée de centrales nucléaires en activité, qui pourraient instantanément transformer le monde entier en un système continu zone radioactive, horrifie. Malheureusement, ces craintes sont fondées. Tout d'abord, le fait que les créateurs de réacteurs nucléaires dans leur travail utilisé non pas des connaissances fondamentales, mais un énoncé de certaines dépendances mathématiques et du comportement des particules, sur la base desquels une structure nucléaire dangereuse a été construite. Pour les scientifiques, les réactions nucléaires restent une sorte de « boîte noire » qui fonctionne, à condition que certaines actions et conditions soient remplies.

Cependant, si quelque chose commence à se produire dans cette « boîte » et que ce « quelque chose » n'est pas décrit dans les instructions et dépasse le cadre des connaissances acquises, alors nous, en dehors de notre propre héroïsme et de notre travail non intellectuel, ne pouvons rien opposer. à la catastrophe nucléaire en cours. Des masses de gens sont obligées d'attendre simplement humblement le danger imminent, de se préparer à des conséquences terribles et incompréhensibles, en se mettant à distance de sécurité, à leur avis. Dans la plupart des cas, les spécialistes du nucléaire haussent simplement les épaules, prient et attendent l’aide des puissances supérieures.

Les scientifiques nucléaires japonais, armés du plus grand nombre technologie moderne, ne parvient toujours pas à freiner la centrale nucléaire de Fukushima, hors tension depuis longtemps. Ils peuvent seulement affirmer que le 18 octobre 2013, le niveau de rayonnement dans les eaux souterraines a dépassé la norme de plus de 2 500 fois. Un jour plus tard, le niveau de substances radioactives dans l’eau a été multiplié par près de 12 000 ! Pourquoi?! Les experts japonais ne peuvent pas encore répondre à cette question ni arrêter ces processus.

Risque de création bombe atomique au moins, d'une manière ou d'une autre, il était justifié. La situation militaro-politique tendue sur la planète a nécessité des mesures de défense et d'attaque sans précédent de la part des pays en guerre. Se soumettant à la situation, les chercheurs nucléaires ont pris des risques sans approfondir les subtilités de la structure et du fonctionnement des particules élémentaires et des noyaux atomiques.

Cependant, dans Temps paisible la construction de centrales nucléaires et de collisionneurs de tous types devait commencer seulement à condition, Quoi La science a parfaitement compris la structure du noyau atomique, de l’électron, du neutron, du proton et leurs relations. De plus, dans les centrales nucléaires, la réaction nucléaire doit être strictement contrôlée. Mais vous ne pouvez gérer réellement et efficacement que ce que vous connaissez parfaitement. Surtout s’il s’agit du type d’énergie le plus puissant aujourd’hui, qu’il n’est pas du tout facile de maîtriser. Bien entendu, cela n’arrive pas. Pas seulement lors de la construction de centrales nucléaires.

Actuellement, en Russie, en Chine, aux États-Unis et en Europe, il existe 6 collisionneurs différents - de puissants accélérateurs de particules à contre-courant qui les accélèrent à une vitesse énorme, donnant aux particules une vitesse élevée. énergie cinétique pour ensuite les pousser les uns contre les autres. Le but de la collision est d'étudier les produits des collisions de particules dans l'espoir qu'au cours de leur désintégration, il sera possible de voir quelque chose de nouveau et jusqu'alors inconnu.

Il est clair que les chercheurs sont très intéressés de voir ce qui résultera de tout cela. Les taux de collision de particules et la recherche scientifique augmentent, mais la connaissance de la structure de ce qui entre en collision est déjà pendant de très nombreuses années rester au même niveau. Il n'existe toujours pas de prévisions fondées sur les résultats des études prévues, et il ne peut y en avoir. Pas par hasard. Nous comprenons parfaitement que la prévision scientifique n'est possible que si nous disposons d'une connaissance précise et vérifiée au moins des détails du processus prévu. La science moderne ne possède pas encore de telles connaissances sur les particules élémentaires. Dans ce cas, on peut supposer que le principe principal méthodes existantes la recherche devient la position : « Essayons de le faire et voyons ce qui se passe. » Malheureusement.

Il est donc tout à fait naturel qu'aujourd'hui les questions liées aux dangers des expériences soient de plus en plus discutées. Il ne s’agit même pas de la possibilité que des trous noirs microscopiques apparaissent lors d’expériences et qu’en grandissant, ils puissent dévorer notre planète. Je ne crois pas vraiment à une telle possibilité, du moins au niveau et au stade actuel de mon développement intellectuel.

Mais il existe un danger plus profond et plus réel. Par exemple, dans le Grand collisionneur de hadrons, des flux de protons ou d’ions plomb entrent en collision dans diverses configurations. Il semblerait, quelle menace peut provenir d'une particule microscopique, et même souterraine, dans un tunnel enveloppé d'une puissante protection en métal et en béton ? Une particule pesant 1 672 621 777(74) x 10 -27 kg et un tunnel solide de plusieurs tonnes de plus de 26 kilomètres dans l'épaisseur d'un sol lourd sont des catégories clairement incomparables.

Pourtant, la menace existe. Au cours des expériences, une libération incontrôlée est probable énorme montant l'énergie qui apparaîtra non seulement à la suite de la rupture des forces intranucléaires, mais aussi l'énergie située à l'intérieur des protons ou des ions plomb. Explosion nucléaire moderne missile balistique, basé sur la libération de l'énergie intranucléaire de l'atome, ne semblera pas pire qu'un cracker du Nouvel An en comparaison avec la puissante énergie qui peut être libérée lors de la destruction des particules élémentaires. De manière tout à fait inattendue, nous pouvons laisser le génie féerique sortir de la bouteille. Mais pas ce flexible, bon enfant et touche-à-tout qui ne fait qu'écouter et obéir, mais un monstre incontrôlable, tout-puissant et impitoyable qui ne connaît ni pitié ni pitié. Et ce ne sera pas fabuleux, mais bien réel.

Mais le pire, c'est que, comme dans bombe nucléaire, une réaction en chaîne peut commencer dans le collisionneur, libérant de plus en plus de portions d'énergie et détruisant toutes les autres particules élémentaires. Dans le même temps, peu importe en quoi ils seront constitués - structures de tunnels métalliques, murs en béton ou roches. L'énergie sera libérée partout, déchirant tout ce qui est lié non seulement à notre civilisation, mais à la planète entière. En un instant, il ne restera que des lambeaux pitoyables et informes de notre douce beauté bleue, dispersés à travers les grandes et vastes étendues de l’Univers.

Il s’agit bien sûr d’un scénario terrible, mais bien réel, et de nombreux Européens le comprennent aujourd’hui très bien et s’opposent activement à des expériences dangereuses et imprévisibles, exigeant d’assurer la sécurité de la planète et de la civilisation. À chaque fois, ces discours sont de plus en plus organisés et augmentent l’inquiétude interne face à la situation actuelle.

Je ne suis pas contre les expériences, car je comprends parfaitement que le chemin vers de nouvelles connaissances est toujours épineux et difficile. Il est presque impossible de le surmonter sans expérimentation. Cependant, je suis profondément convaincu que toute expérience ne doit être réalisée que si elle est sans danger pour les personnes et l'environnement. Aujourd’hui, nous n’avons aucune confiance dans une telle sécurité. Non, car il n’existe aucune connaissance sur les particules avec lesquelles nous expérimentons déjà aujourd’hui.

La situation s’est avérée bien plus alarmante que je ne l’avais imaginé auparavant. Sérieusement inquiet, je me suis plongé à corps perdu dans le monde de la connaissance du microcosme. J'avoue que cela ne m'a pas fait beaucoup de plaisir, car dans les théories développées du micromonde, il était difficile de saisir une relation claire entre les phénomènes naturels et les conclusions sur lesquelles se basaient certains scientifiques, en utilisant les principes théoriques de la physique quantique, de la mécanique quantique. et la théorie des particules élémentaires comme appareil de recherche.

Imaginez mon étonnement lorsque j'ai soudainement découvert que la connaissance du micromonde repose davantage sur des hypothèses qui n'ont pas de justifications logiques claires. Ayant saturé, modèles mathématiques certaines conventions sous la forme de la constante de Planck avec une constante dépassant trente zéros après la virgule, diverses interdictions et postulats, théoriciens cependant décrits de manière suffisamment détaillée et précise UN Existe-t-il des situations pratiques qui répondent à la question : « Que se passera-t-il si... ? » Cependant, la question principale : « Pourquoi cela se produit-il ? » est malheureusement restée sans réponse.

Il m'a semblé que comprendre l'Univers sans limites et ses galaxies très lointaines, réparties sur des distances incroyablement vastes, est beaucoup plus difficile que de trouver un chemin de connaissance vers ce qui, en fait, « se trouve sous nos pieds ». Sur la base de votre moyenne et l'enseignement supérieur, je croyais sincèrement que notre civilisation ne se posait plus de questions sur la structure de l'atome et son noyau, ni sur les particules élémentaires et leur structure, ni sur les forces qui maintiennent l'électron en orbite et maintiennent une connexion stable entre protons et neutrons dans le noyau de l'atome.

Jusqu’à ce moment-là, je n’avais pas eu à étudier les bases de la physique quantique, mais j’étais confiant et supposais naïvement que cette nouvelle physique était ce qui nous sortirait réellement des ténèbres de l’incompréhension du micromonde.

Mais, à mon grand regret, je me suis trompé. À mon avis, la physique quantique moderne, la physique du noyau atomique et des particules élémentaires et toute la physique du micromonde ne sont pas seulement dans un état déplorable. Ils sont restés longtemps coincés dans une impasse intellectuelle, qui ne peut leur permettre de se développer et de s'améliorer, en avançant sur le chemin de la connaissance de l'atome et des particules élémentaires.

Les chercheurs du micromonde, strictement limités par les opinions inébranlables établies des grands théoriciens des XIXe et XXe siècles, n'ont pas osé depuis plus de cent ans revenir à leurs racines et recommencer le chemin difficile de la recherche dans les profondeurs de notre monde environnant. Mon regard critique sur la situation actuelle autour de l’étude du micromonde est loin d’être le seul. De nombreux chercheurs et théoriciens progressistes ont exprimé à plusieurs reprises leur point de vue sur les problèmes qui se posent au cours de la compréhension des principes fondamentaux de la théorie du noyau atomique et des particules élémentaires, de la physique quantique et de la mécanique quantique.

Une analyse de la physique quantique théorique moderne nous permet de tirer une conclusion définitive selon laquelle l'essence de la théorie réside dans la représentation mathématique de certaines valeurs moyennes de particules et d'atomes, basée sur des indicateurs de certaines statistiques mécanistes. L'essentiel de la théorie n'est pas l'étude des particules élémentaires, leur structure, leurs connexions et interactions dans la manifestation de certains phénomène naturel, mais des modèles mathématiques probabilistes simplifiés basés sur des dépendances obtenues lors d'expériences.

Malheureusement, ici, ainsi que lors du développement de la théorie de la relativité, les dépendances mathématiques dérivées ont été mises au premier plan, ce qui a éclipsé la nature des phénomènes, leur interconnexion et les raisons de leur apparition.

L'étude de la structure des particules élémentaires s'est limitée à l'hypothèse de la présence dans les protons et les neutrons de trois quarks hypothétiques, dont les variétés, au fur et à mesure de l'évolution de cette hypothèse théorique, sont passées de deux, puis trois, quatre, six, douze. La science s'est simplement adaptée aux résultats des expériences, obligée d'inventer de nouveaux éléments dont l'existence n'est pas encore prouvée. Ici, nous pouvons entendre parler de préons et de gravitons qui n'ont pas encore été trouvés. Vous pouvez être sûr que le nombre de particules hypothétiques continuera d’augmenter à mesure que la science du micromonde s’enfonce de plus en plus dans une impasse.

Manque de compréhension processus physiques, se produisant à l'intérieur des particules élémentaires et des noyaux atomiques, le mécanisme d'interaction des systèmes et des éléments du micromonde a introduit dans l'arène de la science moderne des éléments hypothétiques - porteurs d'interaction - tels que les bosons de jauge et vecteurs, les gluons, les photons virtuels. Ce sont eux qui figurent en tête de liste des entités responsables des processus d’interaction de certaines particules avec d’autres. Et peu importe que même leurs signes indirects n’aient pas été détectés. Il est important qu'ils puissent au moins d'une manière ou d'une autre être tenus responsables du fait que le noyau d'un atome ne se désagrège pas en ses composants, que la Lune ne tombe pas sur la Terre, que les électrons tournent toujours sur leur orbite et que les le champ magnétique de la planète nous protège toujours des influences cosmiques.

Tout cela m'a rendu triste, car plus j'approfondissais les théories du micromonde, plus ma compréhension du développement sans issue de la composante la plus importante de la théorie de la structure du monde grandissait. La position de la science actuelle à l’égard du microcosme n’est pas accidentelle, mais naturelle. Le fait est que les fondements de la physique quantique ont été posés par les prix Nobel Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Erwin Schrödinger, Wolfgang Pauli et Paul Dirac à la fin du XIXe et au début du XXe siècle. Les physiciens de l’époque ne disposaient que des résultats de quelques premières expériences visant à étudier les atomes et les particules élémentaires. Il faut cependant admettre que ces études ont été réalisées sur des équipements imparfaits correspondant à cette époque, et que la base de données expérimentales commençait tout juste à se remplir.

Il n’est donc pas surprenant que la physique classique n’ait pas toujours pu répondre aux nombreuses questions soulevées lors de l’étude du micromonde. C’est pourquoi, au début du XXe siècle, le monde scientifique a commencé à parler de la crise de la physique et de la nécessité changements révolutionnaires dans le système de recherche du micromonde. Cette situation a définitivement poussé les théoriciens progressistes à rechercher de nouvelles voies et de nouvelles méthodes pour comprendre le micromonde.

Le problème, il faut le reconnaître, ne résidait pas dans les dispositions dépassées de la physique classique, mais dans une base technique insuffisamment développée, qui à cette époque, tout à fait compréhensible, ne pouvait pas fournir les résultats de recherche nécessaires et alimenter des développements théoriques plus approfondis. Il fallait combler cette lacune. Et c'était rempli. Nouvelle théorie- la physique quantique, basée essentiellement sur des concepts mathématiques probabilistes. Il n’y avait rien de mal à cela, sauf qu’en même temps ils oubliaient la philosophie et s’éloignaient du monde réel.

Idées classiques sur l'atome, l'électron, le proton, le neutron, etc. ont été remplacés par leurs modèles probabilistes, qui correspondaient à un certain niveau de développement scientifique et permettaient même de résoudre des problèmes appliqués très complexes. problèmes d'ingénierie. Le manque de base technique nécessaire et quelques succès dans la représentation théorique et expérimentale des éléments et systèmes du micromonde ont créé les conditions d'un certain refroidissement du monde scientifique vers une étude approfondie de la structure des particules élémentaires, des atomes et de leurs noyaux. . De plus, la crise de la physique du micromonde semblait éteinte, une révolution s'était produite. Communauté scientifique avec enthousiasme, il s'est précipité pour étudier la physique quantique, sans se soucier de comprendre les bases des particules élémentaires et fondamentales.

Naturellement, cet état de la science moderne sur le micromonde ne pouvait que m'exciter, et j'ai immédiatement commencé à me préparer pour une nouvelle expédition, pour un nouveau voyage. Pour un voyage dans le micromonde. Nous avons déjà fait un voyage similaire. Ce fut le premier voyage dans le monde des galaxies, des étoiles et des quasars, dans le monde de la matière noire et de l'énergie noire, dans le monde où notre Univers est né et vit pleinement. Dans son rapport « Souffle de l'Univers. Premier voyage«Nous avons essayé de comprendre la structure de l'Univers et les processus qui s'y déroulent.

Réalisant que le deuxième voyage ne serait pas non plus facile et nécessiterait des milliards de milliards de fois pour réduire l'échelle de l'espace dans lequel je devrais étudier le monde qui m'entoure, j'ai commencé à me préparer à pénétrer non seulement dans la structure d'un atome ou molécule, mais aussi dans les profondeurs de l'électron et du proton, du neutron et du photon, et dans des volumes des millions de fois inférieurs aux volumes de ces particules. Cela nécessitait une formation spéciale, de nouvelles connaissances et un équipement avancé.

Le voyage à venir impliquait de commencer dès le début de la création de notre monde, et c'est ce début qui était le plus dangereux et dont l'issue était la plus imprévisible. Mais il dépendait de notre expédition de savoir si nous trouverions une issue à la situation actuelle de la science du microcosme ou si nous resterions en équilibre sur le pont de corde fragile de l'énergie nucléaire moderne, mettant chaque seconde en jeu la vie et l'existence de la civilisation. planète en danger de mort.

Le fait est que pour connaître les premiers résultats de nos recherches, il fallait accéder au trou noir de l'Univers et, négligeant le sentiment d'auto-préservation, se précipiter dans l'enfer brûlant du tunnel universel. C'est seulement là, dans des conditions de températures ultra-élevées et de pression fantastique, se déplaçant avec précaution dans des flux de particules matérielles en rotation rapide, que nous pourrons voir comment se produit l'annihilation des particules et des antiparticules et comment le grand et puissant ancêtre de toutes choses - l'éther - renaît. , comprendre tous les processus en cours, y compris la formation de particules, d'atomes et de molécules.

Croyez-moi, il n'y a pas beaucoup de casse-cou sur Terre qui peuvent décider de faire cela. De plus, le résultat n'est garanti par personne et personne n'est prêt à assumer la responsabilité du succès de ce voyage. Au cours de l'existence de la civilisation, personne n'a même visité le trou noir de la galaxie, mais ici - UNIVERS! Ici, tout est adulte, grandiose et à l'échelle cosmique. Pas de blague ici. Ici, en un instant, ils peuvent transformer le corps humain en un caillot microscopique d’énergie chaude ou le disperser à travers les étendues froides sans fin de l’espace sans droit à la restauration et à la réunification. C'est l'Univers ! Immense et majestueux, froid et chaud, infini et mystérieux...

C'est pourquoi, en invitant tout le monde à se joindre à notre expédition, je dois avertir que si quelqu'un a des doutes, il n'est pas trop tard pour refuser. Toutes les raisons sont acceptées. Nous sommes pleinement conscients de l’ampleur du danger, mais nous sommes prêts à y faire face courageusement à tout prix ! Nous nous préparons à plonger dans les profondeurs de l’Univers.

Il est clair que pour se protéger et rester en vie, plonger dans un monde brûlant et rempli explosions puissantes et des réactions nucléaires, le tunnel universel est loin d'être simple, et nos équipements doivent correspondre aux conditions dans lesquelles nous devrons travailler. Il est donc impératif de préparer le meilleur équipement et d’examiner attentivement l’équipement de tous les participants à cette dangereuse expédition.

Tout d'abord, lors de notre deuxième voyage, nous emprunterons ce qui nous a permis de parcourir un chemin très difficile à travers les étendues de l'Univers lorsque nous travaillions sur le rapport de notre expédition. « Souffle de l'Univers. Le premier voyage." Bien sûr, c'est lois du monde. Sans leur utilisation, notre premier voyage aurait difficilement pu se terminer avec succès. Ce sont les lois qui ont permis de trouver le bon chemin parmi l'accumulation de phénomènes incompréhensibles et les conclusions douteuses des chercheurs pour les expliquer.

Si tu te souviens, loi de l'équilibre des contraires, prédéterminer que dans le monde toute manifestation de la réalité, tout système a son essence opposée et est ou s'efforce d'être en équilibre avec elle, nous a permis de comprendre et d'accepter la présence dans le monde qui nous entoure, en plus de l'énergie ordinaire, également énergie noire, et aussi, en plus de la matière ordinaire, la matière noire. La loi de l'équilibre des contraires a permis de supposer que le monde n'est pas seulement constitué d'éther, mais que l'éther en est également composé de deux types - positif et négatif.

Loi de l'interconnexion universelle, impliquant une connexion stable et répétitive entre tous les objets, processus et systèmes de l'Univers, quelle que soit leur échelle, et loi de la hiérarchie, ordonnant les niveaux de tout système de l'Univers du plus bas au plus élevé, a permis de construire une « échelle d'êtres » logique depuis l'éther, les particules, les atomes, les substances, les étoiles et les galaxies jusqu'à l'Univers. Et puis, trouvez des moyens de transformer un nombre incroyablement grand de galaxies, d’étoiles, de planètes et d’autres objets matériels, d’abord en particules, puis en flux d’éther chaud.

Nous avons trouvé la confirmation de ces points de vue dans l'action. loi du développement, qui détermine le mouvement évolutif dans toutes les sphères du monde qui nous entoure. Grâce à l'analyse de l'action de ces lois, nous sommes parvenus à une description de la forme et à la compréhension de la structure de l'Univers, nous avons appris l'évolution des galaxies et vu les mécanismes de formation des particules et des atomes, des étoiles et des planètes. Il nous est devenu tout à fait clair comment le grand se forme à partir du petit et le petit à partir du grand.

Seulement comprendre loi de continuité du mouvement, interprétation nécessité objective le processus de mouvement constant dans l'espace pour tous les objets et systèmes sans exception, nous a permis de réaliser la rotation du noyau de l'Univers et des galaxies autour du tunnel universel.

Les lois de la structure du monde étaient une sorte de carte de notre voyage, qui nous a aidés à parcourir le parcours et à surmonter les tronçons les plus difficiles et les obstacles rencontrés sur le chemin de la compréhension du monde. Les lois de la structure du monde seront donc l’attribut le plus important de notre équipement lors de ce voyage dans les profondeurs de l’Univers.

Deuxième une condition importante le succès dans la pénétration des profondeurs de l'Univers sera certainement Résultats expérimentaux scientifiques qu'ils ont menés pendant plus de cent ans, et tous stock de connaissances et d'informations sur les phénomènes micromonde accumulée par la science moderne. Lors de notre premier voyage, nous sommes devenus convaincus que de nombreux phénomènes naturels peuvent être interprétés de différentes manières et que des conclusions complètement opposées peuvent être tirées.

Des conclusions erronées étayées par des formules mathématiques, en règle générale, conduisent la science dans une impasse et n'assurent pas le développement nécessaire. Ils jettent les bases d’une réflexion erronée qui, à son tour, façonne les positions théoriques des théories erronées développées. Il ne s'agit pas de formules. Les formules peuvent être tout à fait correctes. Mais les décisions des chercheurs sur la manière et la voie à suivre pour avancer ne sont peut-être pas tout à fait correctes.

La situation peut être comparée à la volonté de se rendre de Paris à l'aéroport Charles De Gaulle par deux routes. La première est la plus courte, qui ne peut prendre plus d'une demi-heure, en utilisant uniquement une voiture, et la seconde est exactement l'inverse, autour du monde en voiture, en bateau, en matériel spécial, en bateau, en traîneaux à chiens à travers la France, l'Atlantique, Amérique du Sud, Antarctique, Océan Pacifique, l'Arctique et enfin le nord-est de la France jusqu'à l'aéroport. Les deux routes nous mèneront d’un point au même endroit. Mais sur quelle durée et avec quel effort ? Oui, et maintenir la précision et atteindre sa destination au cours d'un voyage long et difficile est très problématique. Par conséquent, non seulement le processus de mouvement est important, mais aussi le choix du bon chemin.

Au cours de notre voyage, tout comme lors de la première expédition, nous essaierons de porter un regard légèrement différent sur les conclusions sur le micromonde qui ont déjà été tirées et acceptées par tous. monde scientifique. Tout d’abord par rapport aux connaissances acquises grâce à l’étude des particules élémentaires, des réactions nucléaires et des interactions existantes. Il est fort possible qu'à la suite de notre immersion dans les profondeurs de l'Univers, l'électron apparaisse devant nous non pas comme une particule sans structure, mais comme un objet plus complexe du micromonde, et que le noyau de l'atome révèle ses divers structure, vivant sa propre vie inhabituelle et active.

N'oublions pas d'emporter la logique avec nous. Elle nous a permis de nous repérer dans les endroits les plus difficiles de notre dernier voyage. Logiquesétait une sorte de boussole, indiquant la direction du bon chemin lors d'un voyage à travers les étendues de l'Univers. Il est clair que même aujourd’hui, nous ne pouvons pas nous en passer.

Cependant, la logique seule ne suffira évidemment pas. Dans cette expédition, nous ne pouvons pas nous passer de l'intuition. Intuition nous permettra de trouver quelque chose que nous ne pouvons même pas encore deviner, et où personne n'a rien cherché avant nous. C'est l'intuition qui est notre merveilleuse assistante, dont nous écouterons attentivement la voix. L'intuition nous obligera à nous déplacer, indépendamment de la pluie et du froid, de la neige et du gel, sans espoir ferme et sans informations claires, mais c'est précisément cela qui nous permettra d'atteindre notre objectif contrairement à toutes les règles et directives auxquelles toute l'humanité s'est conformée. s'y habituer depuis l'école.

Enfin, nous ne pouvons aller nulle part sans notre imagination débridée. Imagination- c'est l'outil de connaissance dont nous avons besoin, qui nous permettra, sans les microscopes les plus modernes, de voir ce qui est bien plus petit que les plus petites particules déjà découvertes ou seulement supposées par les chercheurs. L'imagination nous démontrera tous les processus se déroulant dans un trou noir et dans le tunnel universel, fournira les mécanismes d'émergence des forces gravitationnelles lors de la formation des particules et des atomes, nous guidera à travers les galeries du noyau atomique et nous donnera les opportunité d'effectuer un vol fascinant sur un électron léger en rotation autour d'une compagnie solide mais maladroite de protons et de neutrons dans le noyau atomique.

Malheureusement, nous ne pouvons rien emporter d'autre lors de ce voyage dans les profondeurs de l'Univers - il y a très peu d'espace et nous devons nous limiter même aux choses les plus nécessaires. Mais cela ne peut pas nous arrêter ! L’objectif est clair pour nous ! Les profondeurs de l'Univers nous attendent !

La plus petite particule de sucre est une molécule de sucre. Leur structure est telle que le sucre a un goût sucré. Et la structure des molécules d’eau est telle que l’eau pure ne semble pas douce.

4. Les molécules sont constituées d’atomes

Et une molécule d'hydrogène sera la plus petite particule de la substance hydrogène. Les plus petites particules des atomes sont les particules élémentaires : électrons, protons et neutrons.

Toute la matière connue sur Terre et au-delà est composée de éléments chimiques. Totaléléments naturels – 94. Avec température normale 2 d’entre eux sont à l’état liquide, 11 sont à l’état gazeux et 81 (dont 72 métaux) sont à l’état solide. Le « quatrième état de la matière » est le plasma, un état dans lequel les électrons chargés négativement et les ions chargés positivement sont en mouvement constant. La limite de broyage est l'hélium solide qui, comme cela a été établi en 1964, devrait être une poudre monoatomique. La TCDD, ou 2, 3, 7, 8-tétrachlorodibenzo-p-dioxine, découverte en 1872, est mortelle à une concentration de 3,1 × 10-9 mol/kg, soit 150 000 fois plus forte qu'une dose similaire de cyanure.

La matière est constituée de particules individuelles. Les molécules de différentes substances sont différentes. 2 atomes d'oxygène. Ce sont des molécules polymères.

À propos du complexe : le mystère de la plus petite particule de l'Univers, ou comment capter un neutrino

Le modèle standard de la physique des particules est une théorie qui décrit les propriétés et les interactions des particules élémentaires. Tous les quarks ont également une charge électrique multiple de 1/3. charge élémentaire. Leurs antiparticules sont des antileptons (l'antiparticule d'un électron est appelée positon). raisons historiques). Les hypérons, tels que les particules Λ, Σ, Ξ et Ω, contiennent un ou plusieurs quarks s, se désintègrent rapidement et sont plus lourds que les nucléons. Les molécules sont les plus petites particules d'une substance qui conservent encore leurs propriétés chimiques.

Quel avantage financier ou autre peut être tiré de cette particule ? Les physiciens haussent les épaules. Et ils ne le savent vraiment pas. Autrefois, l’étude des diodes semi-conductrices relevait de la physique purement fondamentale, sans aucune application pratique.

Le boson de Higgs est une particule si importante pour la science qu’elle a été surnommée la « particule de Dieu ». C'est ce qui, comme le pensent les scientifiques, donne de la masse à toutes les autres particules. Ces particules commencent à se décomposer dès leur naissance. La création d’une particule nécessite une énorme quantité d’énergie, comme celle produite par le Big Bang. Concernant plus grande taille et le poids des superpartenaires, les scientifiques pensent que la symétrie a été brisée dans un secteur caché de l'univers qui ne peut être ni vu ni trouvé. Par exemple, la lumière est constituée de particules de masse nulle appelées photons, qui transportent une force électromagnétique. De même, les gravitons sont des particules théoriques qui transportent la force de gravité. Les scientifiques tentent toujours de trouver des gravitons, mais c'est très difficile, car ces particules interagissent très faiblement avec la matière.

Ce monde est étrange : certaines personnes s'efforcent de créer quelque chose de monumental et de gigantesque pour devenir célèbres dans le monde entier et entrer dans l'histoire, tandis que d'autres créent des copies minimalistes de choses ordinaires et n'en surprennent pas moins le monde. Cette revue contient les plus petits objets qui existent dans le monde et ne sont en même temps pas moins fonctionnels que leurs homologues de taille réelle.

1. Pistolet SwissMiniGun

Le SwissMiniGun n'est pas plus gros qu'une clé à molette ordinaire, mais il est capable de tirer de minuscules balles qui sortent du canon à des vitesses supérieures à 430 km/h. C'est plus que suffisant pour tuer une personne à bout portant.

2. Peler 50 voitures

Pesant seulement 69 kg, la Peel 50 est la plus petite voiture jamais homologuée pour un usage routier. Ce Pepelats à trois roues pouvait atteindre une vitesse de 16 km/h.

3. École Kalou

L'UNESCO a reconnu l'école iranienne de Kalou comme la plus petite du monde. Il n'y a que 3 étudiants et l'ancien soldat Abdul-Muhammad Sherani, qui travaille désormais comme enseignant.

4. Théière pesant 1,4 grammes

Il a été créé par le maître céramiste Wu Ruishen. Bien que cette théière ne pèse que 1,4 gramme et tienne sur le bout de votre doigt, vous pouvez y préparer du thé.

5. Prison de Sercq

La prison de Sark a été construite dans les îles anglo-normandes en 1856. Il n'y avait de place que pour deux prisonniers, qui se trouvaient dans des conditions très exiguës.

6. Tumbleweed

Cette maison s'appelait "Perakati Field" (Tumbleweed). Il a été construit par Jay Schafer de San Francisco. Bien que la maison soit plus petite que les placards de certaines personnes (elle ne fait que 9 mètres carrés), il a lieu de travail, chambre et salle de bain avec douche et WC.

7. Parc Mills End

Mills End Park à Portland est le plus petit parc du monde. Son diamètre n'est que de... 60 centimètres. Parallèlement, le parc dispose d'une piscine pour les papillons, d'une grande roue miniature et de minuscules statues.

8. Edward Niño Hernández

Edward Niño Hernandez de Colombie ne mesure que 68 centimètres. Le Livre Guinness des Records l'a reconnu comme le plus petit homme du monde.

9. Commissariat de police dans une cabine téléphonique

En substance, ce n’est pas plus grand qu’une cabine téléphonique. Mais il s’agissait en réalité d’un commissariat de police fonctionnel à Carabella, en Floride.

10. Sculptures de Willard Wigan

Le sculpteur britannique Willard Wigan, qui souffrait de dyslexie et de mauvais résultats scolaires, a trouvé du réconfort en créant des œuvres d'art miniatures. Ses sculptures sont à peine visibles à l'œil nu.

11. Bactérie Mycoplasma Genitalium

12. Circovirus porcin

Bien qu'il y ait encore un débat sur ce qui est considéré comme « vivant » et ce qui ne l'est pas, la plupart des biologistes ne classent pas un virus comme un organisme vivant car il ne peut pas se reproduire ou n'a pas de métabolisme. Cependant, un virus peut être beaucoup plus petit que n’importe quel organisme vivant, y compris les bactéries. Le plus petit est un virus à ADN simple brin appelé circovirus porcin. Sa taille n'est que de 17 nanomètres.

13. Amibe

Le plus petit objet visible à l’œil nu mesure environ 1 millimètre. Cela signifie que dans certaines conditions, une personne peut voir une amibe, un cilié de pantoufle et même un œuf humain.

14. Quarks, leptons et antimatière...

Pendant le siècle dernier Les scientifiques ont fait de grands progrès dans la compréhension de l’immensité de l’espace et des « éléments constitutifs » microscopiques qui le composent. Lorsqu’il s’agissait de déterminer quelle était la plus petite particule observable dans l’univers, les gens ont rencontré quelques difficultés. À un moment donné, ils ont pensé que c'était un atome. Les scientifiques découvrent alors un proton, un neutron et un électron.

Mais cela ne s'est pas arrêté là. Aujourd’hui, tout le monde sait que lorsque ces particules sont écrasées les unes contre les autres dans des endroits comme le Grand collisionneur de hadrons, elles peuvent être décomposées en particules encore plus petites comme des quarks, des leptons et même de l’antimatière. Le problème est qu’il est impossible de déterminer ce qui est le plus petit, car la taille n’a plus d’importance au niveau quantique et toutes les règles habituelles de la physique ne s’appliquent pas (certaines particules n’ont pas de masse, tandis que d’autres ont même une masse négative).

15. Cordes vibrantes de particules subatomiques

Considérant ce qui a été dit plus haut concernant le concept de taille n’ayant aucun sens au niveau quantique, on pourrait penser à la théorie des cordes. Il s’agit d’une théorie légèrement controversée qui suggère que toutes les particules subatomiques sont constituées de cordes vibrantes qui interagissent pour créer des éléments comme la masse et l’énergie. Ainsi, puisque ces cordes n'ont techniquement aucune taille physique, on peut affirmer qu'elles sont en quelque sorte les « plus petits » objets de l'Univers.