חיפוש באתר

המודל הסטנדרטי של היקום

המודל הסטנדרטי הוא תיאוריהמציג רעיונות מודרניים על חומר הבסיס הראשוני לבניית היקום. מודל זה מתאר כיצד נוצר החומר ממרכיביו הבסיסיים, אילו כוחות של אינטראקציה קיימים בין מרכיביו.

המהות של המודל הסטנדרטי

במבנה שלה, כל החלקיקים היסודיים(נוקלאונים), שממנה מורכב הגרעין האטומי, כמו גם כל חלקיקים כבדים (הדרונים), מורכבים מחלקיקים פשוטים עוד יותר, הנקראים יסודות יסודיים.

אלה יסודות ראשוניים של החומר בהווההזמן נחשבים קווארקים. הקוורקים הבהירים והמקובלים ביותר נחלקים לעליון העליון (u) והתחתון (ד). הפרוטון מורכב משילוב של קווארקים, ונויטרון. המטען של ה- u-quark שווה ל -2 / 3, ואילו ל- d-quark יש מטען שלילי, -1 / 3. אם נחשב את סכום ההאשמות של הקווארקים, אזי יתברר שהפרטינים והניוטרונים יהיו שווים לחלוטין ל -1 ו -0. זה נותן יסוד להאמין שהמודל הסטנדרטי בהחלט מתאר את המציאות.

ישנם כמה זוגות קווארקים שמרכיבים חלקיקים אקזוטיים יותר. אז, זוג שני מורכב מקוארקס מקסים (ג) ו מוזר (ים), ואת הצמד השלישי הוא אמיתי (t) ויפה (ב).

כמעט כל החלקיקים שיכולים לחזות את המודל הסטנדרטי כבר התגלו בניסוי.

בנוסף לקווארקים, כ"בניין "חומר "הם מה שנקרא leptons. הם גם יוצרים שלושה זוגות של חלקיקים: אלקטרון עם נויטרינו אלקטרונים, מיואון עם ניוטרינו מיואני, ליפטון טאו עם נייטרינו של לטון לפטון.

Quarks ו leptons, על פי המדענים, הםחומר הבניין העיקרי שעל בסיסו נבנה המודל המודרני של היקום. הם אינטראקציה אחד עם השני בעזרת חלקיקים המוליכים את זרם החשמל. ישנם ארבעה סוגים עיקריים של אינטראקציה כזו:

- חזק, בזכות קווארקים מוחזקים בתוך החלקיקים;

- אלקטרומגנטית;

- חלש, אשר מוביל צורות של ריקבון;

- כבידה.

אינטראקציה צבע חזקה נושאת חלקיקים הנקראים גלואונים, אשר חסרים מסה ומטען חשמלי. הכרומודינמיקה הקוונטית בוחנת סוג זה של אינטראקציה.

האינטראקציה האלקטרומגנטית מתבצעת באמצעות חילופי פוטונים חסרי מסה - קוואנטה של ​​קרינה אלקטרומגנטית.

אינטראקציה חלשה מתרחשת בגלל בוסונים וקטוריים מסיביים, שהם כמעט פי 90 מאשר פרוטונים.

אינטראקציה כבידתית מבטיחה חילופי גרוויטונים, שאין להם מסה. עם זאת, לא ניתן היה לזהות את החלקיקים הללו בניסוי עדיין.

המודל הסטנדרטי בוחן את שלושת הסוגים הראשוניםאינטראקציה כמו שלושה ביטויים שונים של אופי אחד. בהשפעת הטמפרטורות הגבוהות, הכוחות הפועלים למעשה ביקום מתמזגים יחד, כך שלא ניתן להבחין בהם מאוחר יותר. הראשון, כפי שגילו המדענים, הוא האינטראקציה הגרעינית והאלקטרומגנטית החלשה. כתוצאה מכך, הוא יוצר אינטראקציה electroweak, אשר אנו יכולים לצפות במעבדות המודרנית במהלך המבצע של מאיצי החלקיקים.

התיאוריה של היקום אומרת כי בתקופה של שלהבהופעתו, באלפיות הראשונות שלאחר המפץ הגדול, נעדר הקו בין כוחות אלקטרומגנטיים לכוחות גרעיניים. ורק לאחר הורדת הטמפרטורה הממוצעת של היקום ל 10 14 K, ארבעה סוגים של אינטראקציה הצליחו להפריד ולראות מראה מודרני. בעוד הטמפרטורה היתה גבוהה יותר מאשר סימן זה, רק את הכוחות הבסיסיים של כוח הכבידה, חזק electroeak אינטראקציה פעלו.

האינטראקציה electroweak משולב עםגרעיני חזק בטמפרטורה של כ 10 27 K, שהוא בלתי מושג בתנאי המעבדה המודרנית. עם זאת, אפילו היקום עצמו אינו בעל אנרגיות כאלה, ולכן לא ניתן עדיין לאשר או להכחיש את התיאוריה הזאת כמעט. אבל התיאוריה, המתארת ​​את התהליכים של שילוב האינטראקציות, מאפשרת לנו לתת כמה תחזיות לגבי התהליכים המתרחשים ברמות אנרגיה נמוכות יותר. ותחזיות אלה מאושרים כעת בניסוי.

לפיכך, המודל הסטנדרטי מציעהתיאוריה של מבנה היקום, שעניינה מורכב מהלפטונים וקווארקים, וסוגי האינטראקציה בין חלקיקים אלה מתוארים בתיאוריות אחדות גדולות. המודל עדיין אינו שלם, שכן הוא אינו כולל אינטראקציה כבידתית. עם התפתחות נוספת של ידע וטכנולוגיות מדעיות, מודל זה ניתן להוסיף ולפתח, אבל כיום הוא הטוב ביותר כי המדענים יכולים לפתח.

</ p>
  • דירוג: