Kosár

A kosár jelenleg üres

Bejelentkezés &
Regisztráció

Jelenleg nincs belépve.

Válassza ki az oldal nyelvét

TERMÉKEINK

iPon FÓRUM

iPon Cikkek

A kvarkok anatómiája

  • Dátum | 2012.12.02 08:01
  • Szerző | Jools
  • Csoport | EGYÉB

A világ összetett és komplikált hely. Könnyedén haladunk a levegőben, de nem tudunk átmenni a falakon. A Nap egy elemet egy másikká alakít, és ennek köszönhetően meleggel és fénnyel árasztja el bolygónkat. Rádióhullámok segítségével kommunikálunk az űrben tartózkodó asztronautákkal, a gamma-sugárzás viszont végzetes károkat okoz DNS-ünkben. Az előzőekben felsorolt dolgok közt látszólag talán nincs sok összefüggés, a fizikusok azonban az idők során felderítettek néhány olyan törvényszerűséget, amely megmagyarázza a körülöttünk lévő világ működését, majd egyetlen elméletbe foglalták ezeket. A részecskefizikai standard modell egyszerre magyarázza meg azon elektromágneses kölcsönhatásokat, amelyektől szilárdnak érezzük a falat, a Nap energiatermeléséért felelős atomi folyamatokat, illetve az elektromágneses spektrum különféle hullámainak viselkedését és hatásait.

A standard modell jelenlegi tudásunk szerint minden idők egyik legsikeresebb elmélete. Lényegileg kétféle anyagi részecske (fermion) létezését feltételezi: a többek közt a protont és a neutront felépítő, különféle kvarkokét, illetve a leptonokét, melyek legismertebb képviselője az elektron. Az univerzum minden anyaga gyakorlatilag kvarkok és leptonok különféle variációjú keverékeiből áll, amelyeket négyféle erő tartja össze: a gravitáció, az elektromágnesesség, illetve a gyenge és az erős kölcsönhatás. Az utóbbi hármat úgynevezett közvetítő részecskék, avagy bozonok közvetítik, a gravitáció ilyen jellegű leírása azonban eddig még nem járt sikerrel.

Érdekes persze az is, hogy vajon miért éppen négy alapvető kölcsönhatással és két anyagi részecskével írható le legjobban világunk, de talán még izgalmasabb az a tény, hogy a standard modell a kvarkokat és leptonokat további részekre nem osztható entitásokként kezeli, holott több jel is arra utal, hogy ezek esetleg még kisebb egységekből állnak. Ha pedig sikerülne fényt deríteni az anyag szubatomi szerkezetének egy újabb, még mélyebb szintjére, olyan összefüggésekre derülhetne fény, amelyeket ma talán el sem tudunk képzelni.



Ezen kérdés tisztázására szolgálnak a részecskegyorsítók kvarkokkal kapcsolatos kísérletei. A kvarkok hetvenes években történt első megfigyelése óta mindezidáig nem álltak rendelkezésre olyan eszközök, amelyekkel közelebbről is megvizsgálhattuk volna ezeket az anyagi részecskéket. A svájci Nagy Hadronütköztető (LHC) azonban rövidesen alkalmas lehet a feladatra.

A kvarkok és leptonok mélyebb struktúrájára utaló első jelek egy másik, azóta is megoldatlan rejtély felderítését célzó kutatás során bukkantak fel, amely az anyagi részecskék különböző típusaival foglalkozott. A protonokat és a neutronokat kétféle kvark, az elemi töltés, vagyis a proton töltésének 2/3-ával rendelkező up kvark (u), illetve −1/3 elemi töltéssel bíró down kvark (d) építi fel. Ebből a kétféle kvarkból és elektronokból épül fel az univerzum anyaga, mégis léteznek másféle kvarkok is. A furcsa (strange, s) kvark töltése szintén −1/3, de nehezebb a down kvarknál, az alsó (bottom, beauty, b) kvark pedig még nagyobb tömegű. A bájos (charm, c) kvark az up kvark nehezebb, azonos töltéssel rendelkező rokona, a család ezen ágának legnehezebb tagja pedig a felső (top, true, t) kvark. A részecskefizikusok kísérleteik során mind a hat különböző kvarkot megfigyelték, a négy nehezebb azonban a másodperc töredéke alatt a két könnyebb változattá bomlik le.

Az elektron is rendelkezik nehezebb, instabil rokonokkal a müon, és a még nehezebb tau-lepton személyében, melyek mindegyike az elektronnal azonos töltésű. Az ismert leptonok sorát végül a neutrínók három fajtája zárja, amelyek szuperkönnyűek, töltéssel pedig nem rendelkeznek.

A szakértők tehát némiképp értetlenül álltak az előtt, hogy ha egyszer kétféle kvarkból és egyféle leptonból épül fel az anyag, akkor mi szükség van a többi változatra. Hogy klasszikusokat idézzünk, amikor a harmincas évek végén felfedezték a müont, Isidor Isaac Rabi, Nobel-díjas fizikus csöppet sem lelkesen azt kérdezte: „Ezt meg ki rendelte?” 

Hozzászólások

Nem vagy bejelentkezve, a hozzászóláshoz regisztrálj vagy lépj be!

Eddigi hozzászólások:

  • 16.
    2013. 01. 05. 03:13
    Alapos, gondolatébresztő és világos cikk!
  • 15.
    2012. 12. 08. 16:04
    Most vagy a topologiat akarod belevenni vagy pedig egy egeszen mas tudomany szakkifejezeset. Elso esetben a feketelyukak kornyeken "szetszakad" a terido, bar nem hiszem hogy erre gondoltal. Masodik esetben egy mas tudomany altal meghatarozott definicio ervenyes, nem hallottam meg rola egyebkent. (Hasonlo lehet mint a "semleges gyenge aram" ami a reszecskek vilagaban teljesen mast jelent mint a hegesztes technologiajaban)
  • 14.
    2012. 12. 06. 18:57
    spdrfx: Nem muszáj, hogy folytonos eloszlású legyen. Léteznek szakadásos mezők is.
  • 13.
    2012. 12. 03. 15:16
    zka67: hasonló érzés. Nekem tankönyvszerűnek tűnt a leírás (a jobb és érthetőbb tankönyvekre gondolok itt). Ezer köszönet a cikkért. Párszor elolvasva biztos sokkal érthetőbb lehet.
  • 12.
    2012. 12. 03. 15:13
    Alexanderhun : Jogos. A magyar nyelvben ossze van ugyan keverve, de a mezo egy terben folytonosan eloszlo mennyiseg. Pont. ez a 2D meg 3D ez csak egyfajta ideologizalt model, a jelenteshez nemsok koze van. Minden definicio kerdese, a mezot pedig mar definialtak.
  • 11.
    2012. 12. 03. 14:01
    Ezt még sosem hallottam... Mi lenne, ha nem tér, vagy mező lenne, hanem park, vagy pláza? Mellesleg a mező tényleg 2d-nek hat. Szerintem nyugodt szívvel azt mondunk, amit akarunk.

    Egyébként a Kandón rőf/fényévben mérik az áramot, csak előtte definiálják
  • 10.
    2012. 12. 03. 12:13
    @spdrfx: A tér és a mezõ fogalmát nem kéne keverni. A mezõ "2D kiterjedésűnek" tekinthető, míg a tér 3D-nek. Egy ilyent ellõsz bme-én vagy Kandón veheted fel keresztfélévbe a tárgyat. Ez az egész elektromos/mágneses mező hülyeség a hibásan fordított electric/magnetic field -bõl származik amit az összes középiskolás könyv átvett.
  • 9.
    2012. 12. 03. 06:23
    Ha valaki utananez a fekete lyukaknak, rajon, hogy nem is bonyolult. Az univerzum szerkezete fraktal (akarmeddig nagyitod, mindig lesz kisebb resze).
  • 8.
    2012. 12. 02. 18:14
    Én ebből az egészből csak a szép színes képeket értettem
  • 7.
    2012. 12. 02. 13:25
    Felfogni mar a kvantumelmeletet sem tudjuk, kizarolag matematikai eszkozokkel kepesek a fizikusok targyalni. De hogy ne szaladjunk ennyire elore, a 4 dimenzios teret sem tudjuk kezelni "ugy osztonosen", nem ehez szoktunk, az agyunk nem kepes ra.
  • 6.
    2012. 12. 02. 12:43
    Az a baj, hogy a tökéletlenség miatt el fogunk jutni egy határhoz, ahonnan egyszerűen lehetetlen lesz továbblépni, mert vagy felfogni nem leszünk képesek, mi is ez az egész vagy a mi megfigyeléseink (ez is erősen határolva van ugye) módszerei nem lesznek elegendőek. Minden esetre bizakodó vagyok, csakúgy, mint a tudósok, és remélem, életem végéig, ha csak egy lépéssel is, de közelebb kerülnek a megoldás(ok)hoz. Csodálatos az egész dolog, hogy mi hajt ennyi mindent ilyen elképesztő komplexitással. Mi az az energia, ami rezgésbe hoz mindent, hogy működhessen, és persze honnan jön és miért létezik. Ezer köszönet a cikkért!
  • 5.
    2012. 12. 02. 12:39
    ... "az egész világot az úgynevezett Higgs-tér tölti ki" ...
    Higgs mezo, nem Higgs ter. Mezo, mert azt feltetelezik hogy ez egy folytonosan eloszlo anyagfajta. Hogy pontositsak egy nemlinearisan eloszlo skalarmezorol van szo, (Higgs) a kozvetito reszecske (mert ugye mindennek van kozvetito reszecskeje) pedig mostanaban borzolja bizonyos emberek kedelyet.
  • 4.
    2012. 12. 02. 11:24
    Nagyon jó cikk, öröm ilyeneket olvasni.

    Annyit tennék még hozzá, amit talán még érdemes megemlíteni mivel magyar nyelvű a cikk és informatikai vonatkozású a portál, hogy néhány éven belül magyarországon épül meg a CERN egyik külső adatközpontja, ahol az ütközési eredményeket feldolgozzák, elemzik stb.. Elképesztő infrastrukturális beruházás lesz, ha elkészül.


    "Budapestre helyezi első szintű adatközpontját a CERN, miután a Wigner Fizikai Kutatóintézet nyerte az erre kiírt európai tendert. Egy 100 gigabit/másodperc sávszélességű optikai hálózaton a teljes magyar internetforgalommal összemérhető adattömeg érkezik majd folyamatosan Svájcból, ezt kell elemezniük a világ fizikusainak."
    [LINK]
  • 3.
    2012. 12. 02. 11:08
    Imádom ezeket a cikkeket, köszönöm!
    A Sundance Bilson-Thompson modell elérhető valahol magyar nyelven?
  • 2.
    2012. 12. 02. 09:36
    Elképesztő írás, gratula!
    Az agyam beletörik az elmélkedésbe - ez a szint végtelenül messze van a középiskolaitól. A vicc az, hogy a cikkben közölt elméletek jó részét már akkor is tárgyalták, mikor megszülettem. Ennek ellenére az iskolákban nyoma sincs a szubatomi oktatóanyagoknak (bár lehet azóta van)
  • 1.
    2012. 12. 02. 09:22
    Ez nagyon élvezetesre sikerült, köszönjük szépen! Maga a részecskefizika egy számomra hihetetlenül unalmas tudományág, de ezt kellemes volt olvasni.
    Csak egy apróságot hadd korrigáljak: egy modell semmit nem magyaráz meg, legfeljebb leír. (1. oldal, 1. bekezdés)