| Koniec drogi |
|
|
| Koniec drogi
|
|
|
| progu lat osiemdziesiątych naszego stulecia znaliśmy już wszystkie cząstki materii (kwarki i leptony), zidentyfikowaliśmy już także cząstki przenoszące trzy oddziaływania (bez grawitacji), czyli bozony cechowania. Dodając nośniki oddziaływania do cząstek materii, otrzymujemy kompletny model standardowy.
|
| Oto „tajemnica Wszechświata”:
|
|
|
| Pierwsza generacja | Druga generacja | Trzecia generacja |
| KWARKI |
| u | c | t |
| d | s | b |
| |
| LEPTONY |
| ne | nm | nt |
| e | m | t |
|
|
|
| BOZONY CECHOWANIA |
| elektromagnetyzm | foton (g) |
| oddziaływanie słabe | W+, W–, Z0 |
| oddziaływanie silne | osiem gluonów |
|
|
|
| Pamiętaj, drogi Czytelniku, że kwarki występują w trzech kolorach, jeśli więc ktoś chciałby być naprawdę uciążliwy, mógłby się doliczyć osiemnastu kwarków, sześciu leptonów i dwunastu bozonów cechowania. Jest jeszcze antytabela, w której wszystkie cząstki materii występują jako antymateria. To w sumie daje 60 cząstek, ale kto by to liczył. Trzymajmy się tej tabeli, ona zawiera wszystko, co trzeba wiedzieć. Wierzymy, że wreszcie mamy a-tomy Demokryta. Są nimi kwarki i leptony. Trzy rodzaje oddziaływania i przenoszące je cząstki pozwalają wyjaśnić demokrytejski „nieustanny, gwałtowny ruch”.
|
| Na arogancję może zakrawać próba podsumowania całego Wszechświata w jednej tabeli, nawet jeśli ta tabela jest niezbyt porządna. Jednak wydaje się, że ludzie mają głęboką potrzebę konstruowania takich syntez. „Modele standardowe” wielokrotnie pojawiały się w historii zachodniej nauki. Nasz obecny model standardowy otrzymał tę nazwę dopiero w latach siedemdziesiątych i jest ona charakterystyczna dla nowszej historii fizyki, ale z pewnością w ciągu wieków pojawiały się także inne modele. Oto niektóre z nich:
|
|
|
| MODEL STANDARDOWY | PRZYSPIESZONY KURS |
| Twórcy | Daty | Cząstki | Siły | Oceny |
| | Uwagi |
 |
| Tales (Milet) | 600 p.n.e. | woda | brak | 5- |
| | Jako pierwszy próbował wyjaśnić świat poprzez naturalne przyczyny, a nie działalność bogów. Zastąpił mitologię logiką. |
|
| Empedokles (Agrygent, Sycylia) | 460 p.n.e. | ziemia, powietrze, woda i ogień | miłość i niezgoda | 5+ |
| | Wprowadził koncepcję licznych cząstek, które składają się na rozmaite rodzaje materii. |
|
| Demokryt (Abdera) | 430 p.n.e. | niewidoczny, niepodzielny atomos, czyli a-tom | nieustanny gwałtowny ruch | 6 |
| | Jego model zakładał istnienie zbyt wielu rodzajów cząstek,każda o innym kształcie, ale jego podstawowa koncepcja niepodzielnego a-tomu do dziś pozostaje definicją cząstki elementarnej. |
|
| Issac Newton (Anglia) | 1687 | twarde, masywne, nieprzenikalne atomy | grawitacja (kosmos), nizeznane siły (atom) | 4 |
| | Uznawał koncepcję atomów, ale nie przyczynił się do jej rozwoju. Grawitacja, której jest ojcem, stanowi w obecnej dekadzie główne źródło problemów. |
|
| Rudjer Boškowić (Dalmacja) | 1760 | punkty oddziaływania, niepodzielne i pozbawione kształtu i wymiaru | siły przyciągania i odpychania między punktowymi atomami | 5+ |
| | Jego teoria była niekompletna i ograniczona, ale koncepcja cząstek punktowych o zerowym promieniu, które wytwarzają pola sił, jest podstawowym pojęciem we współczesnej fizyce. |
|
| John Dalton (Anglia) | 1808 | atomy – podstawowe jednostki pierwiastków chemicznych, jak tlen, węgiel itd. | przyciąganie między atomami | 4+ |
| | Przedwcześnie wskrzesił demokretyjski termin atomos. Jego atom nie był niepodzielny, ale Dalton dostarczył istotnej wskazówki, mówiąc, że atomy różnią się między sobą masą, a nie kształtem, jak sądził Demokryt. |
|
| Michael Faraday (Anglia) | 1820 | ładunki elektryczne | elektromagnetyzm (plus grawitacja) | 5 |
| | Zastosował teorię atomistyczną do elektryczności, przyjmując, że prąd składa się z cząstek elektryczności – elektronów. |
|
| Dymitr Mendelejew (Rosja) | 1870 | ponad 50 atomów uporządkowanych wedle wzrastającej masy | nie zajmował się siłami | 5 |
| | Rozwinął koncepcję Daltona, uporządkował wszystkie znane pierwisatki chemiczne. Tabela, którą stworzył, wskazywała na głębszą strukturę atomu. |
|
| Ernest Rutherford (Nowa Zelandia) | 1911 | dwie cząstki: jądro i elektron | silne oddziaływanie jądrowe plus elektromagnetyzm i grawitacja | 6- |
| | Odkrywając jądro ujawnił nowy, prostszy porządek panujący wewnątrz wszystkich atomów Daltona. |
|
| Bjorken, Fermi, Friedman, Gell-Mann, Glashow, Kendall, Lederman, Perl, Richter, Schwartz, Steinberg, Taylor, Ting i tysiące innych | 1992 | 6 kwarków, 6 leptonów i ich antycząstki (kwarki występują w trzech kolorach) | elektromagnetyzm, oddziaływanie silne, oddziaływanie słabe, dwanaście nośników oddziaływania oraz grawitacja | nie kompletny |
| | Ca, Ca, Ca (śmiech) – Demokryt z Abdery. |
|
|
|
| Dlaczego nasz model standardowy jest tak niekompletny? Jedna z oczywistych jego wad polega na tym, że nie znaleziono jeszcze kwarka t*. Kolejna, to brak jednej z sił: grawitacji. Nikt nie wie, jak włączyć do schematu tę wspaniałą staruszkę. Z estetycznego punktu widzenia przeszkadza nam to, że model standardowy jest zbyt skomplikowany; powinien bardziej przypominać model Empedoklesa: ziemia, powietrze, woda i ogień plus miłość i niezgoda. Model standardowy zawiera zbyt wiele parametrów.
|
| Co oczywiście nie znaczy, że model standardowy nie jest jednym z najwspanialszych osiągnięć nauki. Stanowi owoc wysiłków wielu osób (obojga płci), które pracowały po nocach i nie dosypiały. Ale podziwiając piękno i możliwości nie sposób oprzeć się pragnieniu znalezienia czegoś prostszego, modelu, który mógłby spodobać się nawet starożytnemu Grekowi.
|
| Posłuchaj: słyszysz śmiech dochodzący z pustki?
|
|
| * Kwark t został odkryty 26 kwietnia 1996 roku. (przyp. red.).
|
|
