Fizyka
  Wiw.pl   Na bieżąco:  Informacje   Co nowego   Matematyka i przyroda:  Astronomia   Biologia   Fizyka   Matematyka   Modelowanie rzeczywistości   Humanistyka:  Filozofia   Historia   Kultura antyczna   Literatura   Sztuka   Czytaj:  Biblioteka   Delta   Wielcy i więksi   Przydatne:  Słowniki   Co i gdzie studiować   Wszechświat w obrazkach    
 Jesteś tutaj:  Wirtualny Wszechświat > Fizyka > Wielkie wykłady - Boska cząstka 
  Indeks
Wielkie wykłady
Dramatis personae
Niewidoczna piłka
nożna

Pierwszy fizyk cząstek
Interludium A:
Opowieść o dwóch
miastach

Poszukiwania atomu:
mechanicy

Dalsze poszukiwania
atomu: chemicy
i elektrycy

Nagi atom
Interludium B:
Tańczący mistrzowie
wiedzy tajemnej

Akceleratory: one
rozkwaszają atomy,
nieprawdaż?

Interludium C:
Jak w ciągu weekendu
złamaliśmy parzystość
i odkryliśmy Boga

A–tom!
ODDZIAŁYWANIE
ELEKTRYCZNE

Cząstki wirtualne
Osobisty magnetyzm
mionu

ODDZIAŁYWANIE
SŁABE

Lekko złamana
symetria, czyli skąd
się wzięliśmy

Polowanie na małe
neutralne

Wybuchowe równanie
Zbrodnicza spółka
i dwuneutrinowy
eksperyment

Brazylijskie zadłużenie
krótkie spódniczki
i vice versa

ODDZIAŁYWANIE
SILNE

Wołania kwarków
Zasady zachowania
Niobowe jaja
„Rutherford” wraca
Rewolucja
Listopadowa

Poszukiwanie
wybrzuszeń

Skąd to całe
zamieszanie (i trochę
kwaśnych winogron)

Nagi powab
Trzecia generacja
JESZCZE O
ODDZIAŁYWANIU
SŁABYM

Pora
na przyspieszenie
oddechu

Znalezienie zet zero
JESZCZE
O ODDZIAŁYWANIU
SILNYM: GLUONY

Koniec drogi
I wreszcie boska
cząstka

Mikroprzestrzeń,
makroprzestrzeń
i czas przed
początkiem czasu

  Źródło
Leon Lederman,
Dick Teresi

BOSKA CZĄSTKA
Jeśli Wszechświat jest odpowiedzią, jak brzmi pytanie?

Przełożyła Elżbieta
Kołodziej-Józefowicz


  A-tom!
 
A-tom!
 
Wczoraj trzech uczonych otrzymało Nagrodę Nobla za odkrycie najmniejszego
obiektu we Wszechświecie. Okazało się, że jest to kotlet u  Denny'ego.
JAY LENO, komik TV
 
L
ata pięćdziesiąte i  sześćdziesiąte były wspaniałym okresem dla nauki amerykańskiej. Zwłaszcza w  porównaniu z  twardymi latami dziewięćdziesiątymi. W  tamtych czasach każdy, kto miał niezły pomysł i  odpowiednio dużo determinacji, mógł dostać fundusze na przeprowadzenie badań. Zapewne jest to równie dobre kryterium zdrowego finansowania nauki, jak każde inne. Wciąż jeszcze czerpiemy korzyści z  odkryć dokonanych w  tamtym okresie.
       Obfitość obiektów subjądrowych, których odkrycie umożliwiły akceleratory, była tak zaskakująca, jak bogactwo tych wszystkich ciał niebieskich, które pojawiły się w  polu widzenia teleskopu. Podobnie jak w  przypadku rewolucji wywołanej przez Galileusza, ludzkość zyskała nową, zupełnie nie przeczuwaną wiedzę o  świecie. Jej znaczenia nie pomniejsza to, że tym razem wiedza ta dotyczyła przestrzeni atomowej, mikroświata, a  nie przestrzeni kosmicznej. Można ją porównać do odkrycia przez Pasteura mikrobów i  niewidocznego biologicznego wszechświata. Już nawet nie komentowano dziwacznego domysłu naszego bohatera, Demokryta („Domysłu?! – słyszę jego wrzaski. – Domysłu?!?!”). Nikt nie miał już żadnej wątpliwości, że istnieje cząstka tak mała, iż umyka ludzkiej zdolności postrzegania. Zdawano sobie również sprawę z  tego, że chcąc znaleźć najmniejszą cząstkę, musimy wspomagać nasze oczy różnymi przyrządami, które poprawiają ostrość obrazu: okularami, mikroskopami oraz – akceleratorami cząstek. Dzięki nim mogliśmy odkryć hadrony (mnóstwo hadronów) – cząstki o  greckich imionach, które powstają w  wyniku gwałtownych zderzeń wiązek w  akceleratorach.
       Nie oznacza to, że z  radością powitano gwałtowne mnożenie się hadronów. Przyczyniły się co prawda do zlikwidowania bezrobocia i  redystrybucji bogactw, tak że teraz klub zrzeszający odkrywców cząstek elementarnych nie jest już tak ekskluzywny jak przedtem. Jeśli chcesz odkryć nowy hadron, wystarczy, że poczekasz na najbliższy cykl pracy akceleratora. Na konferencji poświęconej historii fizyki, która odbyła się w  Fermilabie w  1986 roku, Paul Dirac wspominał, jak trudno mu było zaakceptować konsekwencje płynące z  jego równania: istnienie nowej cząstki, pozytonu, którą kilka lat później odkrył Carl Anderson. Tak radykalny sposób myślenia był sprzeczny z  obowiązującym w  1927 roku etosem fizyka. Gdy znajdujący się na sali Victor Weisskopf przypomniał, że Einstein w  roku 1922 rozważał możliwość istnienia dodatnio naładowanego elektronu, Dirac lekceważąco machnął ręką i  powiedział: „Miał szczęście”. W  roku 1930 Wolfgang Pauli stoczył rozdzierającą walkę wewnętrzną, zanim zdecydował się wysunąć hipotezę istnienia neutrina. W  końcu, z  wielkimi oporami zaakceptował tę cząstkę jako mniejsze zło, ponieważ zagrożona była ni mniej, ni więcej tylko zasada zachowania energii. Albo istnieje neutrino, albo trzeba odrzucić zasadę zachowania energii. To konserwatywne podejście do wprowadzania nowych cząstek nie trwało długo. Jak zauważył profesor Bob Dylan, „czasy się zmieniają”. Pionierem tej nowej filozofii był teoretyk Hideki Yukawa, który jako pierwszy rozpoczął proceder postulowania istnienia cząstek, by wyjaśniać nowe zjawiska.
       W  latach pięćdziesiątych i  na początku sześćdziesiątych teoretycy byli zajęci klasyfikacją setek hadronów i  poszukiwaniem jakiejś regularności w  tej nowej warstwie materii. Gnębili też kolegów doświadczalników, by dostarczali im jak najwięcej danych. Odkryte setki hadronów wzbudzały zainteresowanie, lecz także przyprawiały o  ból głowy. Gdzie się podziała prostota, której poszukiwaliśmy od czasów Talesa, Empedoklesa i  Demokryta? Oto mieliśmy nieokiełznany zwierzyniec różnych cząstek i  zaczynaliśmy się obawiać, że zastępy ich są nieprzeliczone.
       W  tej części zobaczymy wreszcie, w  jaki sposób spełniło się marzenie Demokryta, Boškovića i  innych. Prześledzimy historię powstawania modelu standardowego, który obejmuje wszystkie cząstki elementarne, potrzebne do utworzenia całej materii w  dawnym i  obecnym Wszechświecie, oraz siły oddziałujące na te cząstki. Pod pewnymi względami model standardowy jest bardziej skomplikowany od modelu Demokryta, w  którym każda postać materii była zbudowana z  innego rodzaju niepodzielnych a-tomów, które łączyły się ze sobą dzięki komplementarnym kształtom. W  modelu standardowym cząstki materii wiążą się ze sobą za pomocą trzech różnych oddziaływań, przenoszonych przez jeszcze inne cząstki. Wszystkie te cząstki oddziałują ze sobą w  skomplikowanym tańcu, który można opisać matematycznie, ale nie sposób go sobie wyobrazić. Natomiast pod innymi względami model standardowy jest znacznie prostszy niż cokolwiek, co Demokryt mógł sobie wyobrazić. Nie potrzebujemy osobnego rodzaju a-tomu na ser feta, na rzepkę w  kolanie i  jeszcze innego na brokuły. Istnieje tylko niewielka liczba a-tomów. Można je łączyć na różne sposoby, uzyskując wszystko! Poznaliśmy już trzy z  tych a-tomów: elektron, mion i  neutrino. Wkrótce zaznajomimy się z  pozostałymi i  zobaczymy, jak one wszystkie pasują do siebie nawzajem.
       To jest triumfalna część, bo osiągamy wreszcie kres wędrówki w  poszukiwaniu elementarnych cegiełek materii. Jednak w  latach pięćdziesiątych i  sześćdziesiątych nie byliśmy jeszcze tak pełni optymizmu i  nadziei, że wkrótce zdołamy rozwiązać zagadkę Demokryta. Setki nowo odkrytych hadronów sprawiły, że szanse na znalezienie niewielkiej liczby cząstek elementarnych wyglądały raczej marnie. Znacznie lepiej szło fizykom opisywanie sił występujących w  przyrodzie. Znano cztery wyraźnie określone rodzaje oddziaływań: grawitacyjne, elektromagnetyczne, silne jądrowe i  słabe. Grawitacja – zbyt słaba, żeby można było się nią zajmować w  laboratorium akceleratorowym – stanowiła domenę astrofizyki. Pominięcie tej siły miało się okazać poważnym błędem, ale pozostałe trzy oddziaływania z  wolna ujarzmialiśmy.
góra strony
poprzedni fragment następny fragment
Wiw.pl  |  Na bieżąco  |  Informacje  |  Co nowego  |  Matematyka i przyroda  |  Astronomia  |  Biologia  |  Fizyka  |  Matematyka  |  Modelowanie rzeczywistości  |  Humanistyka  |  Filozofia  |  Historia  |  Kultura antyczna  |  Literatura  |  Sztuka  |  Czytaj  |  Biblioteka  |  Delta  |  Wielcy i więksi  |  Przydatne  |  Słowniki  |  Co i gdzie studiować  |  Wszechświat w obrazkach