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


  ODDZIAŁYWANIE SILNE
 
ODDZIAŁYWANIE SILNE
 
S
ukcesy w  rozszyfrowywaniu tajemnic oddziaływania słabego były znaczne, ale wciąż jeszcze nie dawały nam spokoju te setki hadronów – nadmierna obfitość cząstek podlegających oddziaływaniu silnemu, które utrzymuje jądro w  całości. Hadrony charakteryzują się rozmaitymi własnościami; niektóre z  nich, takie jak ładunek, masa i  spin, już omówiliśmy.
       Weźmy na przykład piony. Istnieją trzy rodzaje pionów. Cząstki te, nieznacznie różniące się masą, po starannych analizach rozmaitych zderzeń zakwalifikowano jako członków jednej rodziny, którą – ku zaskoczeniu wszystkich – nazwano rodziną pionów. Ich ładunki wynoszą +1, –1 i  0 (obojętny). Okazało się, że wszystkie hadrony występują w  podobnych rodzinnych grupach. Istnieją następujące kaony: K+, K, K0 i  K0 (+, – i  0 wskazują na rodzaj ładunku elektrycznego, a  kreska nad drugim obojętnym kaonem oznacza, że jest to antycząstka). Portret rodzinny sigm wygląda następująco: S+, S, S0. Lepiej znaną Ci grupą, drogi Czytelniku, jest rodzina nukleonów: neutron i  proton – składniki jądra atomowego.
       Rodziny składają się z  cząstek o  podobnej masie i  podobnym zachowaniu podczas silnych zderzeń. By wyrazić to bardziej precyzyjnie, wprowadzono pojęcie spinu izotopowego, czyli izospinu. Izospin jest pożyteczny z  tego względu, że pozwala nam traktować nukleony jako jeden i  ten sam obiekt, występujący w  dwóch stanach izospinowych: neutron i  proton. Podobnie piony występują w  trzech stanach izospinowych: p+, p i  p0. Inną pożyteczną własnością izospinu jest to, że zostaje zachowany w  silnych zderzeniach (podobnie jak ładunek). W  wyniku gwałtownego zderzenia protonu z  antyprotonem może powstać 47 pionów, 8 barionów i  jeszcze trochę innych rzeczy, ale całkowita liczba izospinowa pozostaje nie zmieniona.
       Rzecz w  tym, że fizycy próbowali uporządkować hadrony, klasyfikując je ze względu na tyle własności, na ile się tylko dało. Wynaleźli więc mnóstwo własności o  cudacznych nazwach: liczba określająca dziwność, liczba barionowa, liczba hiperonowa i  tak dalej. Dlaczego liczba? Bo wszystko to są własności kwantowe i  dlatego też nazywają się liczbami kwantowymi. Podlegają one zasadom zachowania. Dzięki temu teoretycy i  eksperymentatorzy, którzy akurat nie zajmowali się eksperymentowaniem, mogli zabawiać się hadronami, porządkować je i   zapewne pod wpływem kolegów biologów – klasyfikować w  większe grupy rodzinne. Teoretycy kierowali się zasadami matematycznej symetrii, wychodząc z  założenia, że fundamentalne równania powinny respektować tak głębokie symetrie.
       Jeden szczególnie udany sposób uporządkowania został zaproponowany przez teoretyka z  Caltech, Murraya Gell-Manna, który pod wpływem nauczania Buddy nazwał swój schemat Ośmiokrotną Ścieżką. „A  oto jest, o  mnisi, szlachetna prawda, co prowadzi do uwolnienia się od cierpień, oto jest szlachetna Ośmiokrotna Ścieżka: właściwe poglądy, właściwe zamiary, właściwa mowa...”* Gell-Mann niemal magicznie połączył hadrony w  spójne grupy, składające się z  ośmiu lub dziesięciu cząstek. Aluzja do buddyzmu była kolejną wyprawą w  ezoteryczne rejony, tak często podejmowaną w  fizyce, ale rozmaici mistycy podchwycili tę sposobność i  nazwę i  ogłosili, że jest ona dowodem na to, iż prawdziwy porządek świata ma związek ze wschodnim mistycyzmem.
       Pod koniec lat siedemdziesiątych wplątałem się w  kłopotliwą sytuację, kiedy z  okazji odkrycia kwarka b  poproszono mnie o  napisanie krótkiej autobiografii dla gazetki wydawanej w  Fermilabie. Nie przypuszczając, by ktokolwiek inny poza moimi współpracownikami z  Batawii miał czytać to dzieło, zatytułowałem je Nieautoryzowana Autobiografia napisana przez Leona Lede-rmana. Ku memu przerażeniu została ona przedrukowana w  gazetce w  CERN, a  potem w  „Science”, oficjalnym czasopiśmie Amerykańskiego Towarzystwa Rozwoju Nauki, czytywanym przez setki tysięcy naukowców w  Stanach Zjednoczonych. Był tam następujący fragment: „Okresem jego [Ledermana] najowocniejszej pracy twórczej był rok 1956, kiedy wysłuchał wykładu Gell-Manna, poświęconego możliwości istnienia neutralnego mezonu K. Z miejsca podjął dwie decyzje. Po pierwsze, podzielił swoje nazwisko za pomocą dywizu...”
       Ale wracajmy do tematu. Nawet z  innym nazwiskiem, Gell-Mann byłby i  tak znakomitym teoretykiem. Ośmiokrotna Ścieżka dała początek tabelom cząstek przypominającym układ okresowy Mendelejewa, choć bez wątpienia bardziej wyrafinowanym. Przypomnijmy sobie układ okresowy z  kolumnami pierwiastków mających podobne własności chemiczne. Ta okresowość stanowiła przesłankę wskazującą na istnienie powłok elektronów, jeszcze zanim czegokolwiek się o  nich dowiedzieliśmy. Coś w  atomach powtarzało się, będąc źródłem regularnego układu cech. Patrząc z  perspektywy czasu – kiedy już rozumiemy strukturę atomu – wydaje się nam to oczywiste.

* O  odkryciu tym można przeczytać w  artykule G. F. Chewa, M. Gell-Manna oraz  A. H. Rosenfelda, przetłumaczonym na język polski i  opublikowanym w  książce Na tropach cząstek (PWN, 1967), która poza tym zawiera artykuły m.in. P. A. M. Diraca, V. F. Weisskopfa i  L. Ledermana (przyp. red.).
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