Dette er del 2 i en serie innlegg om kvantefysikk.
Hele universet deler den samme drømmen. Oversatt til fysikk, heter drømmen "The theory of everything". Ingen på vår planet har klart å nå opp til denne drømmen, så foreløpig har vi en temmelig god teori om de fire grunnleggende (fundamentale) kreftene i Naturen:
Den sterke kjernekraften (som holder atomkjernene sammen, til tross for at protonene frastøter hverandre)
Den svake kjernekraften (radioaktiviteten)
Den elektromagnetiske kraften
Tyngdekraften
Teorien fungerer bra nok til å utlede en haug med matematikk som beskriver verden. Men det er noen ting som skurrer, for eksempel at man ikke har funnet noen subatomær partikkel som på et måte gir tyngdekraften en retningsvektor. Interessant at heller ikke bevissthet lar seg knytte til noen partikkel. Kan det være en sammenheng her? Som dere skjønner, her må det lages mange nye innlegg...
Men hovedtemaet denne gangen er standardmodellen for de subatomære partiklene.
Det er mye å spekulere rundt her, for eksempel om det finnes flere enn de 17 partiklene som hittil er funnet. Litt på samme måte som periodesystemet for grunnstoffer, så kan man sette opp et forenklet system over partiklene. Studer dette godt!
Det første vi legger merket til, er at det finnes to familier, kvarker og leptoner, med 6 forskjellige medlemmer i hver. Videre at disse er organisert i 1., 2. og 3. klasse.
På høyre side ser vi det er en enda pussigere familie som består av måler-bosoner og pussig nok et enslig skalar-boson. Er det tre til, som foreløpig er ukjente.
Alle partiklene har tre forskjellige egenskaper:
Masse
Ladning
Spinn
Tenk tilbake til del 1 der jeg beskrev partikler som bølgetopper i et hav som fyller opp hele universet. Men hver enkelt bølge på havet partikkel er ikke selvstendig, men er i inter-aksjon med alt som skjer rundt seg, fra nærmeste nabo til langt ut i evigheten. Men så var det radiokanalene. Egentlig ligger det 17 hav inne i hverandre med hver sine bølgetopper. Stort sett bølger de avgårde i fred og ro i hvert sin kanal, men noen ganger kan feltene reagere med hverandre. Det skjer kollisjoner mellom bølgene i forskjellige kanaler. Da blir det støy på radiosignalet. Noe skjer. Det er nettopp slikt det jobbes med i CERN - å få partikler til å kollidere og studere om det oppstår nye partikler.
Tilbake til modellen: Hvor er det blitt av protoner og nøytroner? Elektroner klarer vi jo å finne...
Svaret er at protoner består av tre kvarker: To "opp" og en ned". Da kan du lese av i tabellen at ladningen blir 2/3 + 2/3 - 1/3 = 1. Aha, protonets ladning er en pluss!
På sammen måte med en liten vri, består nøytronet av en "opp" og to "ned". Gjett hva svaret på dette brøkstykket blir!
Når det gjelder masse er det litt vanskeligere, siden det har seg slik at protoner og nøytroner har tilnærmet samme masse. Det virker ikke særlig logisk, om du forsøker å legge sammen massen til de tre kvarkene! Vi lar det ligge og konstanterer i stedet at de har omtrent 2000 ganger større masse enn elektronene, altså en kilo med elektron-bølgetopper tilsvarer 2 tonn med proton- og nøytron-bølger på samme størrelse i havfeltet.
Så nå er det bare å seile ut på de 17 hav, mens det skvalper skikkelig inne i hodet. Lyd er også vibrasjoner, bølgeformer. Temaet i neste del blir nok lydbølger.
Lek med denne så lenge:
Legg merke til at grønn og blå bølge under, til sammen gir rød bølge (rød = grønn + blå, også ved negative verdier).
コメント