Bhí an fhisic ann go raibh enion ann - an tríú ríocht cáithníní

Anonim

Is cuimhin le 2020 an domhan, ní hamháin mar bhliain a bhris gach taifead teochta samhlaitheach agus neamhéifeachta, ach mar thréimhse stair an duine, agus mar a dtugtar an tríú ríocht cáithníní ar a dtugtar "Eniona", atá ann in dhá thoise ag an an am céanna. Go ginearálta, ag labhairt na fisice cáithníní, ba chóir a thabhairt faoi deara go go dtí le déanaí ní raibh ach dhá chatagóir nó Kingdoms - bosons agus fermions. Is é an critéar maidir le cáithníní bunrang a roinnt ina dhá champa ná luach an chúl, an uimhir chandamach, a thréitheann a nóiméad féin de chuisle na gcáithníní. I bhfocail eile, má chinneann slánuimhir an casadh ar leithligh a tógadh ar leithligh - os do chomhair Boson, agus má tá an leath-rager ann. I mbliana, fuair na taighdeoirí amach na chéad chomharthaí ar an tríú Ríocht na gcáithníní - enions, a bhfuil a n-iompar cosúil le hiompar na bosons ná feirmeana. Deirimid cad é Entasas agus cén fáth a bhfuil a bhfionnachtain thar a bheith tábhachtach d'fhisic nua-aimseartha.

Bhí an fhisic ann go raibh enion ann - an tríú ríocht cáithníní 3296_1
Déanann dlíthe na Meicnic Quantum cur síos ar iompar na gcáithníní bunúsacha.

Cad é "eniona"?

Tá gach cáithnín dheireanach sna cruinne ó ghathanna cosmaí go Quarks - ceachtar den cheachtar den cheachtar nó boson. Roinntear na catagóirí seo bloic thógála na cruinne ina dhá ríocht dhifriúla. San am atá thart 2020, fuair taighdeoirí amach na chéad chomharthaí go bhfuil an tríú ríocht cáithníní - Ennasas. Is díol spéise é nach n-iompraíonn enions iad féin mar shaoránaigh, ná cosúil le bosons; Ina áit sin, tá a n-iompar áit éigin sa lár.

San alt, a foilsíodh i samhradh na 2020, san eolaíocht iris, fuair fisiceoirí amach an chéad fhianaise turgnamhach nach bhfuil na cáithníní oiriúnach isteach in aon cheann de na fisiceoirí aitheanta na ríochtaí. "D'úsáid muid bosons agus formhuinín, agus anois tá an tríú ríocht seo de cháithníní bunúsacha againn," a dúirt Frank Wilchk, an buaiteoir Duais Nobel san Fhisic ó Institiúid Teicneolaíochta Massachusetts in agallamh le Quage Magazine.

Ós rud é go bhfuil dlíthe na meicnic chandamach, ag cur síos ar iompar na gcáithníní tosaigh, an-difriúil ó dhlíthe aitheanta na fisice clasaiceach, tuigeann siad go bhfuil siad sách deacair. Chun é seo a dhéanamh, tairgeann taighdeoirí a shamhlú ... Lúb Fíor. Gach mar nuair a bhíonn na heinn fite, tá ceann acu "fillte" timpeall an duine eile, ag athrú stáit chandamach.

Bhí an fhisic ann go raibh enion ann - an tríú ríocht cáithníní 3296_2
Le linn taighde eolaíoch, tá eolaithe cruthaithe go mbaineann enione le rang ar leith de cháithníní bunrang.

Fiú amháin ailt níos spreagúla ar dhlíthe na meicnic chandamach agus na fionnachtana is déanaí i réimse na fisice, léigh ar ár gcainéal i Yandex.dzen. Tá ailt foilsithe go rialta nach bhfuil ar an suíomh.

Mar sin, smaoinigh ar dhá cháithnín aitheanta atá cosúil le leictreoin. Tóg ceann amháin, agus ansin cuir timpeall air timpeall eile ionas go bhfilleann sé ar an áit ar thosaigh mé ar mo bhealach. Ar an gcéad amharc, d'fhéadfadh sé a bheith cosúil nach bhfuil aon rud athraithe. Agus go deimhin, ar an teanga mhatamaiticiúil Meicnic Quantum, ní mór dhá fheidhm tonn a chur síos ar na stáit tosaigh agus deiridh a bheith cothrom le nó má tá diall acu in aon aonad amháin. (I Meicnic Quantum, ríomhann tú an dóchúlacht go mbreathnaíonn tú ort, ag ithe feidhm tonnta i gcearnóg, ionas go n-éireoidh an chomhéifeacht seo - nite ar shiúl).

Má tá feidhmeanna tonn an cháithnín comhionann, ansin sula dtéann tú bosóin. Agus má dhiúltaítear iad le 1 chomhéifeacht, ansin féachann tú ar shaothrú. Agus cé go bhféadfadh an chonclúid a fhaightear le linn staidéir nua a bheith cosúil le cleachtadh matamaitice amháin, tá iarmhairtí tromchúiseacha aige d'fhisic nua-aimseartha.

Trí ríochtaí de cháithníní bunúsacha

Tugann taighdeoirí faoi deara freisin gur baill fhrithshóisialta de shaol na gcáithníní iad na húdair, ós rud é nach n-áitíonn siad an stát candamach céanna riamh. Mar gheall air seo, titeann leictreoin a bhaineann leis an aicme Foiril isteach i sliogáin adamhach éagsúla timpeall an adamh féin. As an bhfeiniméan simplí seo tá tromlach an spáis san adamh - éagsúlacht iontach de chóras tréimhsiúil agus an cheimic go léir.

Léigh freisin: Chuaigh eolaithe chuig an tuiscint cén fáth a bhfuil cruinne ann

Is cáithníní tréada iad na bosóin, ar an láimh eile, a bhfuil cumas sona acu an stát candamach céanna a chur le chéile agus a dheighilt. Dá bhrí sin, is féidir le fótóin a bhaineann le haicme na bosons pas a fháil trí chéile, rud a ligeann do na gathanna solais gluaiseacht faoi shaoirse, agus gan é a dhíscaoileadh.

Bhí an fhisic ann go raibh enion ann - an tríú ríocht cáithníní 3296_3
Is teagmhas é Higgs Boson a eascraíonn as imbhuailtí idir prótóiní i gColáiste mór CERN Hadron. Nuair a dhíríonn imbhualadh i lár an cháithnín isteach i dhá fhótón (línte buí agus glasa dotaithe)

Ach cad a tharlaíonn má tá cáithnín candamach amháin agat timpeall eile? An bhfillfidh sé ar an stát Quantum bunaidh? Chun é seo a thuiscint nó ná bíodh, is gá é a dhoimhniú i ngearrchúrsa topology - scrúdú matamaitice ar fhoirmeacha. Creidtear go bhfuil dhá fhoirm comhionann go topologically más féidir duine a chlaochlú go ceann eile gan aon ghníomhartha breise (gluing nó scaradh). Donut agus Mug Caife, mar a deir an sean-rá, tá siad comhionann go topologically, mar is féidir le duine a bheith réidh go réidh agus go leanúnach go ceann eile.

Smaoinigh ar lúb a rinne muid nuair a rothlú cáithnín amháin timpeall an duine eile. I dtrí thoise, is féidir an lúb seo a bhrú go dtí an pointe. Go topologically, tá sé cosúil leis mura ndeachaigh an cáithnín ar chor ar bith. Mar sin féin, in dhá thoisí den lúb ní féidir leis Laghdaigh, greamaithe é ar cháithnín eile. Ciallaíonn sé seo nach n-oibreoidh sé amach an lúb sa phróiseas. Mar gheall ar na srianta seo - níor aimsíodh é ach in dhá thoise amháin - níl lúb na gcáithnín amháin timpeall an duine eile comhionann le áit chónaithe an cháithnín san áit chéanna. Sea, téann an ceann thart. Sin é an fáth go raibh gá le fisiceoirí an tríú rang de cháithníní - Eniona. Níl a gcuid feidhmeanna tonnta teoranta do dhá chinneadh a shainmhíníonn fermions agus bosons agus nach bhfuil na cáithníní ar bith eile.

Bhí an fhisic ann go raibh enion ann - an tríú ríocht cáithníní 3296_4
Thóg taighdeoirí collider beag Adrinle sa tsaotharlann chun a chruthú go bhfuil enions ann.

Go luath sna 1980idí, d'úsáid an fhisic den chéad uair na coinníollacha seo chun breathnú ar an "éifeacht halla cainníocht codánach", ina mbaileofar leictreon le chéile chun quasarticles mar a thugtar air a chruthú a bhfuil stróc de leictreon amháin acu. I 1984, léirigh Frank Willchek, Frank Willchek, Daniel Alovaya agus John Robert Sriffera gur féidir leis na garchabhair seo a bheith ar aon bhealach. Ach níor bhreathnaigh eolaithe riamh ar iompar den sórt sin de quasparticles, agus mar sin ní fhéadfadh sé a chruthú nach bhfuil aon fhormhuinín nó bosons ag na nainsí.

Tá sé suimiúil: Cén fáth go bhfuil fisic Quantum cosúil le draíocht?

Sin é an fáth go bhfuil staidéar nua réabhlóideach - D'éirigh le fisic a chruthú go n-iompraíonn Entasas iad féin mar chros idir iompar bosons agus feirmeana. Is díol spéise é, in 2016, chuir triúr fisice síos ar thus turgnamhach, cosúil le collider intron beag bídeach in dhá thoise. Thóg Feabhra agus a chomhghleacaithe rud éigin cosúil le luaineachtaí sruthanna in imbhualadh a thomhas.

D'éirigh leo a thaispeáint go bhfreagraíonn iompar na n-enion go díreach le tuar teoiriciúla. Go ginearálta, tá súil ag údair na hoibre eolaíochta go mbeidh enions mearbhall in ann ról tábhachtach a imirt maidir le ríomhairí candamach a chruthú. Foghlaim níos mó faoi cad is ríomhaire candamach ann agus conas a oibríonn sé, léigh in ábhar mo chomhghleacaí Ramis Ganiev.

Leigh Nios mo