Ils sont de toutes formes et de toutes tailles, certains forment des duos destructeurs qui finissent par se détruire, et certains ont des noms incroyables comme "neutralino". Voici une liste des plus petites particules qui étonnent même les physiciens eux-mêmes.
Particule de Dieu
Le boson de Higgs est une particule si importante pour la science qu'elle a été surnommée la "particule de Dieu". C'est elle, comme le pensent les scientifiques, qui donne de la masse à toutes les autres particules. On en a parlé pour la première fois en 1964, lorsque les physiciens se sont demandé pourquoi certaines particules avaient plus de masse que d'autres. Le boson de Higgs est associé au champ de Higgs, une sorte de réseau qui remplit l'univers. Le champ et le boson sont considérés comme responsables de la masse des autres particules. De nombreux scientifiques pensent que c'est le mécanisme de Higgs qui contient les pièces manquantes du puzzle afin de bien comprendre modèle standard, qui décrit toutes les particules connues, mais la connexion entre elles n'a pas encore été prouvée.
Quarks
Les quarks sont des unités délicieusement nommées de protons et de neutrons qui ne sont jamais seuls et n'existent toujours qu'en groupes. Apparemment, la force qui lie les quarks ensemble augmente avec la distance, c'est-à-dire que plus quelqu'un essaie d'éloigner l'un des quarks du groupe, plus il sera attiré. Ainsi, les quarks libres n'existent tout simplement pas dans la nature. Il existe six types de quarks au total et, par exemple, les protons et les neutrons sont constitués de plusieurs quarks. Il y en a trois dans le proton - deux du même type et l'un de l'autre, et dans le neutron - seulement deux, tous deux d'un type différent.
Superpartenaires
Ces particules appartiennent à la théorie de la supersymétrie, qui dit que pour chaque connu de l'homme particules, il existe une autre particule similaire qui n'a pas encore été découverte. Par exemple, le super-modèle d'un électron est un sélectron, le super-partenaire d'un quark est un squark et le super-partenaire d'un photon est un photino. Pourquoi ces superparticules ne sont-elles pas observées dans l'univers actuellement ? Les scientifiques pensent qu'ils sont beaucoup plus lourds que leurs homologues et que leur poids plus élevé réduit leur durée de vie. Ces particules commencent à se décomposer dès leur naissance. La création d'une particule nécessite une énorme quantité d'énergie, comme celle produite par le Big Bang. Peut-être que les scientifiques trouveront un moyen de reproduire des superparticules, par exemple, dans le Large Hadron Collider. Concernant plus grande taille et le poids des superpartenaires, les scientifiques pensent que la symétrie a été brisée dans un secteur caché de l'univers qui ne peut être ni vu ni trouvé.
Neutrino
Ce sont des particules subatomiques légères qui se déplacent à une vitesse proche de la vitesse de la lumière. En fait, des milliards de neutrinos traversent votre corps à tout moment, mais ils n'interagissent presque jamais avec la matière ordinaire. Certains neutrinos proviennent du soleil, d'autres rayons cosmiques en interaction avec l'atmosphère.
antimatière
Toutes les particules ordinaires ont un partenaire antimatière, des particules identiques avec des charges opposées. Lorsque la matière et l'antimatière se rencontrent, elles s'annulent. Pour un proton, une telle particule est un antiproton, mais pour un électron, c'est un positron.
Gravitons
En mécanique quantique, toutes les forces fondamentales sont exercées par des particules. Par exemple, la lumière est composée de particules de masse nulle appelées photons qui transportent une force électromagnétique. De même, les gravitons sont les particules théoriques qui portent la force de gravité. Les scientifiques essaient toujours de trouver des gravitons, mais c'est très difficile à faire, car ces particules interagissent très faiblement avec la matière. Cependant, les scientifiques ne renoncent pas à essayer, car ils espèrent pouvoir encore attraper des gravitons afin de les étudier plus en détail - cela peut être une véritable percée en mécanique quantique, puisque de nombreuses particules de ce type ont déjà été étudiées, mais le graviton reste exclusivement théorique. Comme vous pouvez le voir, la physique peut être beaucoup plus intéressante et passionnante que vous ne l'imaginez. Le monde entier est rempli de diverses particules, dont chacune est un immense champ de recherche et d'étude, ainsi qu'une énorme base de connaissances sur tout ce qui entoure une personne. Et il suffit de penser au nombre de particules qui ont déjà été découvertes - et au nombre de personnes qu'il reste à découvrir.
Ce monde est étrange : certains amours s'efforcent de créer quelque chose de monumental et de gigantesque afin de devenir célèbres dans le monde entier et d'entrer dans l'histoire, tandis que d'autres créent des copies minimalistes de choses ordinaires et n'en étonnent pas moins le monde. Cette revue contient les plus petits articles qui existent dans le monde et en même temps ne sont pas moins fonctionnels que leurs homologues de taille normale.
1. Pistolet SwissMiniGun
Le SwissMiniGun n'est pas plus gros qu'une clé ordinaire, mais il est capable de tirer de minuscules balles qui sortent du canon à des vitesses supérieures à 430 km/h. C'est plus qu'assez pour tuer un homme à bout portant.
2. Voiture Peel 50
Pesant seulement 69 kg, le Peel 50 est le plus petit véhicule jamais homologué pour un usage routier. Ce "pepelats" à trois roues pouvait atteindre une vitesse de 16 km/h.
3. École Kalou
L'UNESCO a reconnu l'école iranienne de Kalou comme la plus petite du monde. Elle ne compte que 3 élèves et un ancien militaire, Abdul-Muhammed Sherani, aujourd'hui enseignant.
4. Théière pesant 1,4 gramme
Il a été créé par le maître céramiste Wu Ruishen. Bien que cette théière ne pèse que 1,4 gramme et tient sur le bout de votre doigt, vous pouvez y infuser du thé.
5. Prison de Sercq
La prison de Sark a été construite dans les îles anglo-normandes en 1856. Il n'y avait de place que pour 2 prisonniers, qui, de plus, étaient dans des conditions très exiguës.
6. Tumbleweed
Cette maison s'appelait "Perakati-field" (Tumbleweed). Il a été construit par Jay Schafer de San Francisco. Bien que la maison soit plus petite que les placards de certaines personnes (seulement 9 mètres carrés), elle a lieu de travail, chambre à coucher et salle de bain avec douche et WC.
7. Parc Mills End
Mills End Park à Portland est le plus petit parc du monde. Son diamètre n'est que de... 60 centimètres. En même temps, le parc possède une piscine pour les papillons, une grande roue miniature et de minuscules statues.
8. Edward Niño Hernandez
La croissance d'Edward Niño Hernandez de Colombie n'est que de 68 centimètres. Le livre Guinness des records l'a reconnu comme la plus petite personne du monde.
9. Poste de police dans une cabine téléphonique
En fait, ce n'est rien de plus qu'une cabine téléphonique. Mais c'était en fait un poste de police fonctionnel à Carabella, en Floride.
10. Sculptures de Willard Wigan
Le sculpteur britannique Willard Wigan, qui souffrait de dyslexie et de mauvais résultats scolaires, a trouvé du réconfort dans la création d'œuvres d'art miniatures. Ses sculptures sont à peine visibles à l'œil nu.
11. Bactérie Mycoplasma Genitalium
12. Circovirus porcin
Bien qu'il y ait encore un débat sur ce qui peut être considéré comme "vivant" et ce qui ne l'est pas, la plupart des biologistes ne classent pas le virus comme un organisme vivant en raison du fait qu'il ne peut pas se reproduire ou n'a pas de métabolisme. Un virus, cependant, peut être beaucoup plus petit que n'importe quel organisme vivant, y compris les bactéries. Le plus petit est un virus à ADN simple brin appelé circovirus porcin. Sa taille n'est que de 17 nanomètres.
13. Amibe
La taille du plus petit objet visible à l'œil nu est d'environ 1 millimètre. Cela signifie que sous certaines conditions, une personne peut voir une amibe, une chaussure ciliée et même un œuf humain.
14. Quarks, leptons et antimatière...
Au cours du siècle dernier, les scientifiques ont fait de grands progrès dans la compréhension de l'immensité de l'espace et des "blocs de construction" microscopiques dont il est composé. Lorsqu'il s'agissait de déterminer quelle est la plus petite particule observable dans l'univers, les gens ont dû faire face à certaines difficultés. À un moment donné, ils ont pensé que c'était un atome. Ensuite, les scientifiques ont découvert le proton, le neutron et l'électron.
Mais cela ne s'est pas arrêté là. Aujourd'hui, tout le monde sait que lorsque vous poussez ces particules les unes contre les autres dans des endroits comme le Grand collisionneur de hadrons, elles peuvent être divisées en particules encore plus petites, telles que des quarks, des leptons et même de l'antimatière. Le problème est qu'il est impossible de déterminer quelle est la plus petite, puisque la taille au niveau quantique devient sans importance, ainsi que toutes les règles habituelles de la physique ne s'appliquent pas (certaines particules n'ont pas de masse, et d'autres ont même une masse négative) .
15. Cordes vibrantes de particules subatomiques
Compte tenu de ce qui a été dit plus haut sur le fait que le concept de taille n'a pas d'importance au niveau quantique, on peut rappeler la théorie des cordes. Il s'agit d'une théorie légèrement controversée, suggérant que toutes les particules subatomiques sont constituées de cordes vibrantes qui interagissent pour créer des choses comme la masse et l'énergie. Ainsi, puisque ces cordes n'ont techniquement pas de taille physique, on peut affirmer qu'elles sont en quelque sorte les "plus petits" objets de l'univers.
Docteur en Sciences Physiques et Mathématiques M. KAGANOV.
Selon une longue tradition, la revue "Science et Vie" raconte les dernières avancées de la science moderne, les dernières découvertes dans le domaine de la physique, de la biologie et de la médecine. Mais pour comprendre à quel point ils sont importants et intéressants, il est nécessaire d'avoir au moins une idée générale des bases de la science. physique moderne se développe rapidement, et les personnes de la génération plus âgée, celles qui ont étudié à l'école et à l'institut il y a 30-40 ans, méconnaissent nombre de ses dispositions : elles n'existaient tout simplement pas à l'époque. Et nos jeunes lecteurs n'ont pas encore eu le temps de les découvrir : la vulgarisation scientifique n'est pratiquement plus publiée. Par conséquent, nous avons demandé à M. I. Kaganov, un collaborateur de longue date de la revue, de parler des atomes et particules élémentaires ah et sur les lois qui les régissent, sur ce qu'est la matière. Moisei Isaakovich Kaganov - physicien théoricien, auteur et co-auteur de plusieurs centaines d'articles sur théorie des quanta l'état solide, la théorie des métaux et le magnétisme. Il était un membre éminent de l'Institut des problèmes physiques nommé d'après V.I. P. L. Kapitsa et professeur à l'Université d'État de Moscou. M. V. Lomonosov, membre des comités de rédaction des revues "Nature" et "Quantum". Auteur de nombreux articles et livres de vulgarisation scientifique. Vit maintenant à Boston (États-Unis).
Science et vie // Illustrations
Le philosophe grec Démocrite a été le premier à utiliser le mot « atome ». Selon ses enseignements, les atomes sont indivisibles, indestructibles et en mouvement constant. Ils sont infiniment divers, ils ont des dépressions et des renflements, avec lesquels ils s'imbriquent, formant tous les corps matériels.
Tableau 1. Les caractéristiques les plus importantes des électrons, des protons et des neutrons.
atome de deutérium.
Le physicien anglais Ernst Rutherford est considéré comme le fondateur de Physique nucléaire, la doctrine de la radioactivité et la théorie de la structure de l'atome.
Sur la photo : la surface d'un cristal de tungstène agrandie 10 millions de fois ; chaque point brillant est son atome individuel.
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Travaillant à la création de la théorie du rayonnement, Max Planck en 1900 est arrivé à la conclusion que les atomes d'une substance chauffée devraient émettre de la lumière par portions, quanta, ayant la dimension d'action (J.s) et l'énergie proportionnelle à la fréquence de rayonnement : E = hn.
En 1923, Louis de Broglie transpose l'idée d'Einstein de la double nature de la lumière - la dualité onde-particule - à la matière : le mouvement d'une particule correspond à la propagation d'une onde infinie.
Les expériences de diffraction ont confirmé de manière convaincante la théorie de de Broglie, selon laquelle le mouvement de toute particule s'accompagne d'une onde dont la longueur et la vitesse dépendent de la masse et de l'énergie de la particule.
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Un joueur de billard expérimenté sait toujours comment les boules vont rouler après un coup et les enfonce facilement dans la poche. Avec les particules atomiques, c'est beaucoup plus difficile. Il est impossible d'indiquer la trajectoire d'un électron volant : ce n'est pas seulement une particule, mais aussi une onde, infinie dans l'espace.
La nuit, quand il n'y a pas de nuages dans le ciel, la lune n'est pas visible et les lumières n'interfèrent pas, le ciel est rempli d'étoiles brillantes. Il n'est pas nécessaire de rechercher des constellations familières ou d'essayer de trouver des planètes proches de la Terre. Regarde juste! Essayez d'imaginer un immense espace rempli de mondes et s'étendant sur des milliards de milliards d'années-lumière. Ce n'est qu'en raison de la distance que les mondes semblent être des points, et beaucoup d'entre eux sont si éloignés qu'ils ne peuvent pas être distingués séparément et se fondent dans une nébuleuse. Il semble que nous soyons au centre de l'univers. Maintenant, nous savons que ce n'est pas le cas. Le rejet du géocentrisme est un grand mérite de la science. Il a fallu beaucoup d'efforts pour réaliser que la petite Terre se déplace dans une section aléatoire, apparemment non allouée, d'un espace illimité (littéralement !).
Mais la vie est née sur Terre. Il s'est développé avec un tel succès qu'il a réussi à produire une personne capable de comprendre le monde qui l'entoure, de rechercher et de trouver les lois qui régissent la nature. Les acquis de l'humanité dans la connaissance des lois de la nature sont si impressionnants que l'on se sent involontairement fier d'appartenir à cette pincée de raison, perdue à la périphérie d'une Galaxie ordinaire.
Etant donné la diversité de tout ce qui nous entoure, l'existence de lois générales est étonnante. Non moins frappant est que tout est construit à partir de particules de trois types seulement - électrons, protons et neutrons.
Afin, en utilisant les lois fondamentales de la nature, de dériver des propriétés observables et de prédire de nouvelles propriétés de divers différentes substances et des objets, des théories mathématiques complexes ont été créées, qui ne sont pas du tout faciles à comprendre. Mais les contours de l'image scientifique du Monde peuvent être appréhendés sans recourir à une théorie rigoureuse. Naturellement, cela nécessite du désir. Mais pas seulement: même une connaissance préliminaire devra consacrer du travail. Il faut essayer de comprendre des faits nouveaux, des phénomènes inconnus, qui à première vue ne concordent pas avec l'expérience existante.
Les acquis de la science conduisent souvent à l'idée que "rien n'est sacré" pour elle : ce qui était vrai hier est aujourd'hui écarté. Avec la connaissance, on comprend avec quel respect la science traite chaque grain d'expérience accumulée, avec quelle prudence elle avance, en particulier dans les cas où il est nécessaire d'abandonner les idées enracinées.
Le but de cette histoire est de présenter les caractéristiques fondamentales de la structure des substances inorganiques. Malgré leur variété infinie, leur structure est relativement simple. Surtout par rapport à n'importe quel organisme vivant, même le plus simple. Mais il y a une chose en commun : tous les organismes vivants, comme les substances inorganiques, sont construits à partir d'électrons, de protons et de neutrons.
Il est impossible d'embrasser l'immensité : pour connaître, au moins en termes généraux, la structure des organismes vivants, il faut une histoire spéciale.
INTRODUCTIONLa variété des choses, des objets - tout ce que nous utilisons, qui nous entoure, est sans limite. Non seulement dans leur objectif et leur structure, mais aussi dans les matériaux utilisés pour les créer - des substances, comme on dit, lorsqu'il n'est pas nécessaire de souligner leur fonction.
Les substances, les matériaux semblent solides et le toucher confirme ce que les yeux voient. Il semblerait qu'il n'y ait pas d'exceptions. L'eau qui coule et le métal solide, si différents l'un de l'autre, sont similaires en une chose : le métal et l'eau sont solides. Certes, le sel ou le sucre peuvent être dissous dans l'eau. Ils trouvent leur place dans l'eau. Oui, et dans un corps solide, par exemple, dans planche de bois, vous pouvez enfoncer un clou. Avec un effort considérable, il est possible de réaliser que la place qui était occupée par un arbre sera occupée par un clou de fer.
Nous savons très bien qu'un petit morceau peut être détaché d'un corps solide, pratiquement n'importe quel matériau peut être broyé. Parfois c'est difficile, parfois cela arrive spontanément, sans notre participation. Imaginez-vous sur la plage, sur le sable. Nous comprenons qu'un grain de sable est loin d'être la plus petite particule de la substance qui compose le sable. Si vous essayez, vous pouvez réduire les grains de sable, par exemple en passant à travers les rouleaux - à travers deux cylindres de métal très dur. Une fois entre les rouleaux, le grain de sable est broyé en plus petits morceaux. En fait, c'est ainsi que la farine est fabriquée à partir de céréales dans les moulins.
Maintenant que l'atome est fermement entré dans notre vision du monde, il est très difficile d'imaginer que les gens ne savaient pas si le processus de broyage est limité ou si une substance peut être broyée à l'infini.
On ne sait pas quand les gens se sont posé cette question pour la première fois. Il a été enregistré pour la première fois dans les écrits des philosophes grecs anciens. Certains d'entre eux pensaient que, quelle que soit la fraction d'une substance, elle permet une division en parties encore plus petites - il n'y a pas de limite. D'autres ont suggéré qu'il existe de minuscules particules indivisibles qui composent tout. Pour souligner que ces particules sont à la limite de l'écrasement, ils les ont appelées atomes (en grec ancien le mot « atome » signifie indivisible).
Il est nécessaire de nommer ceux qui, les premiers, ont avancé l'idée de l'existence des atomes. Il s'agit de Démocrite (né vers 460 ou 470 av. J.-C., mort à un âge avancé) et d'Épicure (341-270 av. J.-C.). Ainsi, la science atomique a presque 2500 ans. L'idée d'atomes n'a en aucun cas été immédiatement acceptée par tout le monde. Même il y a 150 ans, peu de gens avaient confiance en l'existence des atomes, même parmi les scientifiques.
C'est parce que les atomes sont très petits. Ils ne peuvent pas être vus non seulement à l'œil nu, mais aussi, par exemple, avec un microscope grossissant 1000 fois. Réfléchissons : quelle est la taille des plus petites particules visibles ? À personnes différentes vision différente, mais, probablement, tout le monde conviendra qu'il est impossible de voir une particule inférieure à 0,1 millimètre. Par conséquent, si vous utilisez un microscope, vous pouvez, bien qu'avec difficulté, voir des particules d'environ 0,0001 millimètre, soit 10 -7 mètres. En comparant les tailles des atomes et les distances interatomiques (10 -10 mètres) avec la longueur, acceptée par nous comme la limite de la capacité de voir, nous comprendrons pourquoi toute substance nous semble solide.
2500 ans c'est long. Peu importe ce qui se passe dans le monde, il y a toujours eu des gens qui ont essayé de répondre à la question de savoir comment fonctionne le monde qui les entoure. A certains moments, les problèmes de l'organisation du monde inquiétaient davantage, à d'autres - moins. La naissance de la science dans son sens moderne s'est produite relativement récemment. Les scientifiques ont appris à expérimenter - à poser des questions à la nature et à comprendre ses réponses, à créer des théories décrivant les résultats des expériences. Les théories nécessitaient des méthodes mathématiques rigoureuses pour tirer des conclusions valables. La science a parcouru un long chemin. Sur ce chemin, qui pour la physique a commencé il y a environ 400 ans avec les travaux de Galileo Galilei (1564-1642), une quantité infinie d'informations a été obtenue sur la structure de la matière et les propriétés des corps de nature différente, un nombre infini de divers phénomènes ont été découverts et compris.
L'humanité a appris non seulement à comprendre passivement la nature, mais aussi à l'utiliser à ses propres fins.
Nous ne considérerons pas l'histoire du développement des concepts atomiques sur 2500 ans et l'histoire de la physique sur les 400 dernières années. Notre tâche est de dire aussi brièvement et clairement que possible sur quoi et comment tout est construit - les objets qui nous entourent, les corps et nous-mêmes.
Comme déjà mentionné, toute matière est composée d'électrons, de protons et de neutrons. Je le sais depuis mes années d'école, mais cela ne cesse de m'étonner que tout soit construit à partir de seulement trois types de particules ! Mais le monde est si varié ! De plus, les moyens que la nature utilise pour réaliser la construction sont également assez uniformes.
Description cohérente de la façon dont les substances sont construites type différent est une science complexe. Elle utilise des mathématiques sérieuses. Il faut souligner qu'il n'y a pas d'autre théorie simple. Mais les principes physiques qui sous-tendent la compréhension de la structure et des propriétés des substances, bien qu'ils ne soient pas triviaux et difficiles à imaginer, peuvent toujours être compris. Avec notre histoire, nous essaierons d'aider tous ceux qui s'intéressent à la structure du monde dans lequel nous vivons.
MÉTHODE SHARD, OU DIVISER ET SAVOIRIl semblerait que la manière la plus naturelle de comprendre le fonctionnement d'un dispositif complexe (jouet ou mécanisme) soit de le démonter, de le décomposer en ses composants. Il faut juste être très prudent, en se rappelant qu'il sera beaucoup plus difficile à plier. "Casser - ne pas construire" - dit la sagesse populaire. Et encore une chose: en quoi consiste l'appareil, nous le comprendrons peut-être, mais son fonctionnement est peu probable. Il est parfois nécessaire de dévisser une vis, et c'est tout - l'appareil a cessé de fonctionner. Il ne faut pas tant démonter, mais comprendre.
Parce que nous parlons pas sur la décomposition réelle de tous les objets, choses, organismes qui nous entourent, mais sur l'imaginaire, c'est-à-dire sur le mental, et non sur l'expérience réelle, alors vous n'avez pas à vous inquiéter : vous n'avez pas à collecter. Aussi, ne lésinons pas sur l'effort. Nous ne nous demanderons pas s'il est difficile ou facile de décomposer l'appareil en ses composants. Attends une seconde. Et comment savons-nous que nous avons atteint la limite ? Peut-être qu'avec plus d'efforts on peut aller plus loin ? On s'avoue : on ne sait pas si on a atteint la limite. Nous devons utiliser l'opinion généralement admise, sachant que ce n'est pas un argument très fiable. Mais si vous vous souvenez qu'il ne s'agit que d'une opinion généralement acceptée et non de la vérité ultime, le danger est faible.
Il est maintenant généralement admis que les particules élémentaires servent de détails à partir desquels tout est construit. Et bien que pas tous. Après avoir regardé dans le livre de référence approprié, nous serons convaincus : il y a plus de trois cents particules élémentaires. L'abondance de particules élémentaires nous a fait réfléchir à la possibilité de l'existence de particules sous-élémentaires - des particules qui composent les particules élémentaires elles-mêmes. C'est ainsi qu'est née l'idée des quarks. Ils ont ça propriété incroyable, qui n'existent apparemment pas à l'état libre. Il y a beaucoup de quarks - six, et chacun a sa propre antiparticule. Peut-être que le voyage dans les profondeurs de la matière n'est pas terminé.
Pour notre histoire, l'abondance de particules élémentaires et l'existence de particules sous-élémentaires ne sont pas essentielles. Les électrons, les protons et les neutrons sont directement impliqués dans la construction des substances - tout n'est construit qu'à partir d'eux.
Avant de discuter des propriétés des particules réelles, réfléchissons à la façon dont nous aimerions voir les détails à partir desquels tout est construit. En ce qui concerne ce que nous aimerions voir, bien sûr, nous devons tenir compte de la diversité des points de vue. Choisissons quelques fonctionnalités qui semblent obligatoires.
Premièrement, les particules élémentaires doivent avoir la capacité de s'unir en diverses structures.
Deuxièmement, j'aimerais penser que les particules élémentaires sont indestructibles. Connaissant la longue histoire du monde, il est difficile d'imaginer que les particules qui le composent soient mortelles.
Troisièmement, je voudrais que les détails eux-mêmes ne soient pas trop. En regardant les blocs de construction, nous voyons comment différents bâtiments peuvent être créés à partir des mêmes éléments.
En nous familiarisant avec les électrons, les protons et les neutrons, nous verrons que leurs propriétés ne contredisent pas nos souhaits, et le désir de simplicité correspond sans doute au fait que seuls trois types de particules élémentaires participent à la structure de toutes les substances.
ÉLECTRONS, PROTONS, NEUTRONSPrésentons les caractéristiques les plus importantes des électrons, des protons et des neutrons. Ils sont rassemblés dans le tableau 1.
L'amplitude de la charge est donnée en coulombs, la masse est donnée en kilogrammes (unités SI) ; les mots "spin" et "statistiques" seront expliqués ci-dessous.
Faisons attention à la différence de masse des particules : les protons et les neutrons sont près de 2000 fois plus lourds que les électrons. Par conséquent, la masse de tout corps est presque entièrement déterminée par la masse des protons et des neutrons.
Le neutron, comme son nom l'indique, est neutre - sa charge est nulle. Un proton et un électron ont la même magnitude mais des charges de signe opposé. L'électron est chargé négativement et le proton est chargé positivement.
Parmi les caractéristiques des particules, il semblerait qu'il n'y ait pas caractéristique importante- leur taille. Décrivant la structure des atomes et des molécules, les électrons, les protons et les neutrons peuvent être considérés comme des points matériels. La taille du proton et du neutron ne devra être rappelée que lors de la description des noyaux atomiques. Même comparés à la taille des atomes, les protons et les neutrons sont monstrueusement petits (de l'ordre de 10 -16 mètres).
Essentiellement, cette courte section est réduite à la présentation des électrons, des protons et des neutrons comme éléments constitutifs de tous les corps de la nature. On pourrait simplement se limiter au tableau 1, mais il faut comprendre comment à partir d'électrons, de protons et de neutrons la construction est en cours, ce qui amène les particules à se combiner en structures plus complexes et ce que sont ces structures.
ATOM - LA PLUS SIMPLE DES STRUCTURES COMPLEXESIl y a beaucoup d'atomes. Il s'est avéré nécessaire et possible de les disposer d'une manière spéciale. L'ordre permet de souligner la différence et la similitude des atomes. L'arrangement raisonnable des atomes est le mérite de D. I. Mendeleev (1834-1907), qui a formulé la loi périodique qui porte son nom. Si l'on ignore temporairement l'existence des périodes, alors le principe de l'arrangement des éléments est extrêmement simple : ils sont agencés séquentiellement en fonction du poids des atomes. Le plus léger est l'atome d'hydrogène. Le dernier atome naturel (non créé artificiellement) est l'atome d'uranium, qui est plus de 200 fois plus lourd que lui.
Comprendre la structure des atomes a expliqué la présence de périodicité dans les propriétés des éléments.
Au tout début du XXe siècle, E. Rutherford (1871-1937) a montré de manière convaincante que la quasi-totalité de la masse d'un atome est concentrée dans son noyau - une petite région (même comparée à un atome) de l'espace : le rayon de la noyau est environ 100 000 fois plus petit que la taille d'un atome. Lorsque Rutherford fit ses expériences, le neutron n'avait pas encore été découvert. Avec la découverte du neutron, on a compris que les noyaux sont constitués de protons et de neutrons, et il est naturel de considérer un atome comme un noyau entouré d'électrons, dont le nombre est égal au nombre de protons dans le noyau - après tout, en général, l'atome est neutre. Les protons et les neutrons, en tant que matériau de construction du noyau, ont reçu un nom commun - les nucléons. (du latin noyau- cœur). C'est le nom que nous utiliserons.
Le nombre de nucléons dans un noyau est généralement désigné par la lettre UN. Il est clair que A = N + Z, Où N est le nombre de neutrons dans le noyau, et Z- nombre de protons, égal au nombreélectrons dans un atome. Nombre UN est appelée masse atomique, et Z- numéro atomique. Les atomes avec le même numéro atomique sont appelés isotopes : dans le tableau périodique, ils sont dans la même cellule (en grec iso -égal , topos - lieu). Le fait est que Propriétés chimiques les isotopes sont presque identiques. Si vous examinez attentivement le tableau périodique, vous pouvez voir que, à proprement parler, la disposition des éléments ne correspond pas à la masse atomique, mais au numéro atomique. S'il y a environ 100 éléments, il y a plus d'isotopes 2000. Certes, beaucoup d'entre eux sont instables, c'est-à-dire radioactifs (du latin radio- rayonner actif- actifs), ils se désintègrent en émettant diverses radiations.
Les expériences de Rutherford ont non seulement conduit à la découverte de noyaux atomiques, mais ont également montré que les mêmes forces électrostatiques agissent dans l'atome, qui repoussent les corps de même charge les uns des autres et attirent les corps de charges opposées (par exemple, des boules d'électroscope) les uns aux autres.
L'atome est stable. Ainsi, les électrons d'un atome se déplacent autour du noyau : la force centrifuge compense la force d'attraction. Comprendre cela a conduit à la création d'un modèle planétaire de l'atome, dans lequel le noyau est le Soleil et les électrons sont les planètes (du point de vue de la physique classique, le modèle planétaire est incohérent, mais plus sur cela ci-dessous) .
Il existe plusieurs façons d'estimer la taille d'un atome. Différentes estimations conduisent à des résultats similaires : les tailles des atomes sont certes différentes, mais approximativement égales à quelques dixièmes de nanomètre (1 nm = 10 -9 m).
Considérons d'abord le système d'électrons dans un atome.
Dans le système solaire, les planètes sont attirées vers le soleil par gravité. Une force électrostatique agit dans un atome. On l'appelle souvent Coulomb du nom de Charles Augustin Coulomb (1736-1806), qui établit que la force d'interaction entre deux charges est inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare. Le fait que deux accusations Q 1 et Q 2 sont attirés ou repoussés avec une force égale à F C = Q 1 Q 2 /r 2 , Où r- la distance entre les charges, est appelée "loi de Coulomb". Index " AVEC" affecté à la force F par la première lettre du nom de famille de Coulomb (en français Coulomb). Parmi les énoncés les plus divers, il y en a peu qui s'appellent aussi justement une loi que la loi de Coulomb : après tout, le champ de son applicabilité est pratiquement illimité. Les corps chargés, quelle que soit leur taille, ainsi que les particules chargées atomiques et même subatomiques, s'attirent ou se repoussent selon la loi de Coulomb.
Digression sur la gravitéLes humains sont initiés à la gravité dès leur plus jeune âge. En tombant, il apprend à respecter la force de gravité vers la Terre. La connaissance du mouvement accéléré commence généralement par l'étude de la chute libre des corps - le mouvement d'un corps sous l'influence de la gravité.
Entre deux corps de masse M 1 et M 2 la force agit F N=- GM 1 M 2 /r 2 . Ici r- la distance entre les corps, G- constante gravitationnelle égale à 6.67259.10 -11 m 3 kg -1 s -2 , l'indice "N" est donné en l'honneur de Newton (1643 - 1727). Cette expression s'appelle la loi de la gravitation universelle, soulignant son caractère universel. Force F N détermine le mouvement des galaxies, corps célestes et la chute d'objets au sol. La loi de la gravitation universelle est valable pour toute distance entre les corps. Nous ne mentionnerons pas les changements dans l'image de la gravité que la théorie générale de la relativité d'Einstein (1879-1955) a apportés.
La force électrostatique de Coulomb et la force newtonienne de gravitation universelle sont les mêmes (comme 1/ r 2) diminue avec l'augmentation de la distance entre les corps. Cela vous permet de comparer l'action des deux forces à n'importe quelle distance entre les corps. Si la force de la répulsion de Coulomb de deux protons est comparée en grandeur avec la force de leur attraction gravitationnelle, alors il s'avère que F N / F C= 10 -36 (Q 1 =Q 2 = e p; M 1 = =M 2 =m p). La gravité ne joue donc aucun rôle significatif dans la structure de l'atome : elle est trop petite par rapport à la force électrostatique.
Il n'est pas difficile de détecter des charges électriques et de mesurer l'interaction entre elles. Si la force électrique est si grande, alors pourquoi n'est-ce pas important quand, disons, ils tombent, sautent, lancent une balle ? Parce que dans la plupart des cas, nous avons affaire à des corps neutres (non chargés). Il y a toujours beaucoup de particules chargées dans l'espace (électrons, ions signe différent). Sous l'influence d'un énorme (à l'échelle atomique) attractif force électrique créées par un corps chargé, les particules chargées se précipitent vers sa source, se collent au corps et neutralisent sa charge.
ONDE OU PARTICULE ? ET VAGUE ET PARTICULE !Il est très difficile de parler de particules atomiques et même plus petites, subatomiques, principalement parce que leurs propriétés n'ont pas d'analogues dans notre monde. Vie courante Non. On pourrait penser que les particules qui composent ces petits atomes peuvent être commodément représentées sous la forme points matériels. Mais tout s'est avéré beaucoup plus compliqué.
Une particule et une onde... Il semblerait que même comparer n'ait pas de sens tant ils sont différents.
Probablement, quand vous pensez à une vague, vous imaginez d'abord une vague de la surface de la mer. Les vagues viennent du large, les longueurs d'onde - les distances entre deux crêtes successives - peuvent être différentes. Il est facile d'observer des vagues ayant une longueur de l'ordre de plusieurs mètres. Pendant l'agitation, évidemment, la masse d'eau fluctue. La vague couvre une zone considérable.
L'onde est périodique dans le temps et dans l'espace. Longueur d'onde ( λ ) est une mesure de la périodicité spatiale. La périodicité du mouvement des vagues dans le temps est visible dans la fréquence d'arrivée des crêtes des vagues sur le rivage, et elle peut être détectée, par exemple, par l'oscillation de haut en bas du flotteur. Désignons la période de mouvement des vagues - le temps pendant lequel une vague passe - par la lettre J. L'inverse de la période s'appelle la fréquence ν = 1/T. Les ondes les plus simples (harmoniques) ont une certaine fréquence qui ne change pas avec le temps. Tout mouvement ondulatoire complexe peut être représenté comme un ensemble d'ondes simples (voir "Science et Vie" n°11, 2001). À proprement parler, une onde simple occupe un espace infini et existe indéfiniment. Une particule, telle que nous l'imaginons, et une onde sont complètement différentes.
Depuis l'époque de Newton, il y a eu un débat sur la nature de la lumière. Qu'est-ce que la lumière - une collection de particules (corpuscules, du latin corpuscule- corps) ou des vagues ? Les théories se sont longtemps affrontées. La théorie ondulatoire l'emporte : la théorie corpusculaire ne peut expliquer les faits expérimentaux (interférence et diffraction de la lumière). La théorie des ondes s'est facilement adaptée à la propagation rectiligne d'un faisceau lumineux. Un rôle important a été joué par le fait que la longueur d'onde des ondes lumineuses, selon les concepts de tous les jours, est très petite : la gamme de longueurs d'onde lumière visible de 380 à 760 nanomètres. Plus court ondes électromagnétiques- rayons ultraviolets, rayons X et gamma, et plus longs - infrarouges, millimétriques, centimétriques et toutes les autres ondes radio.
A la fin du XIXe siècle, la victoire de la théorie ondulatoire de la lumière sur la théorie corpusculaire semblait définitive et irrévocable. Cependant, le XXe siècle a apporté de sérieux ajustements. Cela semblait être de la lumière, des ondes ou des particules. Il s'est avéré - à la fois des ondes et des particules. Pour les particules de lumière, pour ses quanta, comme on dit, un mot spécial a été inventé - "photon". Le mot "quantum" vient du mot latin quantum- combien, et "photon" - du mot grec Photos- lumière. Les mots désignant le nom des particules, dans la plupart des cas, ont la terminaison Il. Étonnamment, dans certaines expériences, la lumière se comporte comme des ondes, tandis que dans d'autres, elle se comporte comme un flux de particules. Petit à petit, il a été possible de construire une théorie qui prédit comment, dans quelle expérience, la lumière va se comporter. A l'heure actuelle, cette théorie est acceptée par tout le monde, le comportement différent de la lumière n'est plus surprenant.
Les premiers pas sont toujours particulièrement difficiles. J'ai dû aller à l'encontre de l'opinion établie en science, pour exprimer des déclarations qui semblaient être de l'hérésie. Les vrais scientifiques croient sincèrement à la théorie qu'ils utilisent pour décrire les phénomènes observés. Il est très difficile d'abandonner la théorie acceptée. Les premiers pas ont été franchis par Max Planck (1858-1947) et Albert Einstein (1879-1955).
Selon Planck-Einstein, c'est en portions séparées, les quanta, que la lumière est émise et absorbée par la matière. L'énergie portée par un photon est proportionnelle à sa fréquence : E = h v. Facteur de proportionnalité h La constante de Planck porte le nom du physicien allemand qui l'a introduite dans la théorie du rayonnement en 1900. Et déjà dans le premier tiers du 20e siècle, il est devenu clair que la constante de Planck est l'une des constantes mondiales les plus importantes. Naturellement, il a été soigneusement mesuré : h= 6.6260755.10 -34 J.s.
Un quantum de lumière - est-ce beaucoup ou peu ? La fréquence de la lumière visible est d'environ 10 14 s -1 . Rappelons que la fréquence et la longueur d'onde de la lumière sont liées par la relation ν = c/λ, où Avec= 299792458.10 10 m/s (exactement) - la vitesse de la lumière dans le vide. énergie quantique hν, comme il est facile de le voir, est d'environ 10 -18 J. Grâce à cette énergie, une masse de 10 -13 grammes peut être élevée à une hauteur de 1 centimètre. A taille humaine, monstrueusement petit. Mais c'est la masse de 10 14 électrons. Dans le microcosme, l'échelle est complètement différente ! Bien sûr, une personne ne peut pas sentir une masse de 10 à 13 grammes, mais l'œil humain est si sensible qu'il peut voir des quanta de lumière individuels - cela a été confirmé par une série d'expériences subtiles. Dans des conditions normales, une personne ne distingue pas le "grain" de lumière, le percevant comme un flux continu.
Sachant que la lumière a à la fois une nature corpusculaire et ondulatoire, il est plus facile d'imaginer que les particules "réelles" ont aussi des propriétés ondulatoires. Pour la première fois une telle pensée hérétique a été exprimée par Louis de Broglie (1892-1987). Il n'a pas cherché à savoir quelle était la nature de l'onde dont il avait prédit les caractéristiques. Selon sa théorie, une particule de masse m, volant à une vitesse v, correspond à une onde de longueur d'onde l = hmv et fréquence ν = E/h, Où E = m.v. 2/2 - énergie des particules.
Le développement ultérieur de la physique atomique a conduit à une compréhension de la nature des ondes qui décrivent le mouvement des particules atomiques et subatomiques. Une science est née qui s'appelait la "mécanique quantique" (dans les premières années, on l'appelait souvent la mécanique ondulatoire).
La mécanique quantique s'applique au mouvement des particules microscopiques. Lorsque l'on considère le mouvement des corps ordinaires (par exemple, tous les détails des mécanismes), il est inutile de prendre en compte les corrections quantiques (corrections dues aux propriétés ondulatoires de la matière).
L'une des manifestations du mouvement ondulatoire des particules est leur absence de trajectoire. Pour qu'il existe une trajectoire, il faut qu'à chaque instant la particule ait une certaine coordonnée et une certaine vitesse. Or c'est justement ce qui est interdit par la mécanique quantique : une particule ne peut pas avoir en même temps une certaine valeur de coordonnée X, et une certaine valeur de vitesse v. Leurs incertitudes DX Et DV sont liés par la relation d'incertitude découverte par Werner Heisenberg (1901-1974) : D X D v ~ h/mois, Où m est la masse de la particule, et h- constante de Planck. La constante de Planck est souvent appelée le quantum "d'action" universel. Sans préciser le terme action, attention à l'épithète universel. Il souligne que la relation d'incertitude est toujours vraie. Connaissant les conditions de mouvement et la masse de la particule, il est possible d'estimer quand il faut tenir compte des lois quantiques du mouvement (en d'autres termes, quand les propriétés ondulatoires des particules et leur conséquence, les relations d'incertitude, ne peuvent être négligée), et lorsqu'il est tout à fait possible d'utiliser les lois classiques du mouvement. Nous soulignons que si c'est possible, alors c'est nécessaire, puisque la mécanique classique est beaucoup plus simple que la mécanique quantique.
Notez que la constante de Planck est divisée par la masse (elles sont incluses dans les combinaisons h/m). Plus la masse est grande, plus le rôle des lois quantiques est petit.
Afin de sentir quand il est certainement possible de négliger les propriétés quantiques, nous allons essayer d'estimer les grandeurs des incertitudes D X et D v. Si D X et D v sont négligeables par rapport à leurs valeurs moyennes (classiques), les formules de la mécanique classique décrivent parfaitement le mouvement, s'il n'est pas petit, il est nécessaire d'utiliser la mécanique quantique. Cela n'a aucun sens de prendre en compte l'incertitude quantique même lorsque d'autres causes (dans le cadre de la mécanique classique) conduisent à une plus grande incertitude que la relation de Heisenberg.
Prenons un exemple. Gardant à l'esprit que nous voulons montrer la possibilité d'utiliser la mécanique classique, considérons une "particule" dont la masse est de 1 gramme et la taille est de 0,1 millimètre. A l'échelle humaine, c'est un grain, une petite particule légère. Mais il est 10 24 fois plus lourd qu'un proton et un million de fois plus gros qu'un atome !
Laissons "notre" grain se déplacer dans un récipient rempli d'hydrogène. Si le grain vole assez vite, il nous semble qu'il se déplace en ligne droite avec une certaine vitesse. Cette impression est erronée : du fait des impacts des molécules d'hydrogène sur un grain, sa vitesse change légèrement à chaque impact. Estimons combien.
Soit la température de l'hydrogène de 300 K (on mesure toujours la température par échelle absolue, sur l'échelle Kelvin ; 300 K = 27 o C). Multiplication de la température en kelvins par la constante de Boltzmann k B , = 1 381,10 -16 J/K, nous l'exprimerons en unités d'énergie. Le changement de vitesse du grain peut être calculé en utilisant la loi de conservation de la quantité de mouvement. A chaque collision d'un grain avec une molécule d'hydrogène, sa vitesse change d'environ 10 -18 cm/s. Le changement est complètement aléatoire et dans une direction aléatoire. Par conséquent, il est naturel de considérer la valeur de 10 -18 cm/s comme une mesure de l'incertitude classique de la vitesse du grain (D v) cl pour ce cas. Alors (D v) cl \u003d 10 -18 cm / s. Il est apparemment très difficile de déterminer l'emplacement d'un grain avec une précision supérieure à 0,1 de sa taille. Acceptons (D X) cl \u003d 10 -3 cm.Enfin, (D X) cl (D v) cl \u003d 10 -3.10 -18 \u003d 10 -21. Cela semble être une très petite quantité. Dans tous les cas, les incertitudes de vitesse et de position sont si faibles qu'on peut considérer le mouvement moyen d'un grain. Mais par rapport à l'incertitude quantique dictée par la relation de Heisenberg (D X D v= 10 -27), l'inhomogénéité classique est énorme - dans ce cas, elle la dépasse d'un million de fois.
Conclusion : compte tenu du mouvement d'un grain, tenir compte de ses propriétés ondulatoires, c'est-à-dire de l'existence incertitude quantique les coordonnées et les vitesses ne sont pas nécessaires. En ce qui concerne le mouvement des particules atomiques et subatomiques, la situation change radicalement.
Que savons-nous des particules plus petites qu'un atome ? Et quelle est la plus petite particule de l'univers ?
Le monde autour de nous... Qui d'entre nous n'a pas admiré sa beauté envoûtante ? Son ciel nocturne sans fond, parsemé de milliards d'étoiles mystérieuses scintillantes et la chaleur de sa douce lumière du soleil. Champs et forêts d'émeraude, rivières tumultueuses et étendues marines sans limites. Sommets étincelants de montagnes majestueuses et prairies alpines luxuriantes. Rosée du matin et trille du rossignol à l'aube. Une rose parfumée et le doux murmure d'un ruisseau. Un coucher de soleil flamboyant et le doux bruissement d'un bosquet de bouleaux...
Est-il possible de penser à quelque chose de plus beau que le monde qui nous entoure ?! Plus puissant et impressionnant ? Et, en même temps, plus fragile et tendre ? Tout cela est le monde où nous respirons, aimons, nous réjouissons, nous réjouissons, souffrons et pleurons... Tout cela est notre monde. Le monde dans lequel nous vivons, que nous ressentons, que nous voyons et que nous comprenons au moins d'une manière ou d'une autre.
Cependant, il est beaucoup plus diversifié et complexe qu'il n'y paraît à première vue. Nous savons que des prairies luxuriantes ne seraient pas apparues sans l'émeute fantastique d'une ronde sans fin de brins d'herbe verts flexibles, d'arbres luxuriants vêtus de robes émeraude - sans beaucoup de feuilles sur leurs branches, et de plages dorées - sans de nombreux grains étincelants de sable crissant sous les pieds nus sous les doux rayons du soleil d'été. Le grand se compose toujours du petit. Petit - d'encore plus petit. Et cette séquence, probablement, n'a pas de limite.
Par conséquent, les brins d'herbe et les grains de sable, à leur tour, sont constitués de molécules formées d'atomes. Les atomes, comme vous le savez, sont composés de particules élémentaires - électrons, protons et neutrons. Mais ils, comme on le croit, ne sont pas l'autorité finale. La science moderne prétend que les protons et les neutrons, par exemple, sont constitués d'amas d'énergie hypothétiques - les quarks. On suppose qu'il existe une particule encore plus petite - le préon, qui est encore invisible, inconnu, mais supposé.
Le monde des molécules, des atomes, des électrons, des protons, des neutrons, des photons, etc. appelé micromonde. Il est la base macrocosme- le monde de l'homme et les grandeurs qui lui correspondent sur notre planète et méga monde- le monde des étoiles, des galaxies, de l'Univers et du Cosmos. Tous ces mondes sont interconnectés et n'existent pas l'un sans l'autre.
Nous avons déjà rencontré le méga monde dans le rapport de notre première expédition. « Souffle de l'Univers. Voyage d'abord" et nous avons déjà une idée des galaxies lointaines et de l'Univers. Au cours de ce périlleux voyage, nous avons découvert le monde de la matière noire et de l'énergie noire, exploré les profondeurs des trous noirs, atteint le sommet de quasars scintillants et évité miraculeusement le Big Bang et non moins le Big Crunch. L'univers nous est apparu dans toute sa beauté et sa grandeur. Au cours de notre voyage, nous avons réalisé que les étoiles et les galaxies n'apparaissaient pas d'elles-mêmes, mais qu'elles se formaient laborieusement, pendant des milliards d'années, à partir de particules et d'atomes.
Ce sont les particules et les atomes qui composent le monde entier qui nous entoure. Ce sont eux, dans leurs innombrables et diverses combinaisons, qui peuvent nous apparaître soit sous la forme d'une belle rose hollandaise, soit sous la forme d'un amas sévère de roches tibétaines. Tout ce que nous voyons consiste en ces mystérieux représentants du mystérieux micromonde. Pourquoi « mystérieux » et pourquoi « mystérieux » ? Car l'humanité, malheureusement, sait encore très peu de choses sur ce monde et sur ses représentants.
Il est impossible d'imaginer la science moderne du microcosme sans mentionner l'électron, le proton ou le neutron. Dans tout document de référence sur la physique ou la chimie, on retrouvera leur masse à la neuvième décimale, leur charge électrique, leur durée de vie, etc. Par exemple, conformément à ces ouvrages de référence, un électron a une masse de 9,10938291 (40) x 10 -31 kg, une charge électrique - moins 1,602176565 (35) x 10 -19 C, une durée de vie - l'infini ou au moins 4,6 x 10 26 ans (Wikipédia).
La précision de la détermination des paramètres de l'électron est impressionnante et la fierté des réalisations scientifiques de la civilisation remplit nos cœurs ! Certes, en même temps, des doutes s'insinuent, qui, avec tout le désir, ne peuvent pas être complètement chassés. Déterminer la masse d'un électron égale à un milliard - milliard - milliardième de kilogramme, et même la peser à la neuvième décimale, je crois, n'est pas du tout une tâche facile, de même que mesurer la durée de vie d'un électron à 4 600 000 000 000 000 000 000 000 000 ans.
De plus, personne n'a jamais vu cet électron. Les microscopes les plus modernes ne permettent de voir qu'un nuage d'électrons autour du noyau d'un atome, à l'intérieur duquel, comme le pensent les scientifiques, un électron se déplace à grande vitesse (Fig. 1). On ne connaît pas encore avec certitude ni la taille de l'électron, ni sa forme, ni la vitesse de sa rotation. En réalité, nous savons très peu de choses sur l'électron, ainsi que sur le proton et le neutron. Nous ne pouvons que spéculer et deviner. Malheureusement, pour aujourd'hui, il alors toutes nos possibilités.
Riz. 1. Photographie de nuages d'électrons prise par des physiciens de l'Institut de physique et de technologie de Kharkov en septembre 2009
Mais un électron ou un proton sont les plus petites particules élémentaires qui composent un atome de toute substance. Et si notre moyens techniques les études du micromonde ne nous permettent pas encore de voir les particules et les atomes, peut-être commencerons-nous par quelque chose O de plus en plus connu ? Par exemple, d'une molécule ! Il est composé d'atomes. Une molécule est un objet plus grand et plus compréhensible, qui, très probablement, est étudié plus en profondeur.
Malheureusement, je dois encore vous décevoir. Les molécules ne nous sont compréhensibles que sur papier sous la forme de formules abstraites et de dessins de leur structure supposée. Nous ne pouvons toujours pas obtenir une image claire d'une molécule avec des liaisons prononcées entre les atomes.
En août 2009, en utilisant la technologie de la microscopie à force atomique, des chercheurs européens ont pour la première fois réussi à obtenir une image de la structure d'une molécule assez grosse de pentacène (C 22 H 14). La technologie la plus moderne a permis de ne voir que cinq anneaux qui déterminent la structure de cet hydrocarbure, ainsi que des taches d'atomes de carbone et d'hydrogène individuels (Fig. 2). Et c'est tout ce que nous pouvons faire pour l'instant...
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Riz. 2. Représentation structurale de la molécule de pentacène (en haut)
et sa photo (ci-dessous)
D'une part, les photographies obtenues permettent d'affirmer que la voie choisie par les chimistes, décrivant la composition et la structure des molécules, ne fait plus de doute, mais, d'autre part, on ne peut que deviner que
Comment, après tout, la combinaison d'atomes se produit-elle dans une molécule et de particules élémentaires - dans un atome? Pourquoi ces liaisons atomiques et moléculaires sont-elles stables ? Comment se forment-ils, quelles forces les soutiennent ? À quoi ressemble un électron, un proton ou un neutron ? Quelle est leur structure ? Qu'est-ce qu'un noyau atomique ? Comment le proton et le neutron coexistent-ils dans le même espace et pourquoi en rejettent-ils un électron ?
Il y a beaucoup de questions de ce genre. Des réponses aussi. Certes, de nombreuses réponses ne reposent que sur des hypothèses qui suscitent de nouvelles questions.
Mes toutes premières tentatives pour percer les secrets du micromonde sont tombées sur une idée assez superficielle science moderne de nombreuses connaissances fondamentales sur la structure des objets du micromonde, sur les principes de leur fonctionnement, sur les systèmes de leurs interconnexions et relations. Il s'est avéré que l'humanité ne comprend toujours pas clairement comment le noyau d'un atome et ses particules constitutives - électrons, protons et neutrons - sont disposés. Nous n'avons que des idées générales sur ce qui se passe réellement dans le processus de fission du noyau atomique, sur les événements qui peuvent se produire au cours de ce processus.
L'étude des réactions nucléaires s'est limitée à l'observation des processus et à la constatation de certaines relations de cause à effet, dérivées expérimentalement. Les chercheurs ont appris à déterminer seulement comportement certaines particules sous l'un ou l'autre impact. C'est tout! Sans comprendre leur structure, sans révéler les mécanismes d'interaction ! Seul comportement! Sur la base de ce comportement, les dépendances de certains paramètres ont été déterminées et, pour plus d'importance, ces données expérimentales ont été habillées de formules mathématiques à plusieurs niveaux. C'est toute la théorie !
Malheureusement, cela a suffi pour se lancer courageusement dans la construction de centrales nucléaires, de divers accélérateurs, de collisionneurs et dans la création de bombes nucléaires. Ayant reçu des connaissances primaires sur les processus nucléaires, l'humanité s'est immédiatement engagée dans une course sans précédent pour la possession d'une énergie puissante qui lui est soumise.
À pas de géant, le nombre de pays dotés de capacités nucléaires en service a augmenté. des missiles nucléaires en grand nombre, ils regardaient d'un air menaçant dans la direction de voisins hostiles. Des centrales nucléaires ont commencé à apparaître, générant en permanence de l'énergie électrique bon marché. Des fonds énormes ont été dépensés pour le développement nucléaire de plus en plus de nouveaux modèles. La science, essayant de regarder à l'intérieur du noyau atomique, a érigé de manière intensive des accélérateurs de particules supermodernes.
Cependant, la matière n'a pas atteint la structure de l'atome et de son noyau. La fascination pour la recherche de plus en plus de nouvelles particules et la poursuite des insignes Nobel ont relégué au second plan une étude approfondie de la structure du noyau atomique et de ses particules constitutives.
Mais des connaissances superficielles sur les processus nucléaires se sont immédiatement révélées négatives lors du fonctionnement des réacteurs nucléaires et ont provoqué l'émergence de réactions nucléaires en chaîne spontanées dans un certain nombre de situations.
Cette liste fournit les dates et les lieux de survenue de réactions nucléaires spontanées :
21/08/1945. États-Unis, Laboratoire national de Los Alamos.
21 mai 1946. États-Unis, Laboratoire national de Los Alamos.
15/03/1953. URSS, Chelyabinsk-65, Mayak Production Association.
21/04/1953. URSS, Chelyabinsk-65, Mayak Production Association.
16/06/1958. États-Unis, Oak Ridge, usine radiochimique Y-12.
15/10/1958. Yougoslavie, Institut B. Kidrich.
30 décembre 1958 États-Unis, Laboratoire national de Los Alamos.
01/03/1963. URSS, Tomsk-7, Combine chimique sibérien.
23/07/1964. USA, Woodryver, usine radiochimique.
30 décembre 1965 Belgique, Mol.
05/03/1968. URSS, Chelyabinsk-70, VNIITF.
10 décembre 1968 URSS, Chelyabinsk-65, Mayak Production Association.
26 mai 1971 URSS, Moscou, Institut de l'énergie atomique.
13 décembre 1978. URSS, Tomsk-7, Combine chimique sibérien.
23/09/1983. Argentine, réacteur RA-2.
15 mai 1997 Russie, Novosibirsk, usine de concentrés chimiques.
17/06/1997. Russie, Sarov, VNIIEF.
30/09/1999 Japon, Tokaimura, Usine de production de combustible nucléaire.
A cette liste s'ajoutent de nombreux accidents avec des porteurs aériens et sous-marins d'armes nucléaires, des incidents dans des entreprises du cycle du combustible nucléaire, des urgences dans des centrales nucléaires, des urgences lors d'essais d'armes nucléaires et bombes thermonucléaires. La tragédie de Tchernobyl et de Fukushima restera à jamais dans notre mémoire. Derrière ces catastrophes et urgences, il y a des milliers de morts. Et ça fait réfléchir très sérieusement.
Rien qu'à l'idée de centrales nucléaires en fonctionnement capables de transformer instantanément le monde entier en une zone radioactive continue, c'est horrifiant. Malheureusement, ces préoccupations sont fondées. Tout d'abord, le fait que les créateurs de réacteurs nucléaires dans leur travail utilisé non pas des connaissances fondamentales, mais une déclaration de certaines dépendances mathématiques et du comportement des particules, sur la base desquelles une structure nucléaire dangereuse a été construite. Pour les scientifiques, jusqu'à présent, les réactions nucléaires sont une sorte de "boîte noire" qui fonctionne, sous réserve de l'accomplissement de certaines actions et exigences.
Cependant, si quelque chose commence à se produire dans cette "boîte" et que ce "quelque chose" n'est pas décrit par les instructions et dépasse le cadre des connaissances acquises, alors nous, en dehors de notre propre héroïsme et de notre travail non intellectuel, ne pouvons rien nous opposer à l'élément nucléaire qui a éclaté. Des masses de personnes sont obligées d'attendre simplement humblement le danger imminent, de se préparer à des conséquences terribles et incompréhensibles, en se déplaçant vers une distance sûre, à leur avis. Dans la plupart des cas, les spécialistes du nucléaire se contentent de hausser les épaules, priant et attendant l'aide des puissances supérieures.
Les scientifiques nucléaires japonais, armés de la technologie la plus moderne, ne peuvent toujours pas freiner la centrale nucléaire de Fukushima, qui est depuis longtemps hors tension. Ils ne peuvent qu'affirmer que le 18 octobre 2013, le niveau de rayonnement dans eau souterraine dépassé la norme de plus de 2500 fois. Un jour plus tard, le niveau de substances radioactives dans l'eau a augmenté de près de 12 000 fois ! Pourquoi?! Les spécialistes japonais ne peuvent pas encore répondre à cette question ni arrêter ces processus.
Risque de création bombe atomique en quelque sorte justifié. La situation militaro-politique tendue sur la planète a exigé des mesures de défense et d'attaque sans précédent de la part des pays opposés. Soumis à la situation, les chercheurs en atome ont pris des risques, ne se plongeant pas dans les subtilités de la structure et du fonctionnement des particules élémentaires et des noyaux atomiques.
Cependant, en temps de paix, la construction de centrales nucléaires et de collisionneurs de tous types devait commencer uniquement à condition, Quoi la science a complètement compris la structure du noyau atomique, de l'électron, du neutron, du proton et de leurs relations. De plus, les réactions nucléaires dans les centrales nucléaires doivent être strictement contrôlées. Mais vous ne pouvez vraiment et efficacement gérer que ce que vous savez à fond. Surtout s'il s'agit de l'énergie la plus puissante aujourd'hui, qu'il n'est pas du tout facile de maîtriser. Ceci, bien sûr, ne se produit pas. Pas seulement lors de la construction de centrales nucléaires.
Actuellement, en Russie, en Chine, aux États-Unis et en Europe, il existe 6 collisionneurs différents - de puissants accélérateurs de flux de particules venant en sens inverse qui les accélèrent vers vitesse élevée, donnant aux particules une énergie cinétique élevée pour ensuite les pousser les unes contre les autres. Le but de la collision est d'étudier les produits des collisions de particules dans l'espoir qu'au cours de leur désintégration, il sera possible de voir quelque chose de nouveau et encore inconnu.
Il est clair que les chercheurs sont très intéressés de voir ce qu'il adviendra de tout cela. La vitesse des collisions de particules et le niveau de financement de la recherche scientifique augmentent, mais les connaissances sur la structure de ce qui entre en collision sont restées les mêmes pendant de très nombreuses années. Il n'y a toujours pas de prédictions fondées sur les résultats des études prévues, et il ne peut y en avoir. Pas par hasard. Nous sommes bien conscients qu'il n'est possible de prédire scientifiquement qu'à la condition d'une connaissance précise et vérifiée d'au moins les détails du processus prédit. La science moderne ne dispose pas encore de telles connaissances sur les particules élémentaires. Dans ce cas, on peut supposer que le principe principal des méthodes de recherche existantes est la position : "Essayons de le faire - voyons ce qui se passe." Malheureusement.
Il est donc tout à fait naturel qu'aujourd'hui les questions liées au danger des expériences en cours soient de plus en plus discutées. Il ne s'agit même pas de la possibilité que des trous noirs microscopiques apparaissent au cours d'expériences, qui, en grandissant, peuvent dévorer notre planète. Je ne crois pas vraiment à une telle possibilité, du moins au niveau et au stade actuels de mon développement intellectuel.
Mais il y a un danger plus sérieux et plus réel. Par exemple, au Grand collisionneur de hadrons, des flux de protons ou d'ions plomb entrent en collision dans diverses configurations. Il semblerait, quel genre de menace peut provenir d'une particule microscopique, et même souterraine, dans un tunnel, enfermée dans une puissante protection en métal et en béton ? Une particule pesant 1 672 621 777 (74) x 10 -27 kg et un tunnel solide de plusieurs tonnes de plus de 26 kilomètres dans l'épaisseur d'un sol lourd sont des catégories clairement incomparables.
Pourtant, la menace existe. Lors de la réalisation d'expériences, il est fort probable qu'il y aura une libération incontrôlée d'une énorme quantité d'énergie, qui apparaîtra non seulement à la suite de la décomposition des forces intranucléaires, mais également de l'énergie située à l'intérieur des protons ou des ions plomb. Une explosion nucléaire d'un missile balistique moderne, basée sur la libération de l'énergie intranucléaire d'un atome, ne semblera pas plus terrible qu'un cracker du Nouvel An par rapport à l'énergie la plus puissante pouvant être libérée lors de la destruction de particules élémentaires. On peut soudain sortir le fabuleux génie de la bouteille. Mais pas ce complaisant bonhomme et touche-à-tout qui ne fait qu'obéir et obéir, mais un monstre incontrôlable, tout-puissant et impitoyable qui ne connaît ni pitié ni miséricorde. Et ce ne sera pas fabuleux, mais bien réel.
Mais le pire est que, comme dans une bombe nucléaire, une réaction en chaîne peut commencer dans un collisionneur, libérant de plus en plus de portions d'énergie et détruisant toutes les autres particules élémentaires. En même temps, peu importe en quoi ils consisteront - constructions métalliques tunnels, murs en béton ou formations rocheuses. L'énergie sera libérée partout, déchirant tout ce qui est lié non seulement à notre civilisation, mais à la planète entière. En un instant, il ne peut rester que de pitoyables lambeaux informes de notre douce beauté bleue, volant à travers les grandes et vastes étendues de l'Univers.
Ceci, bien sûr, est un scénario terrible, mais bien réel, et de nombreux Européens le comprennent aujourd'hui très bien et s'opposent activement à des expériences dangereuses et imprévisibles, exigeant la sécurité de la planète et de la civilisation. A chaque fois ces discours sont de plus en plus organisés et accroissent l'inquiétude interne face à la situation actuelle.
Je ne suis pas contre les expériences, car je comprends très bien que le chemin vers de nouvelles connaissances est toujours épineux et difficile. Sans expérimentation, il est presque impossible de le surmonter. Cependant, je suis profondément convaincu que chaque expérience ne devrait être réalisée que si elle est sans danger pour les personnes et le monde environnant. Aujourd'hui, nous n'avons pas une telle sécurité. Non, car il n'y a aucune connaissance sur ces particules avec lesquelles nous expérimentons déjà aujourd'hui.
La situation s'est avérée beaucoup plus alarmante que je ne l'avais imaginé auparavant. Sérieusement inquiète, je plongeai tête baissée dans le monde de la connaissance du micromonde. J'avoue que cela ne m'a pas fait beaucoup de plaisir, car dans les théories développées du micromonde, il était difficile d'établir une relation claire entre les phénomènes naturels et les conclusions sur lesquelles certains scientifiques se sont basés, en utilisant les positions théoriques de la physique quantique, de la mécanique quantique et la théorie des particules élémentaires comme appareil de recherche.
Imaginez mon étonnement lorsque j'ai soudainement découvert que la connaissance du microcosme repose davantage sur des hypothèses qui n'ont pas de justifications logiques claires. Satisfait, modèles mathématiques certaines conventions sous forme de constante de Planck avec une constante dépassant les trente décimales, diverses interdictions et postulats, les théoriciens décrivent cependant de manière suffisamment détaillée et précise UN soit des situations pratiques qui répondent à la question : « Que se passe-t-il si… ? ». Cependant, la question principale : "Pourquoi cela se produit-il ?", malheureusement, est restée sans réponse.
Il m'a semblé que connaître l'Univers illimité et ses galaxies si lointaines, réparties sur une distance fantastiquement vaste, est une affaire beaucoup plus difficile que de trouver le chemin de la connaissance vers ce qui, en fait, "se trouve sous nos pieds". Sur la base de mes études secondaires et supérieures, je croyais sincèrement que notre civilisation ne se posait plus de questions ni sur la structure de l'atome et son noyau, ni sur les particules élémentaires et leur structure, ni sur les forces qui maintiennent l'électron en orbite et maintenir une connexion stable de protons et de neutrons dans le noyau d'un atome.
Jusqu'à présent, je n'avais pas eu à étudier les bases de la physique quantique, mais j'étais confiant et supposais naïvement que cette nouvelle physique est ce qui nous sortira vraiment de l'obscurité de l'incompréhension du micromonde.
Mais, à mon grand regret, je me suis trompé. La physique quantique moderne, la physique du noyau atomique et des particules élémentaires, et en fait toute la physique du microcosme, à mon avis, ne sont pas seulement dans un état déplorable. Ils sont bloqués depuis longtemps dans une impasse intellectuelle, qui ne peut leur permettre de se développer et de s'améliorer, en avançant sur la voie de la cognition de l'atome et des particules élémentaires.
Les chercheurs du microcosme, rigidement limités par la fermeté établie des opinions des grands théoriciens des XIXe et XXe siècles, n'ont pas osé revenir à leurs racines depuis plus de cent ans et reprendre le difficile chemin de la recherche dans les profondeurs de notre monde environnant. Mon regard critique sur la situation actuelle autour de l'étude du micromonde est loin d'être le seul. De nombreux chercheurs et théoriciens progressistes ont exprimé à plusieurs reprises leur point de vue sur les problèmes qui se posent au cours de la compréhension des fondements de la théorie du noyau atomique et des particules élémentaires, de la physique quantique et de la mécanique quantique.
Une analyse de la physique quantique théorique moderne nous permet de tirer une conclusion tout à fait définitive que l'essence de la théorie réside dans la représentation mathématique de certaines valeurs moyennes de particules et d'atomes, sur la base des indicateurs de certaines statistiques mécanistes. L'essentiel dans la théorie n'est pas l'étude des particules élémentaires, leur structure, leurs connexions et interactions dans la manifestation de certains phénomène naturel, mais des modèles mathématiques probabilistes simplifiés basés sur les dépendances obtenues lors des expérimentations.
Malheureusement, ici, ainsi que dans le développement de la théorie de la relativité, les dépendances mathématiques dérivées ont été mises en premier lieu, ce qui a éclipsé la nature des phénomènes, leur interconnexion et leurs causes d'occurrence.
L'étude de la structure des particules élémentaires s'est limitée à l'hypothèse de la présence de trois quarks hypothétiques dans les protons et les neutrons, dont les variétés, au fur et à mesure que cette hypothèse théorique s'est développée, sont passées de deux, puis trois, quatre, six, douze. La science s'est simplement ajustée aux résultats des expériences, obligée d'inventer de nouveaux éléments dont l'existence n'a pas encore été prouvée. Ici, nous pouvons également entendre parler de préons et de gravitons qui n'ont pas encore été trouvés. On peut être sûr que le nombre de particules hypothétiques continuera de croître, à mesure que la science du micromonde s'enfonce de plus en plus dans une impasse.
Le manque de compréhension des processus physiques se produisant à l'intérieur des particules élémentaires et des noyaux d'atomes, le mécanisme d'interaction des systèmes et des éléments du microcosme a amené des éléments hypothétiques - porteurs d'interaction - tels que les bosons de jauge et vecteurs, les gluons, les photons virtuels, au domaine de la science moderne. Ce sont eux qui figuraient en tête de liste des entités responsables des processus d'interaction de certaines particules avec d'autres. Et peu importe que même leurs signes indirects n'aient pas été trouvés. Il est important qu'ils puissent d'une manière ou d'une autre être tenus pour responsables du fait que le noyau d'un atome ne se désagrège pas, que la Lune ne tombe pas sur la Terre, que les électrons tournent toujours sur leur orbite et que le champ magnétique de la planète continue nous protège de l'influence cosmique. .
De tout cela, c'est devenu triste, car plus je me plongeais dans la théorie du microcosme, plus ma compréhension du développement sans issue de la composante la plus importante de la théorie de la structure du monde grandissait. La position de la science actuelle du microcosme n'est pas accidentelle, mais naturelle. Le fait est que les fondations de la physique quantique ont été posées par les lauréats du prix Nobel Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Erwin Schrödinger, Wolfgang Pauli et Paul Dirac à la fin du XIXe et au début du XXe siècle. Les physiciens de l'époque ne disposaient que des résultats de quelques premières expériences visant à étudier les atomes et les particules élémentaires. Cependant, il faut admettre que ces études ont également été menées sur des équipements imparfaits correspondant à cette époque, et la base de données expérimentale commençait à peine à se remplir.
Il n'est donc pas surprenant que la physique classique n'ait pas toujours pu répondre aux nombreuses questions qui se posaient au cours de l'étude du micromonde. Par conséquent, au début du XXe siècle, dans le monde scientifique, ils ont commencé à parler de la crise de la physique et de la nécessité de changements révolutionnaires dans le système de recherche sur le micromonde. Cette disposition a définitivement poussé les scientifiques théoriciens progressistes à rechercher de nouvelles voies et de nouvelles méthodes de cognition du micro-monde.
Le problème, nous devons rendre hommage, ne résidait pas dans les dispositions obsolètes de la physique classique, mais dans une base technique sous-développée, qui à l'époque, ce qui est tout à fait compréhensible, ne pouvait pas fournir les résultats de recherche nécessaires et alimenter des développements théoriques plus approfondis. Le vide devait être comblé. Et il était rempli. Une nouvelle théorie - la physique quantique, basée principalement sur des concepts mathématiques probabilistes. Il n'y avait rien de mal à cela, sauf que, ce faisant, ils oubliaient la philosophie et rompaient avec le monde réel.
Les idées classiques sur l'atome, l'électron, le proton, le neutron, etc. ont été remplacés par leurs modèles probabilistes, qui correspondaient à un certain niveau de développement de la science et permettaient même de résoudre des problèmes d'ingénierie appliquée très complexes. Le manque de base technique nécessaire et quelques succès dans la représentation théorique et expérimentale des éléments et systèmes du microcosme ont créé les conditions d'un certain refroidissement du monde scientifique vers une étude approfondie de la structure des particules élémentaires, des atomes et de leurs noyaux. . D'autant plus que la crise de la physique du microcosme semblait s'être éteinte, une révolution s'était opérée. La communauté scientifique s'est lancée avec enthousiasme dans l'étude de la physique quantique, sans se soucier de comprendre les bases des particules élémentaires et fondamentales.
Naturellement, une telle situation dans la science moderne du micro-monde ne pouvait que m'exciter, et j'ai immédiatement commencé à me préparer pour une nouvelle expédition, pour un nouveau voyage. Voyage dans le microcosme. Nous avons déjà fait un parcours similaire. C'était le premier voyage dans le monde des galaxies, des étoiles et des quasars, dans le monde de la matière noire et de l'énergie noire, dans le monde où vie pleine notre univers. Dans son rapport « Souffle de l'Univers. Voyagez d'abord» Nous avons essayé de comprendre la structure de l'Univers et les processus qui s'y déroulent.
Réaliser que le deuxième voyage ne sera pas non plus facile et nécessitera des milliards de milliards de fois pour réduire l'échelle de l'espace dans lequel vous devez étudier le monde, j'ai commencé à me préparer à pénétrer non seulement dans la structure d'un atome ou d'une molécule, mais aussi dans les profondeurs de l'électron et du proton, du neutron et du photon, et dans des volumes des millions de fois plus petits que les volumes de ces particules. Cela nécessitait une formation spéciale, de nouvelles connaissances et un équipement de pointe.
Le voyage à venir supposait un départ dès le début de la création de notre monde, et c'était ce début qui était le plus dangereux et avec le résultat le plus imprévisible. Mais cela dépendait de notre expédition si nous trouverions un moyen de sortir de la situation actuelle dans la science du micromonde ou si nous resterions en équilibre sur le pont de corde branlant du monde moderne. Pouvoir nucléaire, chaque seconde exposant la vie et l'existence de la civilisation sur la planète à un danger mortel.
Le fait est que pour connaître les premiers résultats de nos recherches, il fallait se rendre dans le trou noir de l'Univers et, négligeant le sens de l'auto-préservation, se précipiter dans l'enfer flamboyant du tunnel universel. Seulement là, dans des conditions de températures ultra-élevées et de pression fantastique, se déplaçant avec précaution dans les flux de particules matérielles en rotation rapide, nous avons pu voir comment se produit l'annihilation des particules et des antiparticules et comment le grand et puissant ancêtre de toutes choses - Ether, renaît, pour comprendre tous les processus en cours, y compris la formation des particules, des atomes et des molécules.
Croyez-moi, il n'y a pas tellement de casse-cou sur Terre qui peuvent décider de cela. De plus, le résultat n'est garanti par personne et personne n'est prêt à assumer la responsabilité de la réussite de ce voyage. Au cours de l'existence de la civilisation, personne n'a même visité le trou noir de la galaxie, mais ici - UNIVERS! Tout ici est grandiose, grandiose et cosmique. Il n'y a pas de blagues ici. Ici, en un instant, ils peuvent tourner corps humain dans un caillot d'énergie microscopique rougeoyant ou le disperser à travers les étendues froides sans fin de l'espace sans le droit de restaurer et de réunir. C'est l'Univers ! Immense et majestueux, froid et brûlant, illimité et mystérieux…
Par conséquent, invitant tout le monde à se joindre à notre expédition, je dois vous avertir que si quelqu'un a des doutes, il n'est pas trop tard pour refuser. Toute raison est acceptée. Nous sommes pleinement conscients de l'ampleur du danger, mais nous sommes prêts à l'affronter courageusement à tout prix ! Nous nous préparons à plonger dans les profondeurs de l'Univers.
Il est clair que pour se protéger et rester en vie, plonger dans un tunnel universel chaud rempli d'explosions puissantes et de réactions nucléaires, est loin d'être une tâche facile, et notre équipement doit correspondre aux conditions dans lesquelles nous aurons à travailler. Par conséquent, il est impératif de préparer le meilleur équipement et de bien réfléchir à l'équipement de tous les participants à cette expédition dangereuse.
Tout d'abord, lors du deuxième voyage, nous prendrons ce qui nous a permis de surmonter un chemin très difficile à travers les étendues de l'Univers lorsque nous travaillions sur un rapport sur notre expédition. « Souffle de l'Univers. Voyage d'abord. Bien sûr, cela lois du monde. Sans leur candidature, notre premier voyage aurait difficilement pu se terminer avec succès. Ce sont les lois qui ont permis de trouver le bon chemin parmi les amas de phénomènes incompréhensibles et les conclusions douteuses des chercheurs dans leur explication.
Si tu te souviens, loi de l'équilibre des contraires, prédéterminer que dans le monde toute manifestation de la réalité, tout système a sa propre essence opposée et est ou s'efforce d'être en équilibre avec elle, nous a permis de comprendre et d'accepter la présence dans le monde qui nous entoure, en plus de l'énergie ordinaire, aussi énergie noire, ainsi qu'en plus de la matière ordinaire - matière noire. La loi de l'équilibre des contraires a permis de supposer que le monde se compose non seulement d'éther, mais aussi que l'éther se compose de ses deux types - positif et négatif.
La loi de l'interconnexion universelle, impliquant une connexion stable et répétitive entre tous les objets, processus et systèmes de l'Univers, quelle que soit leur échelle, et loi de la hiérarchie, ordonnant les niveaux de tout système de l'Univers du plus bas au plus haut, a permis de construire une "échelle d'êtres" logique de l'éther, des particules, des atomes, des substances, des étoiles et des galaxies à l'Univers. Et, ensuite, trouvez des moyens de transformer un nombre incroyablement élevé de galaxies, d'étoiles, de planètes et d'autres objets matériels, d'abord en particules, puis en flux d'éther chaud.
Nous avons trouvé la confirmation de ces points de vue dans l'action. loi de développement, qui détermine le mouvement évolutif dans toutes les sphères du monde qui nous entoure. A travers l'analyse de l'action de ces lois, nous sommes arrivés à une description de la forme et à la compréhension de la structure de l'Univers, nous avons appris l'évolution des galaxies, nous avons vu les mécanismes de formation des particules et des atomes, des étoiles et des planètes. Il est devenu tout à fait clair pour nous comment le grand est formé à partir du petit, et le petit est formé à partir du grand.
Seulement comprendre loi de continuité du mouvement, qui interprète la nécessité objective du processus de mouvement constant dans l'espace pour tous les objets et systèmes sans exception, nous a permis de prendre conscience de la rotation du noyau de l'Univers et des galaxies autour du tunnel universel.
Les lois de la structure du monde étaient une sorte de carte de notre voyage, qui nous aidait à avancer le long de la route et à surmonter ses sections les plus difficiles et les obstacles rencontrés sur le chemin de la compréhension du monde. Par conséquent, les lois de la structure du monde seront également l'attribut le plus important de notre équipement lors de ce voyage dans les profondeurs de l'Univers.
La deuxième condition importante pour le succès de la pénétration dans les profondeurs de l'Univers, bien sûr, sera Résultats expérimentaux scientifiques, qu'ils détenaient depuis plus de cent ans, et l'ensemble stock de connaissances et d'informations sur les phénomènes micromonde accumulée par la science moderne. Lors du premier voyage, nous étions convaincus que de nombreux phénomènes naturels peuvent être interprétés de différentes manières et tirer des conclusions complètement opposées.
Les conclusions erronées, étayées par des formules mathématiques lourdes, conduisent en règle générale la science dans une impasse et ne fournissent pas développement nécessaire. Ils jettent les bases d'autres pensées erronées, qui, à leur tour, forment les dispositions théoriques des théories erronées développées. Il ne s'agit pas de formules. Les formules peuvent être absolument correctes. Mais les décisions des chercheurs sur comment et sur quelle voie avancer peuvent ne pas être tout à fait correctes.
La situation peut être comparée à la volonté de se rendre de Paris à l'aéroport Charles de Gaulle par deux routes. Le premier est le plus court, qui ne peut pas durer plus d'une demi-heure en utilisant uniquement une voiture, et le second est exactement l'inverse, tour du monde en voiture, bateau, engins spéciaux, bateaux, traîneaux à chiens à travers la France, l'Atlantique, Amérique du Sud, l'Antarctique, l'Océan Pacifique, l'Arctique et enfin par le nord-est de la France directement jusqu'à l'aéroport. Les deux routes nous mèneront d'un point au même endroit. Mais pour combien de temps et avec quel effort ? Oui, et être précis et arriver à destination au cours d'un voyage long et difficile est très problématique. Par conséquent, non seulement le processus de mouvement est important, mais aussi le choix du bon chemin.
Dans notre voyage, tout comme dans la première expédition, nous essaierons de porter un regard un peu différent sur les conclusions sur le microcosme qui ont déjà été faites et acceptées par l'ensemble du monde scientifique. Tout d'abord, par rapport aux connaissances acquises grâce à l'étude des particules élémentaires, des réactions nucléaires et des interactions existantes. Il est tout à fait possible qu'à la suite de notre immersion dans les profondeurs de l'Univers, l'électron apparaisse devant nous non pas comme une particule sans structure, mais comme un objet plus complexe du microcosme, et le noyau atomique révélera sa structure diverse, vivre sa vie insolite et active.
N'oublions pas de prendre la logique avec nous. Cela nous a permis de trouver notre chemin à travers les endroits les plus difficiles de notre dernier voyage. Logiquesétait une sorte de boussole, indiquant la direction du bon chemin lors d'un voyage à travers les étendues de l'univers. Il est clair que même maintenant nous ne pouvons pas nous en passer.
Cependant, une seule logique ne suffira évidemment pas. Dans cette expédition, on ne peut pas se passer d'intuition. Intuition nous permettra de trouver ce que nous ne pouvons même pas encore deviner, et là où personne n'a rien cherché avant nous. C'est l'intuition qui est notre merveilleuse assistante, dont nous écouterons attentivement la voix. L'intuition nous fera bouger, indépendamment de la pluie et du froid, de la neige et du gel, sans espoir ferme et sans informations claires, mais c'est elle qui nous permettra d'atteindre notre objectif malgré toutes les règles et directives auxquelles toute l'humanité s'est habituée. du banc de l'école.
Enfin, nous ne pouvons aller nulle part sans notre imagination débridée. Imagination- c'est l'outil de connaissance dont nous avons besoin, qui nous permettra de voir sans les microscopes les plus modernes ce qui est beaucoup plus petit que les plus petites particules déjà découvertes ou seulement supposées par les chercheurs. L'imagination nous montrera tous les processus qui se déroulent dans un trou noir et dans un tunnel universel, fournira des mécanismes d'émergence de forces gravitationnelles lors de la formation de particules et d'atomes, nous guidera à travers les galeries du noyau de l'atome et permettra de faire un vol fascinant sur un électron léger tournant autour d'une société solide mais maladroite de protons et de neutrons dans le noyau atomique.
Malheureusement, lors de ce voyage dans les profondeurs de l'Univers, nous ne pourrons rien emporter d'autre - il y a très peu de place et nous devons nous limiter même aux choses les plus nécessaires. Mais cela ne peut pas nous arrêter ! Nous comprenons le but! Les profondeurs de l'univers nous attendent !
La plus petite particule de sucre est une molécule de sucre. Leur structure est telle que le sucre a un goût sucré. Et la structure des molécules d'eau est telle que l'eau pure ne semble pas douce.
4. Les molécules sont constituées d'atomes
Et la molécule d'hydrogène est la plus petite particule de substance hydrogène. Les plus petites particules d'atomes sont des particules élémentaires : électrons, protons et neutrons.
Toute la matière connue sur Terre et au-delà est composée de éléments chimiques. Le nombre total d'éléments naturels est de 94. À température normale, 2 d'entre eux sont à l'état liquide, 11 sont à l'état gazeux et 81 (dont 72 métaux) sont à l'état solide. Le soi-disant "quatrième état de la matière" est le plasma, un état dans lequel les électrons chargés négativement et les ions chargés positivement sont en mouvement constant. La limite de broyage est l'hélium solide qui, comme il a été établi en 1964, devrait être une poudre monoatomique. La TCDD, ou 2, 3, 7, 8-tétrachlorodibenzo-p-dioxine, découverte en 1872, est mortelle à une concentration de 3,1 10–9 mol/kg, soit 150 000 fois plus forte qu'une dose similaire de cyanure.
La matière est composée de particules individuelles. Les molécules de différentes substances sont différentes. 2 atomes d'oxygène. Ce sont des molécules de polymère.
A propos du complexe : le mystère de la plus petite particule de l'univers, ou comment attraper un neutrino
Le modèle standard de la physique des particules élémentaires est une théorie qui décrit les propriétés et les interactions des particules élémentaires. Tous les quarks ont également une charge électrique qui est un multiple de 1/3 de la charge élémentaire. Leurs antiparticules sont des antileptons (l'antiparticule de l'électron est appelée positon pour des raisons historiques). Les hypérons, tels que les particules Λ-, Σ-, Ξ- et Ω, contiennent un ou plusieurs quarks s, se désintègrent rapidement et sont plus lourds que les nucléons. Les molécules sont les plus petites particules d'une substance qui conservent encore leurs propriétés chimiques.
Quel avantage financier ou autre peut être tiré de cette particule ? Les physiciens haussent les épaules. Et ils ne le savent vraiment pas. Autrefois l'étude des diodes semi-conductrices appartenait à la physique purement fondamentale, sans aucune application pratique.
Le boson de Higgs est une particule si importante pour la science qu'elle a été surnommée la "particule de Dieu". C'est elle, comme le pensent les scientifiques, qui donne de la masse à toutes les autres particules. Ces particules commencent à se décomposer dès leur naissance. La création d'une particule nécessite une énorme quantité d'énergie, comme celle produite par le Big Bang. Quant à la taille et au poids plus importants des superpartenaires, les scientifiques pensent que la symétrie a été brisée dans un secteur caché de l'univers qui ne peut être ni vu ni trouvé. Par exemple, la lumière est composée de particules de masse nulle appelées photons qui transportent une force électromagnétique. De même, les gravitons sont les particules théoriques qui portent la force de gravité. Les scientifiques essaient toujours de trouver des gravitons, mais c'est très difficile à faire, car ces particules interagissent très faiblement avec la matière.