Hạt nhỏ nhất trong vật lý. Về sự phức tạp: bí ẩn về hạt nhỏ nhất trong Vũ trụ, hay cách bắt được neutrino

Sự thật đáng kinh ngạc

Mọi người có xu hướng chú ý đến những đồ vật lớn thu hút sự chú ý của chúng ta ngay lập tức.

Ngược lại, những điều nhỏ nhặt có thể không được chú ý, mặc dù điều này không làm chúng kém quan trọng hơn chút nào.

Một số chúng ta có thể nhìn thấy bằng mắt thường, một số khác chỉ với sự trợ giúp của kính hiển vi và có những thứ chỉ có thể tưởng tượng được về mặt lý thuyết.

Đây là bộ sưu tập những thứ nhỏ nhất trên thế giới, từ đồ chơi nhỏ, động vật thu nhỏ và con người cho đến một hạt hạ nguyên tử giả định.

Khẩu súng nhỏ nhất thế giới

Khẩu súng lục ổ quay nhỏ nhất thế giới Thụy SĩMiniSúng trông không còn nữa chìa khóa cửa. Tuy nhiên, vẻ ngoài có thể đánh lừa, và khẩu súng lục chỉ dài 5,5 cm và nặng chỉ dưới 20 gram có thể bắn với tốc độ 122 m mỗi giây. Điều này là đủ để giết ở cự ly gần.

Vận động viên thể hình nhỏ nhất thế giới

Theo sách kỷ lục Guinness Nhà phát triển Aditya "Romeo"(Aditya “Romeo” Dev) đến từ Ấn Độ là vận động viên thể hình nhỏ nhất thế giới. Với chiều cao chỉ 84 cm và nặng 9 kg, anh có thể nâng được quả tạ nặng 1,5 kg và dành nhiều thời gian để cải thiện hình thể. Thật không may, ông qua đời vào tháng 9 năm 2012 do chứng phình động mạch não bị vỡ.

Thằn lằn nhỏ nhất thế giới

Người cầu Kharaguan ( Sphaerodactylus ariasae) là loài bò sát nhỏ nhất trên thế giới. Chiều dài của nó chỉ 16-18 mm và trọng lượng là 0,2 gram. Nó sống ở Công viên Quốc gia Jaragua ở Cộng hòa Dominica.

Chiếc xe nhỏ nhất thế giới

Với trọng lượng 59 kg, Peel 50 là chiếc xe sản xuất nhỏ nhất thế giới. Khoảng 50 chiếc xe loại này đã được sản xuất vào đầu những năm 1960 và hiện nay chỉ còn lại một số mẫu xe còn sót lại. Xe có hai bánh trước và một bánh sau, đạt tốc độ 16 km/h.

Con ngựa nhỏ nhất thế giới

Con ngựa nhỏ nhất thế giới có tên Einstein sinh năm 2010 tại Barnstead, New Hampshire, Vương quốc Anh. Khi sinh ra, cô nặng chưa bằng một đứa trẻ sơ sinh (2,7 kg). Chiều cao của cô là 35 cm, Einstein không mắc bệnh lùn mà thuộc giống ngựa Pinto.

Quốc gia nhỏ nhất thế giới

Vatican là quốc gia nhỏ nhất trên thế giới. Đây là một tiểu bang nhỏ với diện tích chỉ 0,44 mét vuông. km và dân số 836 người không phải là thường trú nhân. Đất nước nhỏ bé bao quanh Vương cung thánh đường Thánh Phêrô, trung tâm tinh thần của người Công giáo La Mã. Bản thân Vatican được bao quanh bởi Rome và Ý.

Ngôi trường nhỏ nhất thế giới

Trường Kalou ở Iran được UNESCO công nhận là ngôi trường nhỏ nhất thế giới. Ngôi làng nơi trường tọa lạc chỉ có 7 gia đình sinh sống, có 4 người con: 2 trai và 2 gái đang theo học tại trường.

Ấm trà nhỏ nhất thế giới

Ấm trà nhỏ nhất thế giới do nghệ nhân gốm sứ nổi tiếng tạo ra Ngô Thụy Thâm(Wu Ruishen) và nó chỉ nặng 1,4 gam.

Điện thoại di động nhỏ nhất thế giới

Điện thoại Modu được coi là nhỏ nhất điện thoại di động trên thế giới theo sách kỷ lục Guinness. Với độ dày 76 mm, nó chỉ nặng 39 gram. Kích thước của nó là 72 mm x 37 mm x 7,8 mm. Mặc dù có kích thước nhỏ bé nhưng bạn vẫn có thể thực hiện cuộc gọi, gửi tin nhắn SMS, phát MP3 và chụp ảnh.

Nhà tù nhỏ nhất thế giới

Nhà tù Sark ở Quần đảo Channel được xây dựng vào năm 1856 và có một phòng giam dành cho hai tù nhân.

Con khỉ nhỏ nhất thế giới

Khỉ đuôi sóc lùn sống ở rừng mưa nhiệt đới Nam Mỹ, được coi là loài khỉ nhỏ nhất thế giới. Một con khỉ trưởng thành nặng 110-140 gam và dài tới 15 cm, mặc dù có răng và móng vuốt khá sắc nhưng chúng tương đối ngoan ngoãn và được ưa chuộng như thú cưng kỳ lạ.

Bưu điện nhỏ nhất thế giới

Dịch vụ bưu chính nhỏ nhất, WSPS (Dịch vụ bưu chính nhỏ nhất thế giới) ở San Francisco, Hoa Kỳ, dịch các bức thư của bạn thành dạng thu nhỏ, vì vậy người nhận sẽ phải đọc nó bằng kính lúp.

Con ếch nhỏ nhất thế giới

loài ếch Paedophryne amauensis với chiều dài 7,7 mm, nó chỉ được tìm thấy ở Papua New Guinea và là loài ếch nhỏ nhất và động vật có xương sống nhỏ nhất trên thế giới.

Ngôi nhà nhỏ nhất thế giới

Hầu hết ngôi nhà nhỏ trong thế giới của một công ty Mỹ Tumbleweed của kiến ​​trúc sư Jay Shafer nhỏ hơn nhà vệ sinh của một số người. Mặc dù ngôi nhà này chỉ có 9 mét vuông. mét trông nhỏ bé nhưng chứa được mọi thứ bạn cần: nơi làm việc, phòng ngủ, phòng tắm có vòi sen và nhà vệ sinh.

Con chó nhỏ nhất thế giới

Xét về chiều cao, chú chó nhỏ nhất thế giới theo sách kỷ lục Guinness là chó Boo Boo– Chihuahua cao 10,16 cm và nặng 900 gram. Cô sống ở Kentucky, Mỹ.

Ngoài ra, nó còn tự nhận là con chó nhỏ nhất trên thế giới. Maisie- một chú chó sục đến từ Ba Lan có chiều cao chỉ 7 cm và chiều dài 12 cm.

Công viên nhỏ nhất thế giới

Công viên Mill Ends Tại thành phố Portland, Oregon, Mỹ - đây là công viên nhỏ nhất thế giới với đường kính chỉ 60 cm, trong một vòng tròn nhỏ nằm ở ngã tư đường có hồ bơi bướm, vòng đu quay nhỏ và những bức tượng thu nhỏ.

Loài cá nhỏ nhất thế giới

Loài cá Paedocypris progenica thuộc họ cá chép, được tìm thấy trong các mỏ than bùn, chỉ dài tới 7,9 mm.

Người đàn ông nhỏ nhất thế giới

cụ ông 72 tuổi người Nepal Chandra Bahadur Dangi(Chandra Bahadur Dangi) với chiều cao 54,6 cm được công nhận là người và người đàn ông thấp nhất thế giới.

Người phụ nữ nhỏ nhất thế giới

Người phụ nữ lùn nhất thế giới là Yoti Amge(Jyoti Amge) đến từ Ấn Độ. Vào sinh nhật thứ 18 của mình, cô gái có chiều cao 62,8 cm đã trở thành người phụ nữ nhỏ nhất thế giới.

đồn cảnh sát nhỏ nhất

Bốt điện thoại nhỏ này ở Carabella, Florida, Mỹ được coi là đồn cảnh sát làm việc nhỏ nhất.

Em bé nhỏ nhất thế giới

Trong năm 2004 Rumaisa Rahman(Rumaisa Rahman) trở thành đứa trẻ sơ sinh nhỏ nhất. Cô bé chào đời ở tuần thứ 25, chỉ nặng 244 gam và cao 24 cm. Người chị song sinh Hiba của cô nặng gần gấp đôi - 566 gam và cao 30 cm. Mẹ của họ bị tiền sản giật nặng, có thể dẫn đến sinh con. đến những đứa trẻ nhỏ hơn.

Những tác phẩm điêu khắc nhỏ nhất thế giới

nhà điêu khắc người Anh Ullard Wigan(Willard Wigan), người mắc chứng khó đọc, không xuất sắc trong học tập và tìm thấy niềm an ủi khi tạo ra những tác phẩm nghệ thuật thu nhỏ mà mắt thường không thể nhìn thấy được. Các tác phẩm điêu khắc của ông được đặt trong lỗ kim, đạt kích thước 0,05 mm. Những tác phẩm gần đây của ông, được mệnh danh là “kỳ quan thứ tám của thế giới”, không vượt quá kích thước của một tế bào máu người.

Chú gấu bông nhỏ nhất thế giới

Gấu Pooh nhỏ được tạo ra bởi một nhà điêu khắc người Đức Bettina Kaminski(Bettina Kaminski) đã trở thành chú gấu bông được khâu bằng tay nhỏ nhất với đôi chân có thể cử động được chỉ 5 mm.

Vi khuẩn nhỏ nhất

Virus nhỏ nhất

Mặc dù vẫn còn nhiều tranh cãi giữa các nhà khoa học về cái gì được coi là “sống” và cái gì không, nhưng hầu hết các nhà sinh học không phân loại virus là sinh vật sống vì chúng không thể sinh sản và không có khả năng trao đổi bên ngoài tế bào. Tuy nhiên, virus có thể nhỏ hơn bất kỳ sinh vật sống nào, kể cả vi khuẩn. Virus DNA chuỗi đơn nhỏ nhất là cirocovirus ở lợn ( Bệnh Circovirus ở lợn). Đường kính vỏ của nó chỉ 17 nanomet.

Những vật nhỏ nhất có thể nhìn thấy bằng mắt thường

Vật nhỏ nhất có thể nhìn thấy bằng mắt thường có kích thước 1 mm. Điều này có nghĩa là khi điều kiện cần thiết bạn sẽ có thể nhìn thấy một con amip thông thường, một con trùng lông mao và thậm chí cả một quả trứng người.

Hạt nhỏ nhất trong vũ trụ

Trong thế kỷ qua, khoa học đã có những bước tiến lớn trong việc tìm hiểu sự rộng lớn của Vũ trụ và các khía cạnh vi mô của nó. vật liệu xây dựng. Tuy nhiên, khi nói đến hạt nhỏ nhất có thể quan sát được trong Vũ trụ, sẽ nảy sinh một số khó khăn.

Có một thời, hạt nhỏ nhất được coi là nguyên tử. Sau đó các nhà khoa học phát hiện ra proton, neutron và electron. Bây giờ chúng ta biết rằng bằng cách đập các hạt lại với nhau (như trong Máy Va chạm Hadron Lớn), chúng có thể bị phân hủy thành nhiều hạt hơn nữa, chẳng hạn như quark, lepton và thậm chí cả phản vật chất. Vấn đề chỉ là xác định cái nào ít hơn.

Nhưng ở cấp độ lượng tử, kích thước trở nên không phù hợp, vì các định luật vật lý mà chúng ta quen thuộc không áp dụng được. Vì vậy một số hạt không có khối lượng, một số có khối lượng âm. Giải pháp cho câu hỏi này cũng giống như chia cho 0, nghĩa là không thể.

Vật thể giả thuyết nhỏ nhất trong vũ trụ

Xem xét những gì đã nói ở trên rằng khái niệm kích thước không thể áp dụng được ở cấp độ lượng tử, chúng ta có thể chuyển sang lý thuyết dây nổi tiếng trong vật lý.

Mặc dù đây là một lý thuyết gây nhiều tranh cãi nhưng nó cho thấy các hạt hạ nguyên tử được cấu tạo từ dây rung, tương tác để tạo ra những thứ như khối lượng và năng lượng. Và mặc dù những dây như vậy không có thông số vật lý, nhưng xu hướng biện minh cho mọi thứ của con người khiến chúng ta đi đến kết luận rằng đây là những vật thể nhỏ nhất trong Vũ trụ.

Câu trả lời cho câu hỏi đang diễn ra: hạt nhỏ nhất trong Vũ trụ tiến hóa cùng với loài người là gì.

Mọi người từng nghĩ rằng những hạt cát là nền tảng tạo nên những gì chúng ta thấy xung quanh mình. Nguyên tử sau đó được phát hiện và được cho là không thể phân chia cho đến khi nó bị tách ra để lộ ra các proton, neutron và electron bên trong. Chúng cũng không phải là những hạt nhỏ nhất trong Vũ trụ, vì các nhà khoa học phát hiện ra rằng proton và neutron mỗi hạt gồm ba quark.

Cho đến nay, các nhà khoa học vẫn chưa thể thấy bất kỳ bằng chứng nào cho thấy có thứ gì đó bên trong các quark và rằng lớp vật chất cơ bản nhất hoặc hạt nhỏ nhất trong Vũ trụ đã được chạm tới.

Và ngay cả khi các quark và electron là không thể phân chia được, các nhà khoa học cũng không biết liệu chúng có phải là những phần vật chất nhỏ nhất đang tồn tại hay không hay Vũ trụ có chứa những vật thể thậm chí còn nhỏ hơn hay không.

Những hạt nhỏ nhất trong vũ trụ

Chúng có nhiều mùi vị và kích cỡ khác nhau, một số có những kết nối đáng kinh ngạc, một số khác về cơ bản làm bay hơi lẫn nhau, nhiều trong số chúng có những cái tên tuyệt vời: quark được tạo thành từ baryon và meson, neutron và proton, nucleon, hyperon, meson, baryon, nucleon, photon, v.v. .d.

Boson Higgs là một hạt quan trọng đối với khoa học đến mức nó được gọi là “hạt của Chúa”. Người ta tin rằng nó quyết định khối lượng của tất cả những người khác. Nguyên tố này lần đầu tiên được đưa ra giả thuyết vào năm 1964 khi các nhà khoa học thắc mắc tại sao một số hạt lại nặng hơn những hạt khác.

Boson Higgs được liên kết với cái gọi là trường Higgs, được cho là lấp đầy Vũ trụ. Hai nguyên tố (lượng tử trường Higgs và boson Higgs) chịu trách nhiệm cung cấp khối lượng cho những nguyên tố khác. Được đặt theo tên của nhà khoa học người Scotland Peter Higgs. Với sự trợ giúp của ngày 14 tháng 3 năm 2013, sự xác nhận về sự tồn tại của Higgs Boson đã chính thức được công bố.

Nhiều nhà khoa học cho rằng cơ chế Higgs đã giải được mảnh ghép còn thiếu để hoàn thiện “mô hình chuẩn” hiện có của vật lý học, mô tả các hạt đã biết.

Boson Higgs về cơ bản xác định khối lượng của mọi thứ tồn tại trong Vũ trụ.

quark

Quark (được dịch là điên rồ) khu nhà proton và neutron. Họ không bao giờ đơn độc, chỉ tồn tại theo nhóm. Rõ ràng, lực liên kết các quark với nhau tăng theo khoảng cách, do đó bạn càng đi xa thì càng khó tách chúng ra. Vì vậy, quark tự do không bao giờ tồn tại trong tự nhiên.

Quark là hạt cơ bản không có cấu trúc, nhọn kích thước khoảng 10−16 cm.

Ví dụ, proton và neutron được tạo thành từ ba quark, trong đó proton chứa hai quark giống hệt nhau, trong khi neutron có hai quark khác nhau.

Siêu đối xứng

Người ta biết rằng “các khối xây dựng” cơ bản của vật chất, fermion, là quark và lepton, và những hạt bảo vệ lực, boson, là photon và gluon. Lý thuyết siêu đối xứng cho rằng fermion và boson có thể biến đổi lẫn nhau.

Lý thuyết dự đoán cho rằng với mỗi hạt chúng ta biết, có một hạt liên quan mà chúng ta chưa khám phá ra. Ví dụ, đối với một electron, nó là một selectron, một quark là một bình phương, một photon là một photono, và một higgs là một higgsino.

Tại sao bây giờ chúng ta không quan sát được sự siêu đối xứng này trong Vũ trụ? Các nhà khoa học tin rằng chúng nặng hơn nhiều so với những người anh em họ thông thường của mình và càng nặng thì tuổi thọ của chúng càng ngắn. Trên thực tế, chúng bắt đầu sụp đổ ngay khi vừa xuất hiện. Việc tạo ra siêu đối xứng đòi hỏi một lượng năng lượng khá lớn, năng lượng này chỉ tồn tại không lâu sau vụ nổ lớn và có thể được tạo ra trong các máy gia tốc lớn như Máy Va chạm Hadron Lớn.

Về lý do tại sao sự đối xứng lại xuất hiện, các nhà vật lý đưa ra giả thuyết rằng sự đối xứng có thể đã bị phá vỡ ở một khu vực ẩn nào đó của Vũ trụ mà chúng ta không thể nhìn thấy hay chạm vào mà chỉ có thể cảm nhận được bằng lực hấp dẫn.

neutrino

Neutrino là các hạt hạ nguyên tử nhẹ phát ra tiếng còi ở khắp mọi nơi với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng. Trên thực tế, hàng nghìn tỷ neutrino đang chảy qua cơ thể bạn bất cứ lúc nào, mặc dù chúng hiếm khi tương tác với vật chất bình thường.

Một số đến từ mặt trời, trong khi một số khác đến từ các tia vũ trụ tương tác với bầu khí quyển Trái đất và các nguồn thiên văn như các ngôi sao phát nổ trong Dải Ngân hà và các thiên hà xa xôi khác.

Phản vật chất

Tất cả các hạt bình thường được cho là có phản vật chất với cùng khối lượng nhưng điện tích trái dấu. Khi vật chất gặp nhau, chúng tiêu diệt lẫn nhau. Ví dụ, hạt phản vật chất của proton là phản proton, trong khi phản vật chất của electron được gọi là positron. Phản vật chất là một trong những chất đắt nhất trên thế giới mà con người có thể xác định được.

graviton

Trong lĩnh vực cơ học lượng tử, mọi lực cơ bản đều được truyền bởi các hạt. Ví dụ, ánh sáng được tạo thành từ các hạt không có khối lượng gọi là photon, mang lực điện từ. Tương tự như vậy, graviton là một hạt lý thuyết mang lực hấp dẫn. Các nhà khoa học vẫn chưa phát hiện ra graviton, loại hạt rất khó tìm vì chúng tương tác rất yếu với vật chất.

Chủ đề năng lượng

Trong các thí nghiệm, các hạt nhỏ như quark và electron hoạt động như những điểm vật chất đơn lẻ không có sự phân bố trong không gian. Nhưng các vật thể điểm làm phức tạp các định luật vật lý. Vì không thể tiếp cận gần một điểm vô cùng, vì các lực tác dụng có thể trở nên lớn vô cùng.

Một ý tưởng gọi là lý thuyết siêu dây có thể giải quyết được vấn đề này. Lý thuyết này phát biểu rằng tất cả các hạt, thay vì có dạng chất điểm, thực chất là những sợi năng lượng nhỏ. Đó là, tất cả các vật thể trong thế giới của chúng ta đều bao gồm các sợi rung và màng năng lượng. Không có gì có thể gần sợi chỉ vô hạn, bởi vì phần này sẽ luôn gần phần kia hơn một chút. Lỗ hổng này dường như giải quyết được một số vấn đề về vô cực, khiến ý tưởng này trở nên hấp dẫn đối với các nhà vật lý. Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn chưa có bằng chứng thực nghiệm nào cho thấy lý thuyết dây là đúng.

Một cách khác để giải bài toán điểm là nói rằng bản thân không gian không liên tục và trơn tru mà thực sự được tạo thành từ các pixel hoặc hạt rời rạc, đôi khi được gọi là cấu trúc không-thời gian. Trong trường hợp này, hai hạt sẽ không thể đến gần nhau vô thời hạn vì chúng phải luôn cách xa nhau. kích cỡ nhỏ nhất hạt không gian.

Điểm lỗ đen

Một ứng cử viên khác cho danh hiệu hạt nhỏ nhất trong Vũ trụ là điểm kỳ dị (một điểm) ở trung tâm của lỗ đen. Lỗ đen hình thành khi vật chất ngưng tụ đủ không gian hẹp, bị trọng lực hút lấy, khiến vật chất bị kéo vào trong, cuối cùng ngưng tụ thành một điểm có mật độ vô hạn. Ít nhất là theo các định luật vật lý hiện hành.

Nhưng hầu hết các chuyên gia không nghĩ rằng lỗ đen thực sự dày đặc vô hạn. Họ tin rằng sự vô cực này là kết quả của sự xung đột nội tại giữa hai lý thuyết hiện nay - thuyết tương đối rộng và cơ học lượng tử. Họ cho rằng khi lý thuyết hấp dẫn lượng tử có thể được hình thành thì bản chất thực sự của lỗ đen sẽ được tiết lộ.

chiều dài số Planck

Các luồng năng lượng và thậm chí cả hạt nhỏ nhất trong Vũ trụ có thể có kích thước bằng một “chiều dài planck”.

Chiều dài của thanh là 1,6 x 10 -35 mét (số 16 đứng trước 34 số 0 và dấu thập phân) - một thang đo nhỏ đến khó hiểu, gắn liền với nhiều khía cạnh khác nhau vật lý.

Độ dài Planck là một “đơn vị tự nhiên” của độ dài được đề xuất bởi nhà vật lý người Đức Max Planck.

Độ dài của Planck quá ngắn để bất kỳ dụng cụ nào có thể đo được, nhưng ngoài mức này, nó được cho là đại diện cho giới hạn lý thuyết của độ dài ngắn nhất có thể đo được. Theo nguyên lý bất định, không có dụng cụ nào có thể đo được ít hơn, bởi vì trong phạm vi này, vũ trụ mang tính xác suất và không chắc chắn.

Thang đo này cũng được coi là đường phân chia giữa thuyết tương đối rộng và cơ học lượng tử.

Độ dài Planck tương ứng với khoảng cách mà trường hấp dẫn mạnh đến mức nó có thể bắt đầu tạo ra các lỗ đen từ năng lượng của trường.

Rõ ràng hiện nay, hạt nhỏ nhất trong Vũ trụ có kích thước xấp xỉ một tấm ván: 1,6 x 10 −35 mét

kết luận

Từ trường học, người ta đã biết rằng hạt nhỏ nhất trong Vũ trụ, electron, có điện tích âm và khối lượng rất nhỏ, bằng 9,109 x 10 - 31 kg, và bán kính cổ điển của electron là 2,82 x 10 -15 m.

Tuy nhiên, các nhà vật lý đã nghiên cứu những hạt nhỏ nhất trong Vũ trụ, kích thước Planck xấp xỉ 1,6 x 10 −35 mét.

Đối với câu hỏi Hạt nhỏ nhất trong vũ trụ là gì? Quark, Neutrino, Higgs Boson hay hố đen Planck? do tác giả đưa ra người da trắng câu trả lời hay nhất là các hạt cơ bản đều có kích thước bằng 0 (bán kính bằng 0). Theo trọng lượng. Có những hạt có khối lượng bằng 0 (photon, gluon, graviton). Trong số các hạt có khối lượng lớn, neutrino có khối lượng nhỏ nhất (nhỏ hơn 0,28 eV/s^2, chính xác hơn là chưa được đo). Tần số và thời gian không phải là đặc tính của hạt. Bạn có thể nói về thời gian của cuộc sống, nhưng đây là một cuộc trò chuyện khác.

Câu trả lời từ Khâu[đạo sư]
Mosk zerobubus.

Câu trả lời từ Mikhail Levin[đạo sư]
Trên thực tế, thực tế không có khái niệm về “kích thước” trong thế giới vi mô. Chà, đối với hạt nhân, bạn vẫn có thể nói về một loại kích thước tương tự nào đó, chẳng hạn như thông qua xác suất các electron từ chùm tia đi vào nó, nhưng đối với những hạt nhỏ hơn thì không.

Câu trả lời từ làm Chúa Kitô[đạo sư]
“kích thước” của hạt cơ bản là đặc tính của hạt phản ánh sự phân bố không gian của khối lượng hoặc điện tích của nó; thông thường họ nói về cái gọi là. bán kính bình phương trung bình gốc của sự phân bố điện tích (đồng thời đặc trưng cho sự phân bố khối lượng)
Các boson đo và lepton, trong độ chính xác của phép đo được thực hiện, không thể hiện “kích thước” hữu hạn. Điều này có nghĩa là "kích thước" của chúng< 10^-16 см
Không giống như các hạt cơ bản thực sự, “kích thước” của hadron là hữu hạn. Bán kính căn bậc hai trung bình đặc trưng của chúng được xác định bởi bán kính giam giữ (hoặc giam cầm của quark) và có độ lớn bằng 10^-13 cm. Hơn nữa, tất nhiên, nó thay đổi từ hadron đến hadron.

Câu trả lời từ Kirill Odding[đạo sư]
Một trong những nhà vật lý vĩ đại đã nói (có lẽ không phải là Niels Bohr?) “Nếu bạn giải thích được cơ học lượng tử bằng thuật ngữ trực quan, hãy đi nhận giải thưởng Nobel của bạn”.

Câu trả lời từ SerShkod Polikanov Sergey[đạo sư]
Hạt cơ bản nhỏ nhất trong vũ trụ là gì?
Các hạt cơ bản tạo ra hiệu ứng hấp dẫn.
Thậm chí ít hơn?
Các hạt cơ bản chuyển động tạo ra hiệu ứng hấp dẫn
nhưng chính họ lại có liên quan đến việc này.
Thậm chí còn có những hạt cơ bản nhỏ hơn.
Các thông số của chúng thậm chí không phù hợp với tính toán vì chưa xác định được cấu trúc và thông số vật lý của chúng.

Câu trả lời từ Misha Nikitin[tích cực]
QUARK

Câu trả lời từ Matipati kipirofinovich[tích cực]
PLANCK LỖ ĐEN

Câu trả lời từ anh bạn qwerty[người mới]
Quark là những hạt nhỏ nhất trên thế giới. Đối với vũ trụ không có khái niệm về kích thước; nó là vô hạn. Nếu bạn phát minh ra một chiếc máy để làm cho con người nhỏ hơn, thì nó sẽ có thể thu nhỏ lại vô cùng nhỏ hơn, nhỏ hơn, nhỏ hơn nữa... Đúng vậy, Quark là “Hạt” nhỏ nhất Nhưng có thứ gì đó nhỏ hơn hạt. Không gian. Không. Nó có. Kích cỡ.

Câu trả lời từ Anton Kurochka[tích cực]
Proton neutron 1*10^-15 1 femtometer
Quark-U Quark-D Electron 1*10^-18 1 attometer
Quark-S 4*10^-19 400 zeptometer
Quark-C 1*10^-19 100 zeptometer
Quark-B 3*10^-20 30 zeptometer
Neutrino năng lượng cao 1,5*10^-20 15 zeptometer
Preon 1*10^-21 1 zeptometer
Quark-T 1*10^-22 100 yoctometer
MeV Neutrino 2*10^-23 20 yoctometer
Neutrino 1*10^-24 1 yoctometer -(soooo kích thước nhỏ!!!) -
Hạt Plonk 1,6*10^-35 0,000 000 000 016 yoctometer
Bọt lượng tử Chuỗi lượng tử 1*10^-35 0,000 000 000 01 yoktometer
Đây là bảng kích thước hạt. Và ở đây các bạn có thể thấy hạt nhỏ nhất là hạt Planck, nhưng vì nó quá nhỏ nên Neutrino là hạt nhỏ nhất. Nhưng đối với vũ trụ, chỉ có chiều dài Planck là nhỏ hơn

Trong vật lý, các hạt cơ bản là những vật thể vật lý ở quy mô hạt nhân nguyên tử không thể chia thành các bộ phận cấu thành của chúng. Tuy nhiên, ngày nay, các nhà khoa học đã tìm cách phân chia một số trong số chúng. Cấu trúc và tính chất của những vật thể nhỏ bé này được nghiên cứu bằng vật lý hạt.

VỀ hạt nhỏ nhất, tạo nên mọi vật chất, đã được biết đến từ thời cổ đại. Tuy nhiên, những người sáng lập ra cái gọi là “thuyết nguyên tử” được coi là nhà triết học Hy Lạp cổ đại Leucippus và học trò nổi tiếng hơn của ông, Democritus. Người ta cho rằng sau này đã đặt ra thuật ngữ “nguyên tử”. Từ “atomos” trong tiếng Hy Lạp cổ đại được dịch là “không thể chia cắt”, điều này quyết định quan điểm của các triết gia cổ đại.

Sau này người ta biết rằng nguyên tử vẫn có thể được chia thành hai đối tượng vật lý - hạt nhân và electron. Sau đó, hạt này trở thành hạt cơ bản đầu tiên, khi vào năm 1897, người Anh Joseph Thomson tiến hành một thí nghiệm với tia âm cực và phát hiện ra rằng chúng là một dòng gồm các hạt giống hệt nhau có cùng khối lượng và điện tích.

Song song với công trình của Thomson, Henri Becquerel, người nghiên cứu bức xạ tia X, tiến hành thí nghiệm với uranium và phát hiện ra loại mới sự bức xạ. Năm 1898, một cặp nhà vật lý người Pháp, Marie và Pierre Curie, đã nghiên cứu nhiều chất phóng xạ khác nhau và phát hiện ra cùng một loại bức xạ phóng xạ. Sau này người ta phát hiện ra nó bao gồm các hạt alpha (2 proton và 2 neutron) và các hạt beta (electron), và Becquerel và Curie sẽ nhận được giải Nobel. Trong khi tiến hành nghiên cứu với các nguyên tố như uranium, radium và polonium, Marie Sklodowska-Curie đã không thực hiện bất kỳ biện pháp an toàn nào, kể cả việc không sử dụng găng tay. Kết quả là vào năm 1934, cô bị bệnh bạch cầu. Để tưởng nhớ những thành tựu của nhà khoa học vĩ đại, nguyên tố do vợ chồng Curie phát hiện ra là polonium đã được đặt tên để vinh danh quê hương của Đức Maria - Polonia, từ tiếng Latin - Ba Lan.

Ảnh từ Đại hội V Solvay năm 1927. Hãy cố gắng tìm tất cả các nhà khoa học từ bài viết này trong bức ảnh này.

Từ năm 1905, Albert Einstein đã dành nhiều ấn phẩm của mình cho sự không hoàn hảo của lý thuyết sóng ánh sáng, những định đề của nó mâu thuẫn với kết quả thí nghiệm. Điều này sau đó đã khiến nhà vật lý xuất sắc nảy ra ý tưởng về “lượng tử ánh sáng” - một phần của ánh sáng. Sau đó, vào năm 1926, nó được đặt tên là “photon”, được dịch từ tiếng Hy Lạp “phos” (“ánh sáng”) bởi nhà hóa học vật lý người Mỹ Gilbert N. Lewis.

Năm 1913, Ernest Rutherford, một nhà vật lý người Anh, dựa trên kết quả của các thí nghiệm đã được thực hiện vào thời điểm đó, đã lưu ý rằng khối lượng của nhiều hạt nhân nguyên tố hóa học là bội số của khối lượng hạt nhân hydro. Do đó, ông cho rằng hạt nhân hydro là thành phần của hạt nhân của các nguyên tố khác. Trong thí nghiệm của mình, Rutherford đã chiếu xạ một nguyên tử nitơ bằng các hạt alpha, kết quả là nó phát ra một hạt nhất định, được Ernest đặt tên là “proton”, từ “protos” (đầu tiên, chính) trong tiếng Hy Lạp khác. Sau đó người ta đã xác nhận bằng thực nghiệm rằng proton là hạt nhân hydro.

Rõ ràng, proton không phải là thứ duy nhất thành phần hạt nhân của các nguyên tố hóa học. Ý tưởng này được dẫn dắt bởi thực tế là hai proton trong hạt nhân sẽ đẩy nhau và nguyên tử sẽ tan rã ngay lập tức. Do đó, Rutherford đưa ra giả thuyết về sự hiện diện của một hạt khác, hạt này có khối lượng bằng khối lượng của proton nhưng không mang điện. Một số thí nghiệm của các nhà khoa học về sự tương tác giữa các nguyên tố phóng xạ và nhẹ hơn đã đưa họ đến việc phát hiện ra một loại bức xạ mới khác. Năm 1932, James Chadwick xác định rằng nó bao gồm những hạt rất trung tính mà ông gọi là neutron.

Do đó, các hạt nổi tiếng nhất đã được phát hiện: photon, electron, proton và neutron.

Hơn nữa, việc phát hiện ra các vật thể hạt nhân mới đã trở thành một sự kiện ngày càng thường xuyên và hiện tại có khoảng 350 hạt được biết đến, chúng thường được coi là “cơ bản”. Những phần chưa được phân chia được coi là không có cấu trúc và được gọi là “cơ bản”.

quay là gì?

Trước khi tiến tới những đổi mới hơn nữa trong lĩnh vực vật lý, các đặc tính của mọi hạt phải được xác định. Điều được biết đến nhiều nhất, ngoài khối lượng và điện tích, còn bao gồm spin. Đại lượng này còn được gọi là “động lượng góc nội tại” và không hề liên quan đến chuyển động của toàn bộ vật thể hạt nhân. Các nhà khoa học đã có thể phát hiện các hạt có spin 0, ½, 1, 3/2 và 2. Để hình dung, dù đơn giản hóa, spin như một đặc tính của một vật, hãy xem xét ví dụ sau.

Cho một vật có spin bằng 1. Khi đó vật đó khi quay 360 độ sẽ trở về vị trí ban đầu. Trên mặt phẳng, vật thể này có thể là một cây bút chì, sau khi xoay 360 độ sẽ ở vị trí ban đầu. Trong trường hợp spin bằng 0, cho dù vật có quay như thế nào thì nó vẫn luôn trông giống nhau, ví dụ như một quả bóng một màu.

Đối với một vòng quay ½, bạn sẽ cần một vật thể vẫn giữ được hình dáng khi xoay 180 độ. Nó có thể là cùng một cây bút chì, chỉ được gọt đối xứng ở cả hai mặt. Vòng quay 2 sẽ yêu cầu duy trì hình dạng khi xoay 720 độ và vòng quay 3/2 sẽ yêu cầu 540.

Đặc tính này rất quan trọng đối với vật lý hạt.

Mô hình chuẩn của hạt và tương tác

Có một bộ vật thể vi mô ấn tượng tạo nên thế giới, các nhà khoa học quyết định cấu trúc chúng và đây là cách một cấu trúc lý thuyết nổi tiếng được gọi là “Mô hình chuẩn” được hình thành. Cô mô tả ba tương tác và 61 hạt bằng cách sử dụng 17 hạt cơ bản, một số trong đó cô đã dự đoán từ rất lâu trước khi phát hiện ra.

Ba tương tác đó là:

• Điện từ. Nó xảy ra giữa các hạt tích điện. Trong một trường hợp đơn giản, được biết đến từ trường học, các vật nhiễm điện trái dấu sẽ hút nhau và các vật nhiễm điện cùng loại sẽ đẩy nhau. Điều này xảy ra thông qua cái gọi là chất mang tương tác điện từ - photon.
• Mạnh, hay còn gọi là tương tác hạt nhân. Đúng như tên gọi, tác dụng của nó mở rộng đến các vật thể thuộc cấp hạt nhân nguyên tử; nó chịu trách nhiệm thu hút các proton, neutron và các hạt khác cũng bao gồm các quark. Tương tác mạnh được thực hiện bởi gluon.
• Yếu đuối. Hiệu quả ở khoảng cách nhỏ hơn một nghìn lần so với kích thước của lõi. Lepton và quark, cũng như phản hạt của chúng, tham gia vào tương tác này. Hơn nữa, trong trường hợp tương tác yếu chúng có thể biến đổi thành nhau. Các hạt mang là các boson W+, W− và Z0.

Vì vậy Mô hình Chuẩn được hình thành như sau. Nó bao gồm sáu quark, từ đó tất cả các hadron (các hạt chịu tương tác mạnh) được cấu thành:

• Thượng(u);
• Bị mê hoặc (c);
• đúng(t);
• Hạ (d);
• (Những) điều kỳ lạ;
• Đáng yêu (b).

Rõ ràng là các nhà vật lý có rất nhiều tính từ. 6 hạt còn lại là lepton. Đây là những hạt cơ bản có spin ½ không tham gia vào tương tác mạnh.

• Điện tử;
• neutrino điện tử;
• Muôn;
• neutrino Muon;
• Tàu lepton;
• Tau neutrino.

Và nhóm thứ ba của Mô hình Chuẩn là các boson chuẩn, có spin bằng 1 và được biểu diễn dưới dạng các hạt mang tương tác:

• Gluon – mạnh;
• Photon – điện từ;
• Boson Z - yếu;
• Boson W yếu.

Chúng cũng bao gồm hạt spin-0 được phát hiện gần đây, nói một cách đơn giản, hạt này truyền khối lượng trơ ​​cho tất cả các vật thể hạ hạt nhân khác.

Kết quả là, theo Mô hình Chuẩn, thế giới của chúng ta trông như thế này: mọi vật chất đều gồm có 6 quark, tạo thành các hadron và 6 lepton; tất cả những hạt này có thể tham gia vào ba tương tác, hạt mang của chúng là các boson chuẩn.

Nhược điểm của mô hình chuẩn

Tuy nhiên, ngay cả trước khi phát hiện ra boson Higgs, hạt cuối cùng được Mô hình Chuẩn dự đoán, các nhà khoa học đã vượt quá giới hạn của nó. Một ví dụ nổi bật về điều này là cái gọi là. “tương tác hấp dẫn”, ngang bằng với những tương tác khác ngày nay. Có lẽ, hạt mang của nó là một hạt có spin 2, không có khối lượng và là hạt mà các nhà vật lý vẫn chưa thể phát hiện ra - “Graviton”.

Hơn nữa, Mô hình Chuẩn mô tả 61 hạt, và ngày nay nhân loại đã biết đến hơn 350 hạt. Điều này có nghĩa là công việc của các nhà vật lý lý thuyết vẫn chưa kết thúc.

Phân loại hạt

Để làm cho cuộc sống của họ dễ dàng hơn, các nhà vật lý đã nhóm tất cả các hạt tùy thuộc vào đặc điểm cấu trúc và các đặc điểm khác của chúng. Việc phân loại dựa trên các tiêu chí sau:

• Cả đời.
  1. Ổn định. Chúng bao gồm proton và phản proton, electron và positron, photon và graviton. Sự tồn tại của các hạt ổn định không bị giới hạn bởi thời gian, miễn là chúng ở trạng thái tự do, tức là không tương tác với bất cứ điều gì.
  2. Không ổn định. Tất cả các hạt khác sau một thời gian sẽ phân hủy thành các bộ phận cấu thành của chúng, đó là lý do tại sao chúng được gọi là không ổn định. Ví dụ, muon chỉ sống được 2,2 micro giây và proton - 2,9 10 * 29 năm, sau đó nó có thể phân hủy thành positron và pion trung tính.
• Cân nặng.
  1. Các hạt cơ bản không có khối lượng, trong đó chỉ có ba hạt: photon, gluon và graviton.
  2. Các hạt lớn là tất cả phần còn lại.
• Ý nghĩa quay.
  1. Toàn bộ vòng quay, bao gồm. không, có các hạt gọi là boson.
  2. Các hạt có spin nửa nguyên là fermion.
• Tham gia vào các tương tác.
  1. Hadron (hạt cấu trúc) là các vật thể hạt nhân tham gia vào cả bốn loại tương tác. Người ta đã đề cập trước đó rằng chúng bao gồm các quark. Hadron được chia thành hai loại phụ: meson (spin nguyên, boson) và baryon (spin bán nguyên, fermion).
  2. Cơ bản (hạt không có cấu trúc). Chúng bao gồm lepton, quark và boson gauge (đọc trước đó - “Mô hình chuẩn..”).

Ví dụ, khi đã làm quen với việc phân loại tất cả các hạt, bạn có thể xác định chính xác một số trong số chúng. Vì vậy neutron là fermion, hadron, hay đúng hơn là baryon và nucleon, nghĩa là nó có spin nửa số nguyên, bao gồm các quark và tham gia vào 4 tương tác. Nucleon là tên gọi chung của proton và neutron.

• Điều thú vị là những người phản đối thuyết nguyên tử của Democritus, người dự đoán sự tồn tại của nguyên tử, đã tuyên bố rằng bất kỳ chất nào trên thế giới đều được phân chia vô thời hạn. Ở một mức độ nào đó, họ có thể đúng, vì các nhà khoa học đã tìm cách chia nguyên tử thành hạt nhân và electron, hạt nhân thành proton và neutron, và những hạt này lần lượt thành quark.
• Democritus cho rằng các nguyên tử có một hình mẫu rõ ràng hình dạng hình học, và do đó các nguyên tử “sắc” của lửa cháy, các nguyên tử thô chất rắnđược giữ chặt với nhau bằng các phần nhô ra của chúng và các nguyên tử nước mịn trượt trong quá trình tương tác, nếu không thì chúng sẽ chảy.
• Joseph Thomson đã biên soạn mô hình nguyên tử của riêng mình, mà ông coi nó là một vật tích điện dương trong đó các electron dường như bị “mắc kẹt”. Mô hình của ông được gọi là “Mô hình bánh mận”.
• Quark có tên này nhờ nhà vật lý người Mỹ Murray Gell-Mann. Nhà khoa học muốn dùng một từ tương tự như âm thanh của tiếng vịt kêu (kwork). Nhưng trong cuốn tiểu thuyết Finnegans Wake của James Joyce, ông đã gặp từ “quark” trong dòng “Ba quark dành cho ông Mark!”, ý nghĩa của từ này không được xác định chính xác và có thể Joyce chỉ sử dụng nó để làm vần. Murray quyết định gọi các hạt này bằng từ này, vì lúc đó chỉ có ba quark được biết đến.
• Mặc dù các photon, các hạt ánh sáng, không có khối lượng, nhưng ở gần lỗ đen, chúng dường như thay đổi quỹ đạo khi bị lực hấp dẫn hút vào lỗ đen. Trên thực tế, một vật thể siêu nặng làm cong không-thời gian, đó là lý do tại sao bất kỳ hạt nào, kể cả những hạt không có khối lượng, đều thay đổi quỹ đạo của chúng về phía lỗ đen (xem).
• Máy Va chạm Hadron Lớn chính xác là “hadronic” vì nó cho va chạm hai chùm hadron định hướng, những hạt có kích thước cỡ hạt nhân nguyên tử tham gia vào mọi tương tác.

Thế giới này thật kỳ lạ: một số người cố gắng tạo ra một thứ gì đó hoành tráng và khổng lồ để trở nên nổi tiếng khắp thế giới và đi vào lịch sử, trong khi những người khác lại tạo ra những bản sao tối giản của những thứ bình thường và khiến cả thế giới kinh ngạc không kém. Đánh giá này bao gồm các đối tượng nhỏ nhất tồn tại trên thế giới, đồng thời có chức năng không kém so với các đối tượng kích thước đầy đủ của chúng.

1. Súng lục SwissMiniGun

SwissMiniGun không lớn hơn cờ lê thông thường nhưng nó có khả năng bắn những viên đạn cực nhỏ bay ra khỏi nòng với tốc độ vượt quá 430 km/h. Điều này là quá đủ để giết một người ở cự ly gần.

2. Bóc xe 50

Chỉ nặng 69kg, Peel 50 là chiếc xe nhỏ nhất từng được phép sử dụng trên đường. Chiếc Pepelat ba bánh này có thể đạt tốc độ 16 km/h.

3. Trường Kalou

UNESCO công nhận Trường Kalou của Iran là trường nhỏ nhất thế giới. Chỉ có 3 học sinh và cựu quân nhân Abdul-Muhammad Sherani, hiện đang làm giáo viên.

4. Ấm trà nặng 1,4 gram

Nó được tạo ra bởi bậc thầy gốm Wu Ruishen. Mặc dù ấm trà này chỉ nặng 1,4 gam và vừa vặn trên đầu ngón tay nhưng bạn có thể pha trà trong đó.

5. Nhà tù Sark

Nhà tù Sark được xây dựng ở Quần đảo Channel vào năm 1856. Chỉ có chỗ cho 2 tù nhân, trong điều kiện rất chật chội.

6. Cây cỏ lăn

Ngôi nhà này được gọi là "Cánh đồng Perakati" (Tumbleweed). Nó được xây dựng bởi Jay Schafer từ San Francisco. Mặc dù ngôi nhà nhỏ hơn tủ quần áo của một số người (chỉ 9 mét vuông), nó có không gian làm việc, phòng ngủ và phòng tắm với vòi sen và nhà vệ sinh.

7. Công viên Mills End

Công viên Mills End ở Portland là công viên nhỏ nhất thế giới. Đường kính của nó chỉ... 60 cm. Đồng thời, công viên còn có bể bơi dành cho bướm, vòng đu quay thu nhỏ và những bức tượng nhỏ.

8. Edward Niño Hernandez

Edward Niño Hernandez đến từ Colombia chỉ cao 68 cm. Sách kỷ lục Guinness công nhận ông là người đàn ông nhỏ nhất thế giới.

9. Đồn cảnh sát trong bốt điện thoại

Về bản chất, nó không lớn hơn một bốt điện thoại. Nhưng thực ra đó là một đồn cảnh sát đang hoạt động ở Carabella, Florida.

10. Tác phẩm điêu khắc của Willard Wigan

Nhà điêu khắc người Anh Willard Wigan, người mắc chứng khó đọc và học tập kém, đã tìm thấy niềm an ủi khi tạo ra những tác phẩm nghệ thuật thu nhỏ. Tác phẩm điêu khắc của ông hầu như không thể nhìn thấy bằng mắt thường.

11. Vi khuẩn Mycoplasma Genitalium

12. Bệnh Circovirus ở heo

Mặc dù vẫn còn nhiều tranh cãi về cái gì được coi là "sống" và cái gì không, nhưng hầu hết các nhà sinh học không phân loại virus là một sinh vật sống do nó không thể sinh sản hoặc không có quá trình trao đổi chất. Tuy nhiên, virus có thể nhỏ hơn nhiều so với bất kỳ sinh vật sống nào, kể cả vi khuẩn. Loại nhỏ nhất là một loại virus DNA chuỗi đơn gọi là circovirus. Kích thước của nó chỉ là 17 nanomet.

13. Amip

Vật nhỏ nhất có thể nhìn thấy bằng mắt thường có kích thước khoảng 1 mm. Điều này có nghĩa là trong những điều kiện nhất định, một người có thể nhìn thấy một con amip, một con dép lê và thậm chí cả một quả trứng người.

14. Quark, lepton và phản vật chất...

Trong thế kỷ qua, các nhà khoa học đã đạt được thành công lớn trong việc hiểu được sự bao la của không gian và những “khối xây dựng” vi mô mà nó được tạo thành. Khi phải tìm ra hạt nhỏ nhất có thể quan sát được trong vũ trụ là gì, con người gặp phải một số khó khăn. Có lúc họ nghĩ đó là một nguyên tử. Các nhà khoa học sau đó đã phát hiện ra một proton, một neutron và một electron.

Nhưng nó không kết thúc ở đó. Ngày nay, mọi người đều biết rằng khi bạn đập những hạt này vào nhau ở những nơi như Máy Va chạm Hadron Lớn, chúng có thể bị phân hủy thành những hạt thậm chí còn nhỏ hơn như quark, lepton và thậm chí cả phản vật chất. Vấn đề là không thể xác định được cái gì nhỏ nhất, vì kích thước trở nên không còn phù hợp ở cấp độ lượng tử và tất cả các định luật vật lý thông thường đều không áp dụng được (một số hạt không có khối lượng, trong khi những hạt khác thậm chí còn có khối lượng âm).

15. Dây dao động của các hạt hạ nguyên tử

Xem xét những gì đã nói ở trên liên quan đến khái niệm kích thước không có ý nghĩa ở cấp độ lượng tử, người ta có thể nghĩ đến lý thuyết dây. Đây là một lý thuyết hơi gây tranh cãi, cho rằng tất cả các hạt hạ nguyên tử đều được tạo thành từ các dây dao động tương tác với nhau để tạo ra những thứ như khối lượng và năng lượng. Do đó, vì về mặt kỹ thuật, các dây này không có kích thước vật lý nên có thể lập luận rằng theo một nghĩa nào đó, chúng là những vật thể "nhỏ nhất" trong Vũ trụ.