Hạt nhỏ nhất trên trái đất. Lời mở đầu

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

Mọi người từng nghĩ rằng những hạt cát là nền tảng tạo nên những gì chúng ta nhìn 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 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, 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 squark, 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 hạt 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 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 đối thủ 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.

Chúng xuất hiện ở các hình thức khác nhau và kích thước, một số đi theo bộ đôi hủy diệt, nghĩa là cuối cùng chúng sẽ tiêu diệt lẫn nhau, và một số có những cái tên đáng kinh ngạc như "neutralino". Dưới đây là danh sách các hạt nhỏ mà ngay cả các nhà vật lý cũng phải kinh ngạc.

hạt thần

Boson Higgs là một hạt quan trọng đối với khoa học đến mức nó được mệnh danh là “hạt của Chúa”. Như các nhà khoa học tin rằng, chính điều này đã mang lại khối lượng cho tất cả các hạt khác. Nó được thảo luận lần đầu tiên vào năm 1964, khi các nhà vật lý thắc mắc tại sao một số hạt lại có khối lượng lớn hơn những hạt khác. Boson Higgs gắn liền với trường Higgs, một loại mạng tinh thể lấp đầy vũ trụ. Trường và boson được coi là nguyên nhân khiến các hạt khác tăng khối lượng. Nhiều nhà khoa học tin rằng cơ chế Higgs chứa những mảnh ghép còn thiếu để hiểu đầy đủ về mô hình chuẩn mô tả tất cả các hạt đã biết nhưng mối liên hệ giữa chúng vẫn chưa được chứng minh.

quark

Quark là những khối proton và neutron được đặt tên rất thú vị, chúng không bao giờ đơn độc và chỉ tồn tại theo nhóm. Rõ ràng, lực liên kết các quark với nhau tăng theo khoảng cách, nghĩa là ai đó càng cố gắng di chuyển một trong các quark ra khỏi nhóm thì nó sẽ càng bị hút trở lại. Do đó, quark tự do đơn giản là không tồn tại trong tự nhiên. Tổng cộng có sáu loại quark, ví dụ như proton và neutron được tạo thành từ một số quark. Trong một proton có ba trong số chúng - hai cùng loại và một loại khác, nhưng trong neutron - chỉ có hai, cả hai đều thuộc loại khác nhau.

Siêu đối tác

Những hạt này thuộc về lý thuyết siêu đối xứng, lý thuyết cho rằng với mỗi hạt được con người biết đến hạt có một hạt tương tự khác vẫn chưa được phát hiện. Ví dụ, siêu đối tác của electron là một selectron, siêu đối tác của quark là squark và siêu đối tác của photon là photono. Tại sao hiện nay những siêu hạt này không được quan sát thấy trong vũ trụ? Các nhà khoa học tin rằng chúng nặng hơn nhiều so với đối tác của mình và trọng lượng lớn hơn sẽ rút ngắn tuổi thọ của chúng. Những hạt này bắt đầu phân hủy ngay khi chúng được sinh ra. Việc tạo ra một hạt đòi hỏi một lượng năng lượng khổng lồ, chẳng hạn như năng lượng được tạo ra bởi Vụ nổ lớn. Có lẽ các nhà khoa học sẽ tìm ra cách tái tạo các siêu hạt, chẳng hạn như trong Máy Va chạm Hadron Lớn. Về kích thước và trọng lượng lớn hơn của các siêu đối tác, các nhà khoa học tin rằng tính đối xứng đã bị phá vỡ ở một khu vực ẩn giấu của vũ trụ mà không thể nhìn thấy hay tìm thấy.

neutrino

Đây là những hạt hạ nguyên tử nhẹ di chuyển với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng. Trên thực tế, hàng nghìn tỷ neutrino đang di chuyển trong cơ thể bạn tại bất kỳ thời điểm nào, nhưng chúng hầu như không bao giờ tương tác với vật chất thông thường. Một số neutrino đến từ Mặt trời, số khác đến từ các tia vũ trụ tương tác với khí quyển.

Phản vật chất

Tất cả các hạt thông thường đều có một đối tác là phản vật chất, các hạt giống hệt nhau có điện tích trái dấu. Khi vật chất và phản vật chất gặp nhau, chúng sẽ tiêu diệt lẫn nhau. Đối với proton, hạt như vậy là phản proton, nhưng đối với electron, hạt đó là positron.

graviton

Trong cơ học lượng tử, mọi lực cơ bản đều do các hạt thực hiện. Ví dụ, ánh sáng được tạo thành từ các hạt có khối lượng bằng 0 gọi là photon, mang lực điện từ. Tương tự như vậy, graviton là các hạt lý thuyết mang lực hấp dẫn. Các nhà khoa học vẫn đang cố gắng tìm kiếm graviton, nhưng điều này rất khó khăn vì những hạt này tương tác rất yếu với vật chất. Tuy nhiên, các nhà khoa học không từ bỏ nỗ lực vì họ hy vọng rằng họ vẫn có thể bắt được graviton để nghiên cứu chúng chi tiết hơn - đây có thể là một bước đột phá thực sự trong cơ học lượng tử, vì nhiều hạt tương tự đã được nghiên cứu, nhưng graviton vẫn chỉ là lý thuyết. Như bạn có thể thấy, vật lý có thể thú vị và hấp dẫn hơn nhiều so với những gì bạn tưởng tượng. Cả thế giới chứa đầy các hạt khác nhau, mỗi hạt là một lĩnh vực rộng lớn để nghiên cứu và nghiên cứu, cũng như cơ sở kiến ​​thức khổng lồ về mọi thứ xung quanh con người. Và bạn chỉ cần nghĩ xem có bao nhiêu hạt đã được phát hiện - và bao nhiêu người vẫn phải khám phá.

Câu trả lời cho câu hỏi không bao giờ kết thúc: loài nào tiến hóa cùng với loài người.

Mọi người từng nghĩ rằng những hạt cát là nền tảng tạo nên những gì chúng ta nhìn 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 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, mô tả các hạt đã biết.

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

Quark (có nghĩa là quark) là khối xây dựng của 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 squark, 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 có nguồn gốc 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 hạt phản vật chất của electron được gọi là positron. Phản vật chất đề cập đến những thứ 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 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 tiếp cận nhau vô thời hạn, vì chúng phải luôn cách nhau một khoảng không gian có kích thước hạt tối thiểu.

Điểm lỗ đen

Một đối thủ 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 thành một không gian đủ nhỏ để trọng lực tóm 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 tại - 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 mức khó hiểu, gắn liền với nhiều khía cạnh khác nhau của 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

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.

Hạt đường nhỏ nhất là một phân tử đường. Cấu trúc của chúng khiến đường có vị ngọt. Và cấu trúc của các phân tử nước khiến nước tinh khiết có vẻ không ngọt.

4. Phân tử được tạo thành từ các nguyên tử

Và một phân tử hydro sẽ là hạt nhỏ nhất của chất hydro. Các hạt nhỏ nhất của nguyên tử là các hạt cơ bản: electron, proton và neutron.

Tất cả các vật chất được biết đến trên Trái đất và xa hơn nữa đều bao gồm nguyên tố hóa học. Tổng số nguyên tố xuất hiện trong tự nhiên là 94. Ở nhiệt độ thường, 2 nguyên tố ở trạng thái lỏng, 11 nguyên tố ở trạng thái khí và 81 nguyên tố (trong đó có 72 kim loại) ở trạng thái rắn. Cái gọi là "trạng thái thứ tư của vật chất" là plasma, trạng thái trong đó các electron tích điện âm và các ion tích điện dương ở trong chuyển động liên tục. Giới hạn nghiền là heli rắn, được thiết lập từ năm 1964, phải là bột đơn nguyên tử. TCDD, hay 2, 3, 7, 8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin, được phát hiện năm 1872, có khả năng gây chết người ở nồng độ 3,1 × 10–9 mol/kg, mạnh hơn 150 nghìn lần so với liều xyanua tương tự.

Vật chất bao gồm các hạt riêng lẻ. Phân tử chất khác nhau là khác nhau. 2 nguyên tử oxi. Đây là những phân tử polymer.

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

Mô hình Chuẩn của vật lý hạt là một lý thuyết mô tả các tính chất và tương tác của các hạt cơ bản. Tất cả các quark cũng có điện tích bằng 1/3 điện tích cơ bản. Phản hạt của chúng là phản hạt (phản hạt của electron được gọi là positron vì lý do lịch sử). Các hyperon, chẳng hạn như các hạt Λ, Σ, Ξ và Ω, chứa một hoặc nhiều quark s, phân rã nhanh và nặng hơn nucleon. Phân tử là những hạt nhỏ nhất của một chất vẫn giữ được tính chất hóa học của nó.

Hạt này có thể mang lại lợi ích tài chính hoặc lợi ích nào khác? Các nhà vật lý nhún vai. Và họ thực sự không biết điều đó. Ngày xưa, việc nghiên cứu điốt bán dẫn chỉ thuần túy là vật lý cơ bản, không có bất kỳ ứng dụng thực tế nào.

Boson Higgs là một hạt quan trọng đối với khoa học đến mức nó được mệnh danh là “hạt của Chúa”. Như các nhà khoa học tin rằng, chính điều này đã mang lại khối lượng cho tất cả các hạt khác. Những hạt này bắt đầu phân hủy ngay khi chúng được sinh ra. Việc tạo ra một hạt đòi hỏi một lượng năng lượng khổng lồ, chẳng hạn như năng lượng được tạo ra bởi Vụ nổ lớn. Về kích thước và trọng lượng lớn hơn của các siêu đối tác, các nhà khoa học tin rằng tính đối xứng đã bị phá vỡ ở một khu vực ẩn giấu của vũ trụ mà không thể nhìn thấy hay tìm thấy. Ví dụ, ánh sáng được tạo thành từ các hạt có khối lượng bằng 0 gọi là photon, mang lực điện từ. Tương tự như vậy, graviton là các hạt lý thuyết mang lực hấp dẫn. Các nhà khoa học vẫn đang cố gắng tìm kiếm graviton, nhưng điều này rất khó khăn vì những hạt này tương tác rất yếu với vật chất.

Thế giới và khoa học không bao giờ đứng yên. Mới gần đây, sách giáo khoa vật lý còn tự tin viết rằng electron là hạt nhỏ nhất. Sau đó meson trở thành những hạt nhỏ nhất, rồi đến boson. Và bây giờ khoa học đã phát hiện ra một điều mới hạt nhỏ nhất trong vũ trụ- Lỗ đen Planck. Đúng, nó vẫn chỉ mở trên lý thuyết. Hạt này được phân loại là lỗ đen vì bán kính hấp dẫn của nó lớn hơn hoặc bằng bước sóng. Trong số tất cả các lỗ đen hiện có, Planck là nhỏ nhất.

Thời gian tồn tại của các hạt này quá ngắn để có thể phát hiện chúng trong thực tế. Ít nhất là bây giờ. Và chúng được hình thành, như người ta thường tin, là kết quả phản ứng hạt nhân. Nhưng không chỉ thời gian tồn tại của các lỗ đen Planck mới cản trở việc phát hiện chúng. Thật không may, điều này là không thể xét theo quan điểm kỹ thuật. Để tổng hợp các lỗ đen Planck, cần có một máy gia tốc năng lượng hơn một nghìn electron volt.

Băng hình:

Bất chấp sự tồn tại giả thuyết của hạt nhỏ nhất này trong Vũ trụ, nó khám phá thực tế trong tương lai là hoàn toàn có thể. Rốt cuộc, cách đây không lâu, boson Higgs huyền thoại cũng không thể được khám phá. Chính nhờ phát hiện ra rằng một hệ thống lắp đặt đã được tạo ra mà chỉ những cư dân lười biếng nhất trên Trái đất mới chưa từng nghe đến - Máy Va chạm Hadron Lớn. Niềm tin của các nhà khoa học vào sự thành công của những nghiên cứu này đã giúp đạt được một kết quả đáng ngạc nhiên. Boson Higgs hiện là hạt nhỏ nhất mà sự tồn tại của nó đã được chứng minh thực tế. Khám phá về nó rất quan trọng đối với khoa học; nó cho phép mọi hạt có được khối lượng. Và nếu các hạt không có khối lượng thì vũ trụ không thể tồn tại. Không một chất nào có thể được hình thành trong đó.

Bất chấp sự tồn tại đã được chứng minh thực tế của hạt này, boson Higgs, các ứng dụng thực tế cho nó vẫn chưa được phát minh. Hiện tại đây chỉ là kiến ​​thức lý thuyết. Nhưng trong tương lai mọi thứ đều có thể. Không phải mọi khám phá trong lĩnh vực vật lý đều được thực hiện ngay lập tức công dụng thực tế. Không ai biết chuyện gì sẽ xảy ra trong một trăm năm nữa. Suy cho cùng, như đã đề cập trước đó, thế giới và khoa học không bao giờ đứng yên.