Содержание
1 Вступление
Возможно, вы думали, что атомы — это мельчайшие из существующих частиц, но это убеждение было опровергнуто открытием электронов в 1897 году Джозефом Томпсоном, протонов в 1920 году Эрнестом Резерфордом и нейтронов в 1932 году Джеймсом Чедвиком. Сегодня мы знаем, что все во Вселенной состоит из кварков — странных частиц, которые играют роль как в гравитации, так и в электромагнетизме. Но что такое кварки и как они выглядят?
2 Что такое Кварк
Кварк — самая маленькая известная частица во Вселенной. Именно из кварков состоят все частицы, составляющие атомы, такие как электроны, нейтроны и протоны. Эти частицы образовались сразу после Большого взрыва, около 13,7 миллиардов лет назад.
Когда Вселенная остыла через несколько минут после своего рождения, кварки смогли собраться вместе и образовать ядра атомов. Примерно через 400 000 лет Вселенная еще больше остыла, позволив электронам замедлиться и быть захваченными атомными ядрами, что привело к образованию первых атомов гелия и водорода, которые до сих пор являются самыми распространенными элементами во Вселенной.
3 Как выглядят атомные частицы?
Атомные частицы невероятно малы, и их трудно наблюдать напрямую. Однако ученые смогли определить свойства этих частиц с помощью различных экспериментальных методов. Двумя основными типами атомных частиц являются протоны и нейтроны, составляющие ядро атома. Протоны имеют положительный заряд, а нейтроны не имеют заряда. Эти частицы относительно тяжелые по сравнению с электронами, которые имеют отрицательный заряд и образуют облако вокруг ядра.
Электроны намного легче протонов и нейтронов, а вес 1800 электронов равен весу одного протона. Количество протонов в атоме определяет, какой это элемент, в то время как количество нейтронов может варьироваться, создавая изотопы одного и того же элемента с одинаковым атомным номером, но разной атомной массой. Добавление протона к атому создает новый элемент с другими свойствами, а добавление нейтрона создает только более тяжелую версию того же элемента.
4 Повторим
Как было сказано ранее, все элементарные частицы состоят из кварков, которые служат основой Вселенной. Интересно отметить, что термин «кварк» был заимствован из романа известного писателя-модерниста Джеймса Джойса в 20-м веке, который использовал его для описания звука, издаваемого утками.
Эти кварки далее делятся на шесть, известных как «ароматы», каждый из которых имеет свои уникальные характеристики или «цвет». Кроме того, каждый из шести типов кварков имеет свое собственное отличительное название, а именно: нижний, верхний, странный, очаровательный, верхний и нижний.
Стоит отметить, что «странность» или «очарование» кварков мало похожи на понятия, с которыми мы знакомы в повседневной жизни. Точно так же идея о том, что кварки имеют «цвет», на самом деле относится к их взаимодействию с другими субатомными частицами, особенно с глюонами, а не к какому-либо реальному оттенку. Воображение ученых, безусловно, временами может удивлять.
5 Итог
В любом случае кварки — это действительно замечательные частицы, играющие фундаментальную роль в устройстве нашей Вселенной. Вполне возможно, что тайна Большого Взрыва и наше понимание основных законов Вселенной зависят от этих крошечных частиц материи, которые в тысячи раз меньше атомов.
