|
Прогулки в Квантовом Мире
|
|
| kvantic | Дата: Вторник, 13.03.2018, 10:24 | Сообщение # 1 |
Группа: Проверенные
Сообщений: 14818
Статус: Оффлайн
| Давайте прогуляемся?
Представьте себе, что поначалу вы идете по широкому проспекту. Вы идете , не обращая внимания на многоэтажные здания, привычный взгляду городской пейзаж. Это -фундаментальная физика, классическая механика. Строения ее стабильны, устойчивы, им очень много лет, но они выглядят по-прежнему солидно, их фасады все так же внушительны и неизменны.
Пойдем дальше...
Неожиданно всё приходит в движение, вы видите картинку то сверху, то сбоку, мимо проносятся поезда, самолеты, вон взлетает ракета и с непостижимой скоростью исчезает...Да это вы вошли в зону Теории относительности. Красиво, пока еще понятно. Все ограничивается только скоростью света.
Но что вдруг начинает происходить вокруг?
Реальность становится зыбкой, волшебное сияние окутывает всё, появляются и исчезают волны света, словно солнечные зайчики вдруг возникают пляшущие точки и облачка, миг и они превращаются в сияющую рябь, только сосредоточившись, вы можете увидеть нечто определенное, но вы уже не уверены, что существуете сами...
Вы попали в чудесный мир квантов, где возможно всё .
Давайте потихоньку начнем прогулку в этот прекрасный мир.
Сообщение отредактировал kvantic - Вторник, 13.03.2018, 10:25 |
| |
| |
| kvantic | Дата: Вторник, 13.03.2018, 10:27 | Сообщение # 2 |
|
Группа: Проверенные
Сообщений: 14818
Статус: Оффлайн
| ПОЛЕТЕЛИ!
|
| |
| |
| kvantic | Дата: Вторник, 13.03.2018, 10:30 | Сообщение # 3 |
|
Группа: Проверенные
Сообщений: 14818
Статус: Оффлайн
| Многим людям физика кажется такой далекой и запутанной, а квантовая — уж тем более.
Но я хочу раскрыть для вас завесу этой великой тайны, потому что на деле все оказывается странно, но распутываемо.
А также квантовая физика — отличный предмет для разговора с умными людьми.
Квантовая физика — это просто
Для начала вам нужно начертить в голове одну большую линию между микромиром и макромиром, потому что эти миры совершенно различны. Все, что вы знаете о привычном себе пространстве и предметах в нем, является ложным и неприемлемым в квантовой физике.
Фактически, микрочастицы не имеют ни скорости, ни определенного положения, пока ученые на них не посмотрят. Это утверждение кажется нам просто абсурдным, таковым оно казалось и Альберту Эйнштейну, но даже великий физик пошел на попятную.
Дело в том, что проводившиеся исследования доказали, что посмотрев один раз частицу, которая занимала определенное положение, а затем отвернувшись и снова посмотрев, вы увидите, что эта частица уже заняла совершенно иное положение.
Эти шаловливые частицы
Все кажется простым, но когда мы смотрим на ту же частицу, она стоит на месте. То есть эти частицы движутся только тогда, когда мы не можем этого видеть.
Суть такова, что каждая частица (по теории вероятности) обладает шкалой вероятностей находиться в том или ином положении. И когда мы отворачиваемся, а затем снова поворачиваемся, то можем застать частицу в любом из ее возможных положений именно согласно шкале вероятности.
По исследованию частицу искали в разных местах, затем прекращали наблюдать за ней, а затем снова смотрели, как изменилось ее положение. Результат был просто ошеломительным. Подведя итоги, ученые действительно смогли составить шкалу вероятностей, где может находиться та или иная частица.
Например, нейтрон имеет возможность находиться в трех положениях. Проведя исследования, вы можете обнаружить, что в первом положении он будет находиться с вероятностью 15%, во втором — 60%, в третьем — 25%.
Эту теорию никто еще не смог опровергнуть, поэтому она является, как ни странно, самой правильной.
Макромир и микромир
Если мы возьмем предмет из макромира, то увидим, что он тоже обладает шкалой вероятности, но она совершенно другая. Например, вероятность того, что отвернувшись, вы найдете свой телефон на другом конце мира равна практически нулю, но она все равно существует.
Тогда спрашивается, как же так еще не было зафиксировано подобных случаев. Это объясняется тем, что вероятность настолько мала, что человечеству пришлось бы ждать столько лет, сколько еще не прожила наша планета и целая вселенная, чтобы увидеть подобное событие. Выходит, что ваш телефон почти со стопроцентной вероятностью окажется именно там, где вы его видели.
|
| |
| |
| Amon8 | Дата: Вторник, 13.03.2018, 10:39 | Сообщение # 4 |
Группа: Проверенные
Сообщений: 470
Статус: Оффлайн
| kvantic, Продолжай,пожалуйста.
|
| |
| |
| kvantic | Дата: Вторник, 13.03.2018, 10:43 | Сообщение # 5 |
|
Группа: Проверенные
Сообщений: 14818
Статус: Оффлайн
| НО ПРОГУЛКИ ДОЛЖНЫ БЫТЬ ЛЁГКИМИ!
Потому пока погуляем по достаточно широким дорожкам.
ИТАК:
Основы строения атома
Пока не будем говорить, кто и когда узнал о существовании атома, а сразу перейдем к основам его строения: Атом — это мельчайшая частица вещества, которая состоит из ядра (заряд «+»), окруженного электронами (заряд «–»).
Основы строения атома
Электроны расположены на электронных оболочках атома: чем больше заряд ядра, тем больше электронов и электронных оболочек. Сам атом заряда не имеет, так как он является электрически нейтральным: заряд ядра (+) равен сумме зарядов электронов (-), вращающихся вокруг ядра.
Состав ядра атома
Ядро атома состоит из нуклонов. Нуклоны в ядре — это протоны и нейтроны. Массы протона и нейтрона почти одинаковые. Заряд ядра атома обозначается знаком «+» и зависит исключительно от количества протонов, ведь протоны — это носители положительного заряда, а нейтроны заряда не имеют никогда. Почти вся масса атома сконцентрирована в ядре, поэтому оно супер-тяжелое по отношению к остальному содержимому атома, однако, очень маленькое по сравнению с общим размером атома.
Состав ядра атома
Чтобы вы понимали насколько оно мало, приведу пример: если атом увеличить до размеров Земли, то ядро атома будет в диаметре всего 60 метров. Надеюсь, что теперь у вас возникло некоторое представление об основах строения атома и составе атомного ядра.
СЛЫШУ ВОЗГЛАСЫ: ТУТ НЕИНТЕРЕСНО ГУЛЯТЬ! ПОШЛИ ВОН В ТОТ ЗАГАДОЧНЫЙ ЛЕС! МЫ ЭТО УЖЕ ТЫСЯЧУ РАЗ ВИДЕЛИ!
Подождите! Надо просмотреть запасы, проверить, что мы помним, чтобы взять с собой, иначе скоро можем заблудиться!
Поэтому пойдем осторожно, чтобы не раствориться в квантовом мире...
|
| |
| |
| kvantic | Дата: Вторник, 13.03.2018, 10:46 | Сообщение # 6 |
|
Группа: Проверенные
Сообщений: 14818
Статус: Оффлайн
| Давайте присядем и полторы минутки посмотрим на монитор.
Сдернем с атома одежды и заглянем в его нутро... :butcher:
.
|
| |
| |
| kvantic | Дата: Вторник, 13.03.2018, 11:12 | Сообщение # 7 |
|
Группа: Проверенные
Сообщений: 14818
Статус: Оффлайн
| ПередохнУли? 
Полезем дальше в нору? 
Недавно физики лишили электрон заслуженного звания элементарной частицы.
Дело в том, что уже давно ученые предполагали, что в особых ситуациях электрон может распадаться на три составляющих — холон, спинон и орбитон. Возможность раздельного существования холона и спинона была доказана шесть лет назад. А нынче ученым удалось "отделить" орбитон.
Причем первая из них будет переносить заряд электрона (холон)
, другая — его спин (момент импульса)спинон
, а третья вообще является квантом орбитальной волны электрона, то есть переносит его орбитальное взаимодействие с другими электронами и ядром орбитон.
запомнили?
что такое спин? об этом позже...
Еще раз:
Переносчики информации
Радиус электрона очень мал, он равен 2,81794.10-13см, однако выходит, что его составляющие имеют намного меньший размер. Каждая из трех частей, на которые удалось «разделить» электрон, несет в себе информацию о нем. Орбитон, как следует из названия, содержит данные об орбитальной волне частицы. Спинон отвечает за спин электрона, а холон сообщает нам о заряде. Таким образом, физики могут наблюдать отдельно различные состояния электронов в сильно охлажденном веществе. Им удалось проследить пары «холон-спинон» и «спинон-орбитон», но не всю тройку вместе.
Далее разберем ядро атома.
Пока просьба:
не размещать умные статьи, сейчас разберемся и тогда полетим!
|
| |
| |
| kvantic | Дата: Вторник, 13.03.2018, 11:20 | Сообщение # 8 |
|
Группа: Проверенные
Сообщений: 14818
Статус: Оффлайн
| Атом состоит из ядра и окружающего его электронного "облака". Находящиеся в электронном облаке электроны несут отрицательный электрический заряд. Протоны, входящие в состав ядра, несут положительный заряд.
В любом атоме число протонов в ядре в точности равно числу электронов в электронном облаке, поэтому атом в целом – нейтральная частица, не несущая заряда.
Атомное ядро состоит из нуклонов — положительно заряженных протонов и нейтральных нейтронов, которые связаны между собой при помощи сильного взаимодействия.
Ядра с одинаковым числом протонов и разным числом нейтронов называются изотопами.
Ядра с одинаковым числом нейтронов, но разным числом протонов — называются изотонами.
|
| |
| |
| kvantic | Дата: Вторник, 13.03.2018, 12:43 | Сообщение # 9 |
|
Группа: Проверенные
Сообщений: 14818
Статус: Оффлайн
| Пошли дальше...
Итак атомное ядро состоит из протонов и нейтронов.
Протон относится к БАРИОНАМ- Барио́ны (от греч. βαρύς — тяжёлый) — семейство элементарных частиц: сильно взаимодействующие, фермионы[2], состоящие из трёх кварков.
Еще раз: Протон относится к барионам и
Состоит из трёх кварков (один d-кварк и два u-кварка). Стабилен.
Вот посмотрите! Это как раз кварки, составляющие протон
Ну вот...полезли в дебри... 
А что такое кварки?
Короче говоря, термин «кварки» в «переводе» на нормальный человеческий язык будет означать «бредовые»,
«немыслимые», «кошмарные», «дикие», «невообразимые» — можете смело продолжать подбирать синонимы сами.
Кварки-понадобились, чтобы классифицировать множество вновь открытых частиц. Ученым никак не удавалось составить для них нечто вроде таблицы Менделеева как в химии. Тогда предположили, что нейтроны, протоны и прочие барионы состоят из еще более мелких частиц-кварков. Их понадобилось всего 3.
Верхний UP обозначается буквой u, нижний Down буквой d и странный Strange буквой s
Как например протон. Как строится протон?
Берем 3 кварка: 2 u-кварка и один d.
Нейтрон:
Берем 3 кварка: 1u-кварк и 2 d кварка....
можно взять три u-кварка. три кварка d, 3-s кварка; uds...таким образом перечисляются все возможные варианты...
Таким образом ВСЕ известные частицы можно построить из этих 3-х кварков.
Пока всё понятно?
Но...за всем этим стоит математическая модель, называемая "теорией групп".
Что это значит?
А то, что все частицы должны образовывать некие семейства...
Они могли состоять из 3-х, 8-ми, 10-ти частиц. И, оказалось, что все открытые частицы прекрасно укладываются в эти "семейства".
Даже образовались "незанятые" места в семействах, что позволило предсказать появление новых частиц с заранее определенными свойствами и они позже были открыты.
Гуляем дальше?
Пока все гладенько...Доходим до 1974-го года и...Упс!  Открыта новая частица, которая в эту схему не укладывается! 
Кошмар!!! такой хороший домик уже построили! Протоны, нейтроны...все из кварков разного уровня, живут себе спокойно семейками, все чинно и благородно, все довольны жизнью...и тут...аааа!  новичок!
Что делать?
Пришлось придумать еще один кварк-Четвертый...  ему дали название ОЧАРОВАННЫЙ КВАРК. CHARMED. с-кварк.
И, как оказалось не зря!
3 кварка было недостаточно для описания ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЧАСТИЦ и их ВЗАИМНОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ.
Нужно ЧЁТНОЕ число КВАРКОВ и тогда всё становится на свои места.
УРААА!
И тут...открывают 5-й! кварк... Дали ему букву b от английского слова...bottom...  , но потом решили, лучше от слова beauty. прекрасный
Но! Нечетное количество кварков не дает опять возможность ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ...
Тут все стали говорить: Значит должен быть шестой!
Куда деваться...Открыли, Дали букву T от слов Top или Truth.
Теперь мы имеем 6 кварков.
Их так много...Теперь мы знаем, что не только из них строятся все частицы, уже имеющие "домик", но пришла пора классифицировать сами кварки!
Оказалось, что кварки формируются в пары.
Первая : u и d кварки, которые были с самого начала
Вторая: s и с кварк
Третья: t и b кварки
И вот каждая из этих пар обладает АБСОЛЮТНО ИДЕНТИЧНЫМИ СВОЙСТВАМИ, каждая!
Единственное отличие, что каждая последующая пара ТЯЖЕЛЕЕ предыдущей.
Тогда дали им название Поколения, 1-я пара-первое поколение, 2-я-второе и 3-я третье.
Вопрос:
А для чего вообще нужно 3 поколения?
Из чего состоит мир, который мы с вами видим?
Он состоит из ПРОТОНОВ и НЕЙТРОНОВ. есть еще электрон, но мы про кварки-из которых протон и нейтрон.
ВСЁ вокруг, ЗВЕЗДЫ, ВОЗДУХ, ВАШ КОМПЬЮТЕР и мы САМИ состоим из ПРОТОНОВ и НЕЙТРОНОВ.
А помните, мы писали из чего состоят протон и нейтрон?
всего из комбинации ДВУХ КВАРКОВ u и d.
У протона есть заряд +1; у нейтрона заряда нет. У кварков, раз они образуют протон и нейтрон, должен быть электрический заряд!
Считаем:
У ПРОТОНА заряд равен +1.
Он состоит из 3-х кварков. u u d
Значит заряд 1-го кварка равен одной трети 1/3. Следовательно u кварк 2/3 d-кварк - 1/3. 2|3+2|3-1/3=1
у НЕЙТРОНА u d d заряда нет. 2/3-1/3-1/=0
и ТАК ВСЕ БАРИОНЫ, К КОТОРЫМ ОТНОСЯТСЯ ПРОТОН И НЕЙТРОН СОСТОЯТ ИЗ 3-Х КВАРКОВ.
Каждый кварк имеет спин 1/2 , вот из 3-х этих трех половинок набирается полуцелый спин бариона.
[b]Каждая частица-имеет античастицу, то есть частицу с противоположным зарядом и кварки тоже!
Но есть еще и МЕЗОНЫ, которые имеют СПИН=0
[/b]
Поэтому МЕЗОНЫ строятся из 2-х КВАРКОВ.
Есть такой ПИ-МЕЗОН. Пи-мезон является переносчиком ядерных сил...
Но об этом тоже позже...
Пока сворачиваемся...Время обедать...
|
| |
| |
| kvantic | Дата: Вторник, 13.03.2018, 12:56 | Сообщение # 10 |
|
Группа: Проверенные
Сообщений: 14818
Статус: Оффлайн
| Прошу прощения, что медленно движемся, но мне приходится своими словами, чтобы понятнее было...а это трудно.
вот видео еще гляньте по теме, очень наглядно и просто. А потом постепенно перейдем к взимодействиям частиц, бозонам, фотонам и единицам измерения-квантам ...тогда уже можно будет залазить в дебри и не бояться заблудиться.
Общее представление.
|
| |
| |
| sprint22 | Дата: Вторник, 13.03.2018, 13:47 | Сообщение # 11 |
Группа: Проверенные
Сообщений: 15766
Статус: Оффлайн
| kvantic, ...перекур..!!!
|
| |
| |
| LOG | Дата: Вторник, 13.03.2018, 14:58 | Сообщение # 12 |
|
Группа: Проверенные
Сообщений: 1411
Статус: Оффлайн
| kvantic! похвастаюсь
две недели назад проводил испытания чудной машины. Нас двое один (мой товарищ) открывал магнитным ключом дверь, это занимает 1-2 секунды. Я за это мгновение, вышел из машинки, сходил в офис и 12 часов к ряду писал на твою тему трактат, получилось более 100 страниц А-4.
... Затем вернулся обратно в исходную точку, а мой друг ещё медленно, медленно подносил магнитный ключ к замку. Далее, когда ему показал результат ... естественно он не поверил, но до вхождения в машинку мои руки были пусты. Он не то что не поверил, а отказался понимать. Тоже происходит со всеми людьми, привыкшим к обычному ограничению.
...P.S.
Медленно, медленно сюда буду выкладывать выписки ...
ПРАВИЛО
в освоении смысла необходимо отключить привычное понимание ...
Сообщение отредактировал LOG - Вторник, 13.03.2018, 15:02 |
| |
| |
| kvantic | Дата: Вторник, 13.03.2018, 17:26 | Сообщение # 13 |
|
Группа: Проверенные
Сообщений: 14818
Статус: Оффлайн
| sprint22, Отлично! Тоже собиралась "разбавлять" тему анекдотами и картинками.
Благодарю!
|
| |
| |
| kvantic | Дата: Вторник, 13.03.2018, 17:28 | Сообщение # 14 |
|
Группа: Проверенные
Сообщений: 14818
Статус: Оффлайн
| LOG, давай!
Будучи немного знакома с твоими экспериментами, мне тем более интересно!
Только жаль, что не всем удается "отключить привычное понимание ... "
|
| |
| |
| kvantic | Дата: Вторник, 13.03.2018, 17:49 | Сообщение # 15 |
|
Группа: Проверенные
Сообщений: 14818
Статус: Оффлайн
| Пошли гулять дальше...
Видите воздушную паутинку?
Это ЛЕПТОНЫ
Самые легкие частички.
Самые легкие частицы, участвующие в [color=blue][b]электромагнитных и слабых взаимодействиях. К ним относятся частицы, не обладающие сильным взаимодействием: электроны , мюоны , таоны , а также электронные нейтрино , мюонные нейтрино и тау-нейтрино .
Мюоны и электроны имеют электрический заряд, потому участвуют в электромагнитных взаимодействиях,
все нейтрино участвуют только в слабых взаимодействиях.[/b][/color]
Вот пошли кустики и веточки...
Это
Адроны (греч. «адрос» – крупный, массивный) - частицы, участвующие в сильных, электромагнитных и слабых взаимодействиях. Сегодня известно свыше сотни адронов и их подразделяют на барионы и мезоны.
Барионы - адроны, состоящие из трёх кварков (qqq) (помните?)и имеющие барионное число B = 1.
Класс барионов объединяет в себе нуклоны (p, n) и нестабильные частицы с массой большей массы нуклонов, получившие название гиперонов .
Все гипероны обладают сильным взаимодействием, и следовательно активно взаимодействуют с атомными ядрами.
Спин всех барионов равен 1/2 , так что барионы еще и являются фермионами. За исключением протона, все барионы нестабильны.
При распаде бариона, наряду с другими частицами, обязательно образуется барион.
Эта закономерность является одним из проявлений закона сохранения барионного заряда.
Мезоны - адроны, состоящие из кварка и антикварка и имеющие барионное число B = 0.
Мезоны – сильно взаимодействующие нестабильные частицы, не несущие так называемого барионного заряда. (=0).
Чем они отличаются от лептонов?
В отличие от лептонов, мезоны обладают не только слабым (и если они заряжены, электромагнитным), но также и сильным взаимодействием, проявляющимся при взаимодействии их между собой, а также при взаимодействии между мезонами и барионами.
Пошли в заросли...
Оп! Спин всех мезонов равен нулю, так что они являются бозонами.
Что такое БОЗОНЫ?
Калибровочные бозоны - частицы, осуществляющие взаимодействие между фундаментальными фермионами (кварками и лептонами). Это частицы W+, W–, Z0 и восемь типов глюонов g.
Сюда же можно отнести и фотон γ.
Запомните, чтобы двигаться дальше.
|
| |
| |
