Концепція атомізму й елементарні частки. Пізнання речовин і хімічні системи
Информация - Биология
Другие материалы по предмету Биология
ивним і саме воно обумовлює звязок між протонами й нейтронами в атомних ядрах.
Електромагнітна взаємодія менш інтенсивно за своїм характером і визначає специфіку звязку між електронами і ядрами в атомі, а також між атомами в молекулі.
Слабка взаємодія - найменш інтенсивно, вона викликає повільно, що протікають процеси, з елементарними частками, зокрема розпад так званих квазічасток.
Гравітаційна взаємодія відбувається на надзвичайно коротких відстанях і внаслідок крайньої малості мас часток дає досить малі ефекти, але його сила значно зростає при взаємодії більших мас.
Наведена класифікація взаємодій має відносний характер, тому що істотно залежить від енергії часток. У всякому разі вона ставиться лише до взаємодії часток, що володіють не занадто великою енергією.
По типі взаємодії, у якому беруть участь елементарні частки, всі вони, за винятком фотона, можуть бути віднесені до двох груп.
- До першого ставляться адрони, для яких характерне наявність сильної взаємодії, але вони можуть брати участь також в електромагнітній і слабкій взаємодіях.
- До другої групи належать лептони, що беруть участь тільки в електромагнітній і слабкій взаємодіях.
Крім загальних групових характеристик, елементарні частки мають також специфічні, індивідуальні ознаки, які характеризуються їхніми квантовими числами. До них відносять масу частки, час її життя, спин і електричний заряд. По масі частки діляться на важкі, проміжні й легені. За часом життя розрізняють стабільні, квазістабільні й нестабільні частки. До стабільних часток відносять електрон, протон, фотон і нейтрино. Квазістабільні частки розпадаються внаслідок електромагнітної й слабкої взаємодії. Нестабільні частки розпадаються за рахунок сильної взаємодії. Спин характеризує власний момент кількості руху частки й виміряється цілим або напівцілим значенням, кратним постійної Планка. Так, у протона й електрона він дорівнює 1/2, а у фотона 0. Електричні заряди елементарних часток є кратними найменшого заряду, властивому електрону.
Кваркова модель адронів
Велика кількість елементарних часток і особливо адронів уже на початку 1950-х років спонукала фізиків зайнятися пошуком закономірностей у розподілі їхніх мас і інших квантових чисел. Ці пошуки привели американського фізика М. Гелл-Мана (р. 1929) до гіпотези, що всі адрони є комбінаціями кварків.
За сучасними уявленнями кварки - гіпотетичні матеріальні обєкти, з яких складаються всі адрони, т. е частки, що беруть участь у сильній взаємодії. До них ставляться всі мезони й баріони, а також численні нестабільні (резонансні) елементарні частки. Відповідно до нової гіпотези, мезони складаються із кварка й антикварки, баріони (важкі частки, такі, як протон, нейтрон і їм подібні) - із трьох кварків. Гіпотеза кварків стала необхідної для пояснення динаміки різних процесів, у яких беруть участь адрони. Але хоча вона теоретично необхідна, ніякого експериментального підтвердження, незважаючи на численні пошуки за допомогою прискорювачів високих енергій, у космічних променях і навколишнім середовищі, їх не було знайдено. Це змусило фізиків припустити, що тут ми зустрічаємося із принципово новим явищем природи, що називають утриманням кварків. Однак ця думка не є загальноприйнятим і стикається з різними запереченнями.
На шляху створення несуперечливої теорії елементарних часток виникає чимало труднощів, звязаних, наприклад, з одержанням нескінченно великого значення для деяких фізичних величин, неясністю механізму визначення маси щирих елементарних часток і рядом інших проблем. В останні роки намітилася тенденція подолання цих труднощів шляхом відмови від Уявлення про елементарні частки як про крапкові утворення й визнання їхньої кінцевої довжини, а також прийняття нової геометрії на досить малих відстанях. Очевидно перспективним є також облік впливу гравітації на таких відстанях. Нові шляхи дослідження відкриваються також включенням гравітаційної взаємодії в загальну структуру взаємодії елементарних часток.
Атомістична концепція опирається на уявлення про дискретну будову матерії, відповідно до якого пояснення властивостей фізичного тіла можна в остаточному підсумку звести до властивостей тридцятилітніх його дрібних часток, які на певному етапі пізнання вважаються неподільними. Історично такими частками спочатку визнавалися атоми, потім елементарні частки, тепер кварки. Труднощі, які виникають при такому підході, із загальної, світоглядної точки зору звязані, по-перше, з абсолютизацією аспекту дискретності, необмеженої подільності матерії, по-друге, з повною редукцією складного до простого, при якій не враховуються якісні розходження між ними.
Тому з філософської точки зору особливо цікавими представляються нові підходи до вивчення будови матерії, які ґрунтуються не на пошуку останніх, неподільних і фундаментальних її часток, а скоріше на виявленні їхніх внутрішніх звязків для пояснення цілісних властивостей інших матеріальних утворень. Така точка зору висловлювалася ще В. Гейзенбергом (1901-1976), але поки не одержала подальшого розвитку. Очевидно, на обєднанні концепцій атомізму й дискретності, з одного боку, і безперервності, цілісності й системного підходу - з інший, варто чекати подальшого прогресу в пізнанні фундаментальних фізичних властивостей матерії. У всякому разі редукціонистська тенденція, повязана зі спробами відомості властивостей і закономірносте?/p>