Концепции современного естествознания. Александр Садохин
Читать онлайн книгу.
имеет никакого отношения к обычному оптическому цвету в макромире. Цвет кварка, как и аромат, – условное название для определенной физической характеристики этих частиц. Цвет кварка практически означает разновидность «заряда» сильного ядерного взаимодействия. «Заряд» сильного взаимодействия в физике именуется «цветом». Каждый кварк может быть носителем одного из трех основных «зарядов» или цветов – синего, зеленого, красного. Иначе говоря, каждый кварк способен иметь «заряд» красного, синего или зеленого цвета. Понятие цвета было введено, чтобы не отказываться от запрета Паули, так как в барионных и антибарионных частицах кварки одного аромата часто оказывались вместе. Например, протон образуется комбинацией кварков uud, а нейтрон – udd.
Каждому кварку соответствует антикварк с противоположным цветом (антикрасный, антизеленый и антисиний). Таким образом, шесть кварков и шесть антикварков – 12 фундаментальных частиц – призваны объяснить почти все многообразие частиц, кроме лептонов.
При объединении кварков и антикварков выполняются два условия.
1. Суммарный электрический заряд кварков в адроне должен быть целочисленным, скомпенсированным до нуля или единицы.
2. Кварки, соединяющиеся в адрон, полностью компенсируют свои цветовые заряды и соответствуют признаку бесцветности (конфайнмент). Их цвета («заряды») соединяются также, как в оптике, где сложение красного, синего и зеленого приводит к белому (бесцветному) цвету. Белый цвет дает сложение красного и антикрасного, синего и антисинего и т. п.
Кварки объединяются между собой благодаря сильному взаимодействию. Переносчиками сильного взаимодействия выступают глюоны, которые «склеивают» кварки между собой. Предполагается, что кварки участвуют также в электромагнитных и слабых взаимодействиях. В электромагнитном взаимодействии кварки не меняют цвет и аромат. В слабых взаимодействиях меняют аромат, но сохраняют цвет.
Долгое время ученые пытались обнаружить кварки в многочисленных экспериментах, доводя точность измерений в них до очень высоких значений, но сделать этого не удалось. Пришлось признать, что законы природы «запрещают» существование отдельных частиц с дробным электрическим зарядом. Однако в 1969 г. в Стэнфордском университете США были проведены опыты, доказавшие существование кварков. В ходе экспериментов при бомбардировке электронами протонов было обнаружено, что электроны «налетали» на твердые крохотные вкрапления и «отскакивали» от них под самыми невероятными углами. Ученые предположили, что эти твердые вкрапления и были кварками. В настоящее время теория кварков продолжает развиваться и уточняться, поэтому ее нельзя считать окончательно сформированной.
5.4. Физическое взаимодействие и его типы
Связь, взаимодействие и движение представляют собой важнейшие атрибуты материи, без которых невозможно ее существование. Долгое время в научной картине мира ведущая роль отводилась движению. Оно считалось ключевой характеристикой