Cele mai ușoare și mai masive particule elementare. Cea mai mică particulă din univers

La întrebarea Care este cea mai mică particulă din univers? Quark, Neutrino, Bosonul Higgs sau gaura neagră Planck? dat de autor caucazian cel mai bun răspuns este Particulele fundamentale toate au dimensiunea zero (raza este zero). După greutate. Există particule cu masă zero (foton, gluon, graviton). Dintre cei masivi, neutrinii au cea mai mică masă (mai puțin de 0,28 eV/s ^ 2, mai precis, nu au fost încă măsurați). Frecvența, timpul - nu sunt caracteristici ale particulelor. Puteți vorbi despre vremurile vieții, dar aceasta este o conversație diferită.

Răspuns de la coase[guru]
Mosk Zerobubus.

Răspuns de la Mihail Levin[guru]
de fapt, nu există practic un concept de „mărime” în microlume. Ei bine, pentru nucleu se mai poate vorbi despre un analog de dimensiune, de exemplu, prin probabilitatea ca electronii să intre în el din fascicul, dar nu și pentru cei mai mici.

Răspuns de la a boteza[guru]
"dimensiunea" unei particule elementare - o caracteristică a unei particule, care reflectă distribuția spațială a masei sau a sarcinii sale electrice; de obicei ei vorbesc despre așa-zisa. raza pătrată medie a distribuției de sarcină electrică (care caracterizează simultan distribuția de masă)
Bosonii și leptonii gauge, în limitele preciziei măsurătorilor efectuate, nu dezvăluie „dimensiuni” finite. Aceasta înseamnă că „dimensiunile” lor< 10^-16 см
Spre deosebire de particulele elementare adevărate, „dimensiunile” hadronului sunt finite. Raza lor caracteristică rădăcină-pătrată medie este determinată de raza de confinare (sau confinarea quarcilor) și este egală în ordinul mărimii cu 10-13 cm. În acest caz, desigur, variază de la hadron la hadron.

Răspuns de la Kirill Odding[guru]
Unul dintre marii fizicieni a spus (nu Niels Bohr pentru o oră?) „Dacă reușești să explici mecanica cuantică în termeni vizuali, du-te și ia-ți premiul Nobel”.

Răspuns de la Serkod Serghei Polikanov[guru]
Care este cea mai mică particulă elementară din univers?
Particule elementare care creează un efect gravitațional.
Chiar mai puțin?
Particule elementare care le pun în mișcare pe cele care creează un efect gravitațional
dar participă și ei la ea.
Sunt chiar mai mici particule elementare.
Parametrii lor nici măcar nu se încadrează în calcule, deoarece structurile și parametrii lor fizici sunt necunoscute.

Răspuns de la Misha Nikitin[activ]
QUARK

Răspuns de la Matipati kipirofinovici[activ]
GAURA NEGRA A LUI PLANKO

Răspuns de la Frate qwerty[incepator]
Quarcii sunt cele mai mici particule din lume. Pentru univers nu există concept de dimensiune, este nelimitat. Dacă inventezi o mașină pentru a reduce o persoană, atunci va fi posibil să scazi infinit mai puțin, mai puțin, mai puțin... Da, Quark este cea mai mică „particulă” Dar există ceva mai mic decât o particulă. Spaţiu. Nu. Are. mărimea.

Răspuns de la Anton Kurochka[activ]
Proton Neutron 1*10^-15 1 femtometru
Quark-U Quark-D Electron 1*10^-18 1 atometru
Quark-S 4*10^-19 400 zeptometre
Quark-C 1*10^-19 100 zeptometre
Quark-B 3*10^-20 30 zeptometre
Neutrin de mare energie 1,5*10^-20 15 zeptometre
Preon 1*10^-21 1 zeptometru
Quark-T 1*10^-22 100 yoctometre
MeV Neutrino 2*10^-23 20 yoctometre
Neutrino 1*10^-24 1 yoctometru -(dimensiuni foarte mici!!!) -
Particulă Plonk 1,6*10^-35 0,000 000 000 016 yoctometru
Spumă cuantică șir cuantic 1*10^-35 0,000 000 000 01 yoctometru
Acesta este un tabel cu dimensiunile particulelor. Și aici puteți vedea că cea mai mică particulă este particula Planck, dar deoarece este prea mică, Neutrino este cea mai mică particulă. Dar pentru univers, doar lungimea Planck este mai mică

Cea mai mică particulă de zahăr este o moleculă de zahăr. Structura lor este astfel încât zahărul are un gust dulce. Și structura moleculelor de apă este de așa natură încât apa pură nu pare dulce.

4. Moleculele sunt formate din atomi

Și molecula de hidrogen este cea mai mică particulă de substanță hidrogen. Cele mai mici particule de atomi sunt particule elementare: electroni, protoni și neutroni.

Toată materia cunoscută de pe Pământ și dincolo de aceasta este formată din elemente chimice. Numărul total de elemente naturale este de 94. At temperatura normala 2 dintre ele sunt în stare lichidă, 11 sunt în stare gazoasă și 81 (inclusiv 72 de metale) sunt în stare solidă. Așa-numita „a patra stare a materiei” este plasma, o stare în care electronii încărcați negativ și ionii încărcați pozitiv sunt în în continuă mișcare. Limita de măcinare este heliul solid, care, așa cum a fost stabilit încă din 1964, ar trebui să fie o pulbere monoatomică. TCDD, sau 2, 3, 7, 8-tetraclorodibenzo-p-dioxina, descoperită în 1872, este letal la o concentrație de 3,1 10–9 mol/kg, care este de 150 de mii de ori mai puternică decât o doză similară de cianură.

Materia este formată din particule individuale. molecule diferite substanțe diferit. 2 atomi de oxigen. Acestea sunt molecule de polimer.

Cam despre complex: misterul celei mai mici particule din univers sau cum să prinzi un neutrin

Modelul standard al fizicii particulelor elementare este o teorie care descrie proprietățile și interacțiunile particulelor elementare. Toți quarcii au, de asemenea, o sarcină electrică care este un multiplu de 1/3 din sarcina elementară. Antiparticulele lor sunt antileptoni (antiparticula unui electron se numește pozitron după motive istorice). Hiperonii, cum ar fi particulele Λ-, Σ-, Ξ- și Ω-, conțin unul sau mai mulți s-quarks, se descompun rapid și sunt mai grei decât nucleonii. Moleculele sunt cele mai mici particule de materie care încă o țin împreună. Proprietăți chimice.

Ce beneficii financiare sau de altă natură pot fi obținute din această particule? Fizicienii ridică din umeri. Și ei chiar nu știu asta. Odată studiul diodelor semiconductoare aparținea fizicii pur fundamentale, fără nicio aplicație practică.

Bosonul Higgs este o particulă atât de importantă pentru știință încât a fost poreclit „particula lui Dumnezeu”. Ea este, după cum cred oamenii de știință, cea care dă masă tuturor celorlalte particule. Aceste particule încep să se descompună de îndată ce se nasc. Crearea unei particule necesită o cantitate imensă de energie, cum ar fi cea produsă de Big Bang. În ceea ce privește dimensiunea și greutatea mai mare a superpartenerilor, oamenii de știință cred că simetria a fost ruptă într-un sector ascuns al universului care nu poate fi văzut sau găsit. De exemplu, lumina este alcătuită din particule de masă zero numite fotoni care poartă forță electromagnetică. În mod similar, gravitonii sunt particulele teoretice care poartă forța gravitației. Oamenii de știință încă încearcă să găsească gravitonii, dar este foarte dificil să facă acest lucru, deoarece aceste particule interacționează foarte slab cu materia.

Ele apar în forme diferiteși dimensiuni, unele vin în duete distructive care ajung să se distrugă reciproc, iar unele au nume incredibile precum „neutralino”. Iată o listă cu cele mai mici particule care îi uimesc chiar și pe fizicieni.

Particulă a lui Dumnezeu

Bosonul Higgs este o particulă atât de importantă pentru știință încât a fost supranumită „particulă a lui Dumnezeu”. Ea este, după cum cred oamenii de știință, cea care dă masă tuturor celorlalte particule. S-a vorbit pentru prima dată despre aceasta în 1964, când fizicienii s-au întrebat de ce unele dintre particule au mai multă masă decât altele. Bosonul Higgs este asociat cu câmpul Higgs, un fel de rețea care umple universul. Câmpul și bosonul sunt considerate responsabile pentru a da masa altor particule. Mulți oameni de știință cred că mecanismul Higgs este cel care conține piesele lipsă ale puzzle-ului pentru a înțelege pe deplin. model standard, care descrie toate particulele cunoscute, dar legătura dintre ele nu a fost încă dovedită.

Quarci

Quarcii sunt denumite încântător unități de protoni și neutroni care nu sunt niciodată singuri și există întotdeauna doar în grupuri. Aparent, forța care leagă quarci împreună crește odată cu creșterea distanței, adică cu cât cineva încearcă mai mult să împingă unul dintre quarci departe de grup, cu atât mai mult va fi atras înapoi. Astfel, quarcii liberi pur și simplu nu există în natură. Există șase tipuri de quarci în total și, de exemplu, protonii și neutronii sunt formați din mai mulți quarci. Există trei dintre ele în proton - doi de același tip și unul de celălalt, iar în neutron - doar doi, ambele de un tip diferit.

Superparteneri

Aceste particule aparțin teoriei supersimetriei, care spune că pentru fiecare cunoscută omului particule, există o altă particulă similară care nu a fost încă descoperită. De exemplu, superpatternul unui electron este un selectron, superpartenerul unui quarc este un squark, iar superpartenerul unui foton este un fotino. De ce aceste superparticule nu sunt observate acum în univers? Oamenii de știință cred că sunt mult mai grei decât omologii lor, iar greutatea mai mare reduce durata de viață. Aceste particule încep să se descompună de îndată ce se nasc. Crearea unei particule necesită o cantitate imensă de energie, cum ar fi cea produsă de Big Bang. Poate că oamenii de știință vor găsi o modalitate de a reproduce superparticulele, de exemplu, în Large Hadron Collider. În ceea ce privește dimensiunea și greutatea mai mare a superpartenerilor, oamenii de știință cred că simetria a fost ruptă într-un sector ascuns al universului care nu poate fi văzut sau găsit.

Neutrino

Acestea sunt particule subatomice ușoare care se mișcă cu o viteză apropiată de viteza luminii. De fapt, trilioane de neutrini se deplasează prin corpul tău în orice moment, dar nu interacționează aproape niciodată cu materia obișnuită. Unii neutrini provin de la Soare, alții provin din razele cosmice care interacționează cu atmosfera.

antimaterie

Toate particulele obișnuite au un partener de antimaterie, particule identice cu sarcini opuse. Când materia și antimateria se întâlnesc, se anulează reciproc. Pentru un proton, o astfel de particulă este un antiproton, dar pentru un electron, este un pozitron.

Gravitoni

În mecanica cuantică, toate forțele fundamentale sunt exercitate de particule. De exemplu, lumina este alcătuită din particule de masă zero numite fotoni care poartă forță electromagnetică. În mod similar, gravitonii sunt particulele teoretice care poartă forța gravitației. Oamenii de știință încă încearcă să găsească gravitonii, dar este foarte dificil să facă acest lucru, deoarece aceste particule interacționează foarte slab cu materia. Cu toate acestea, oamenii de știință nu renunță să încerce, deoarece speră că vor putea în continuare să prindă gravitonii pentru a-i studia mai detaliat - aceasta poate fi o adevărată descoperire în mecanica cuantică, deoarece multe astfel de particule au fost deja studiate, dar gravitonul rămâne exclusiv teoretic. După cum puteți vedea, fizica poate fi mult mai interesantă și mai interesantă decât vă puteți imagina. Întreaga lume este plină de diferite particule, fiecare dintre acestea fiind un domeniu imens de cercetare și studiu, precum și o bază uriașă de cunoștințe despre tot ceea ce înconjoară o persoană. Și nu trebuie decât să ne gândim la câte particule au fost deja descoperite - și câți oameni au încă de descoperit.

Doctor în Științe Fizice și Matematice M. KAGANOV.

Potrivit unei lungi tradiții, revista „Știință și viață” vorbește despre cele mai recente realizări stiinta moderna, despre cele mai recente descoperiri în fizică, biologie și medicină. Dar pentru a înțelege cât de importante și interesante sunt, este necesar cel puțin in termeni generali au o înțelegere a bazelor științei. Fizica modernă se dezvoltă rapid, iar oamenii din generația mai în vârstă, cei care au studiat la școală și la institut în urmă cu 30-40 de ani, nu sunt familiarizați cu multe dintre prevederile ei: pur și simplu nu existau atunci. Iar tinerii noștri cititori nu au avut încă timp să învețe despre ele: literatura de știință populară practic a încetat să mai fie publicată. De aceea l-am rugat pe M. I. Kaganov, un autor de lungă durată al revistei, să ne vorbească despre atomi și particulele elementare și despre legile care le guvernează, despre ce este materia. Moisei Isaakovich Kaganov este un fizician teoretician, autor și coautor a câteva sute de lucrări despre teoria cuantică a solidelor, teoria metalelor și magnetism. A fost un membru de frunte al Institutului pentru Probleme Fizice, numit după V.I. P. L. Kapitsa și profesor la Universitatea de Stat din Moscova. M. V. Lomonosov, membru al redacției revistelor „Nature” și „Quantum”. Autor al multor articole și cărți de popularitate. Acum locuiește în Boston (SUA).

Știință și viață // Ilustrații

Filosoful grec Democrit a fost primul care a folosit cuvântul „atom”. Conform învățăturilor sale, atomii sunt indivizibili, indestructibili și în continuă mișcare. Sunt infinit de diverse, au depresiuni și umflături, cu care se împletesc, formând toate corpurile materiale.

Tabelul 1. Cele mai importante caracteristici ale electronilor, protonilor și neutronilor.

atom de deuteriu.

Fizicianul englez Ernst Rutherford este considerat a fi fondatorul fizica nucleara, doctrina radioactivității și teoria structurii atomului.

În imagine: suprafața unui cristal de tungsten a fost mărită de 10 milioane de ori; fiecare punct luminos este atomul său individual.

Știință și viață // Ilustrații

Știință și viață // Ilustrații

Lucrând la crearea teoriei radiațiilor, Max Planck în 1900 a ajuns la concluzia că atomii unei substanțe încălzite ar trebui să emită lumină în porțiuni, cuante, având dimensiunea de acțiune (J.s) și energie proporțională cu frecvența radiației: E = hn.

În 1923, Louis de Broglie a transferat în materie ideea lui Einstein despre natura duală a luminii - dualitate undă-particulă -: mișcarea unei particule corespunde propagării unei unde infinite.

Experimentele de difracție au confirmat în mod convingător teoria lui de Broglie, care afirma că mișcarea oricărei particule este însoțită de o undă, a cărei lungime și viteză depind de masa și energia particulei.

Știință și viață // Ilustrații

Un jucător de biliard cu experiență știe întotdeauna cum se vor rostogoli bilele după o lovitură și le duce cu ușurință în buzunar. Cu particulele atomice este mult mai dificil. Este imposibil de indicat traiectoria unui electron zburător: nu este doar o particulă, ci și o undă, infinită în spațiu.

Noaptea, când nu sunt nori pe cer, luna nu este vizibilă și luminile nu interferează, cerul este plin de stele strălucitoare. Nu este necesar să căutați constelații familiare sau să încercați să găsiți planete aproape de Pământ. Doar priveste! Încercați să vă imaginați un spațiu imens care este plin de lumi și se întinde pe miliarde de miliarde de ani lumină. Doar din cauza distanței, lumile par a fi puncte și multe dintre ele sunt atât de departe încât nu se pot distinge separat și se contopesc într-o nebuloasă. Se pare că suntem în centrul universului. Acum știm că nu este cazul. Respingerea geocentrismului este un mare merit al științei. A fost nevoie de mult efort pentru a realiza că micul Pământ se mișcă într-o secțiune aleatorie, aparent nealocată, a spațiului nemărginit (la propriu!).

Dar viața a apărut pe Pământ. S-a dezvoltat cu atâta succes încât a reușit să producă o persoană capabilă să înțeleagă lumea din jurul său, să caute și să găsească legile care guvernează natura. Realizările omenirii în cunoașterea legilor naturii sunt atât de impresionante, încât cineva se simte involuntar mândru că aparține acestui vârf de rațiune, pierdut la periferia unei Galaxii obișnuite.

Având în vedere diversitatea a tot ceea ce ne înconjoară, existența legilor generale este uimitoare. Nu mai puțin frapant este asta totul este construit din particule de doar trei tipuri - electroni, protoni și neutroni.

Complex teorii matematice, care nu sunt ușor de înțeles. Dar contururile tabloului științific al Lumii pot fi înțelese fără a recurge la o teorie riguroasă. Desigur, acest lucru necesită dorință. Dar nu numai: chiar și o cunoștință preliminară va trebui să lucreze. Trebuie să încercați să înțelegeți fapte noi, fenomene necunoscute, care la prima vedere nu sunt de acord cu experiența existentă.

Realizările științei duc adesea la ideea că „nimic nu este sacru” pentru ea: ceea ce era adevărat ieri este aruncat astăzi. Odată cu cunoașterea, apare o înțelegere a modului în care știința tratează cu respect fiecare grăunte de experiență acumulată, cu ce precauție înaintează, mai ales în acele cazuri când este necesar să se abandoneze ideile înrădăcinate.

Scopul acestei povestiri este de a introduce caracteristicile fundamentale ale structurii substanțelor anorganice. În ciuda varietății lor nesfârșite, structura lor este relativ simplă. Mai ales în comparație cu orice, chiar și cu cel mai simplu organism viu. Dar există un lucru în comun: toate organismele vii, precum substanțele anorganice, sunt construite din electroni, protoni și neutroni.

Este imposibil să îmbrățișezi imensitatea: pentru a face cunoștință, cel puțin în termeni generali, cu structura organismelor vii, este nevoie de o poveste specială.

Varietatea lucrurilor, a obiectelor - tot ceea ce folosim, ceea ce ne înconjoară, este nemărginit. Nu numai în scopul și structura lor, ci și în materialele folosite pentru a le crea - substanțe, după cum se spune, atunci când nu este nevoie să le subliniem funcția.

Substanțele, materialele arată solide, iar atingerea confirmă ceea ce văd ochii. S-ar părea că nu există excepții. Apa curgătoare și metalul solid, atât de diferite unul de celălalt, sunt similare într-un singur lucru: atât metalul, cât și apa sunt solide. Adevărat, sarea sau zahărul pot fi dizolvate în apă. Își găsesc locul în apă. Da, și într-un corp solid, de exemplu, în placa de lemn, poți băga un cui. Cu un efort considerabil, este posibil să se realizeze ca locul care a fost ocupat de un copac să fie ocupat de un cui de fier.

Știm foarte bine că o bucată mică poate fi ruptă dintr-un corp solid, practic orice material poate fi zdrobit. Uneori este dificil, alteori se întâmplă spontan, fără participarea noastră. Imaginați-vă pe plajă, pe nisip. Înțelegem că un grăunte de nisip este departe de cea mai mică particulă a substanței care alcătuiește nisipul. Dacă încercați, puteți reduce boabele de nisip, de exemplu, trecând prin role - prin doi cilindri din metal foarte dur. Odată ajuns între role, bobul de nisip este zdrobit în bucăți mai mici. De fapt, așa se face făina din cereale în mori.

Acum că atomul a intrat ferm în viziunea noastră asupra lumii, este foarte greu de imaginat că oamenii nu știau dacă procesul de zdrobire este limitat sau dacă o substanță poate fi zdrobită la infinit.

Nu se știe când oamenii și-au pus prima dată această întrebare. A fost consemnată pentru prima dată în scrierile filosofilor greci antici. Unii dintre ei credeau că, oricât de fracționată este o substanță, ea permite împărțirea în părți și mai mici - nu există limită. Alții au sugerat că există particule minuscule indivizibile care alcătuiesc totul. Pentru a sublinia faptul că aceste particule sunt limita zdrobirii, ei le-au numit atomi (în greacă veche cuvântul „atom” înseamnă indivizibil).

Este necesar să îi numim pe cei care au prezentat pentru prima dată ideea existenței atomilor. Acesta este Democrit (născut în jurul anului 460 sau 470 î.Hr.). nouă eră, a murit la o bătrânețe extremă) și Epicur (341-270 î.Hr.). Deci, știința atomică are aproape 2500 de ani. Ideea de atomi nu a fost în niciun caz acceptată imediat de toată lumea. Chiar și în urmă cu 150 de ani, puțini oameni aveau încredere în existența atomilor, chiar și printre oamenii de știință.

Acest lucru se datorează faptului că atomii sunt foarte mici. Ele nu pot fi văzute nu numai cu ochiul liber, ci și, de exemplu, cu un microscop care mărește de 1000 de ori. Să ne gândim: care este dimensiunea celor mai mici particule care pot fi văzute? La oameni diferiti viziune diferită, dar, probabil, toată lumea va fi de acord că este imposibil să vezi o particulă mai mică de 0,1 milimetri. Prin urmare, dacă utilizați un microscop, puteți, deși cu dificultate, să vedeți particule de aproximativ 0,0001 milimetri în dimensiune, sau 10 -7 metri. Comparând dimensiunile atomilor și distanțele interatomice (10 -10 metri) cu lungimea, acceptată de noi ca limită a capacității de a vedea, vom înțelege de ce orice substanță ni se pare solidă.

2500 de ani este mult timp. Indiferent de ce se întâmplă în lume, au existat întotdeauna oameni care au încercat să răspundă la întrebarea cum funcționează lumea din jurul lor. Uneori, problemele organizării lumii au îngrijorat mai mult, uneori - mai puțin. Nașterea științei în ea înțelegere modernă s-a întâmplat relativ recent. Oamenii de știință au învățat să experimenteze - să pună întrebări naturii și să-i înțeleagă răspunsurile, să creeze teorii care descriu rezultatele experimentelor. Teoriile au necesitat metode matematice riguroase pentru a trage concluzii valide. Știința a parcurs un drum lung. Pe această cale, care pentru fizică a început cu aproximativ 400 de ani în urmă cu lucrările Galileo Galilei(1564-1642), s-a obținut o cantitate infinită de informații despre structura materiei și proprietățile corpurilor de natură diferită, au fost descoperite și înțelese un număr infinit de fenomene diverse.

Omenirea a învățat nu numai să înțeleagă pasiv natura, ci și să o folosească în propriile sale scopuri.

Nu vom lua în considerare istoria dezvoltării conceptelor atomice de peste 2500 de ani și istoria fizicii în ultimii 400 de ani. Sarcina noastră este să spunem cât mai pe scurt și clar posibil despre ce și cum este construit totul - obiectele din jurul nostru, corpurile și noi înșine.

După cum am menționat deja, toată materia este formată din electroni, protoni și neutroni. Știu despre asta de la anii de scoala, dar nu încetează să mă uimească că totul este construit din particule de doar trei tipuri! Dar lumea este atât de diversă! În plus, mijloacele pe care natura le folosește pentru realizarea construcțiilor sunt și ele destul de uniforme.

Descrierea consecventă a modului în care sunt construite substanțele tip diferit este o știință complexă. Ea folosește matematică serioasă. Trebuie subliniat că nu există o altă teorie simplă. Dar principii fizice, care stă la baza înțelegerii structurii și proprietăților substanțelor, deși nu sunt banale și greu de imaginat, pot fi încă înțelese. Cu povestea noastră, vom încerca să ajutăm pe toți cei interesați de structura lumii în care trăim.

S-ar părea că cel mai mult mod natural pentru a înțelege cum este aranjat un dispozitiv complex (jucărie sau mecanism) - pentru a dezasambla, a se descompune în părțile sale componente. Trebuie doar să fii foarte atent, amintindu-ți că va fi mult mai greu de pliat. „A sparge – nu a construi” – spune înțelepciunea populară. Și încă ceva: în ce constă dispozitivul, noi, poate, vom înțelege, dar cum funcționează este puțin probabil. Uneori este necesar să deșurubați un șurub și atât - dispozitivul a încetat să funcționeze. Este necesar nu atât de mult să dezasamblați, cât să înțelegeți.

Deoarece nu vorbim despre descompunerea efectivă a tuturor obiectelor, lucrurilor, organismelor din jurul nostru, ci despre imaginar, adică despre mental, și nu despre experiența reală, atunci nu trebuie să vă faceți griji: nu trebuie să colectați. De asemenea, să nu ne zgârim cu efortul. Nu ne vom gândi dacă este dificil sau ușor să descompunem dispozitivul în părțile sale componente. Asteapta o secunda. Și de unde știm că am ajuns la limită? Poate cu mai mult efort putem merge mai departe? Recunoaștem în fața noastră: nu știm dacă am ajuns la limită. Trebuie să folosim opinia general acceptată, realizând că acesta nu este un argument foarte de încredere. Dar dacă vă amintiți că aceasta este doar o opinie general acceptată și nu adevărul suprem, atunci pericolul este mic.

Acum este general acceptat că particulele elementare servesc drept detalii din care totul este construit. Și deși nu toate. După ce am căutat în cartea de referință corespunzătoare, vom fi convinși: există mai mult de trei sute de particule elementare. Abundența particulelor elementare ne-a făcut să ne gândim la posibilitatea existenței unor particule subelementare - particule care alcătuiesc particulele elementare în sine. Așa s-a născut ideea de quarci. Au proprietatea uimitoare că nu par să existe într-o stare liberă. Există destul de mulți quarci - șase și fiecare are propria sa antiparticulă. Poate că călătoria în adâncurile materiei nu s-a încheiat.

Pentru povestea noastră, abundența particulelor elementare și existența particulelor subelementare nu este esențială. Electronii, protonii și neutronii sunt direct implicați în construcția substanțelor - totul este construit doar din ele.

Înainte de a discuta despre proprietățile particulelor reale, să ne gândim cum am dori să vedem detaliile din care este construit totul. Când vine vorba de ceea ce ne-am dori să vedem, desigur, trebuie să ținem cont de diversitatea opiniilor. Să alegem câteva caracteristici care par obligatorii.

În primul rând, particulele elementare trebuie să aibă capacitatea de a se uni în diferite structuri.

În al doilea rând, aș dori să cred că particulele elementare sunt indestructibile. Ştiind ce poveste lungă are o lume, este greu de imaginat că particulele din care este compus sunt muritoare.

În al treilea rând, aș dori ca detaliile în sine să nu fie prea multe. Privind blocurile de construcție, vedem cum pot fi create clădiri diferite din aceleași elemente.

Familiarizându-ne cu electronii, protonii și neutronii, vom vedea că proprietățile lor nu contrazic dorințele noastre, iar dorința de simplitate corespunde, fără îndoială, faptului că doar trei tipuri de particule elementare iau parte la structura tuturor substanțelor.

Să prezentăm cele mai importante caracteristici ale electronilor, protonilor și neutronilor. Sunt colectate în tabelul 1.

Mărimea sarcinii este dată în coulombi, masa este dată în kilograme (unități SI); cuvintele „spin” și „statistici” vor fi explicate mai jos.

Să fim atenți la diferența de masă a particulelor: protonii și neutronii sunt de aproape 2000 de ori mai grei decât electronii. În consecință, masa oricărui corp este aproape în întregime determinată de masa protonilor și neutronilor.

Neutronul, după cum sugerează și numele, este neutru - sarcina lui este zero. Un proton și un electron au aceeași mărime, dar opus în sarcinile semnului. Electronul este încărcat negativ, iar protonul este încărcat pozitiv.

Printre caracteristicile particulelor, s-ar părea că nu există caracteristică importantă- dimensiunea lor. Descrierea structurii atomilor și moleculelor, electronilor, protonilor și neutronilor pot fi considerate puncte materiale. Mărimea protonului și neutronului va trebui reținută numai atunci când descrieți nuclee atomice. Chiar și în comparație cu dimensiunea atomilor, protonii și neutronii sunt monstruos de mici (de ordinul a 10 -16 metri).

În esență, această scurtă secțiune se reduce la prezentarea electronilor, protonilor și neutronilor ca elemente de bază ale tuturor corpurilor din natură. Ne-am putea limita pur și simplu la Tabelul 1, dar trebuie să înțelegem cum de la electroni, protoni și neutroni are loc construcția, ceea ce face ca particulele să se combine în structuri mai complexe și care sunt aceste structuri.

Sunt mulți atomi. S-a dovedit a fi necesar și posibil să le aranjezi într-un mod special. Ordonarea face posibilă sublinierea diferenței și asemănării atomilor. Dispunerea rezonabilă a atomilor este meritul lui D. I. Mendeleev (1834-1907), care a formulat legea periodică care îi poartă numele. Dacă ignorăm temporar existența perioadelor, atunci principiul dispunerii elementelor este extrem de simplu: ele sunt aranjate secvențial în funcție de greutatea atomilor. Cel mai ușor este atomul de hidrogen. Ultimul atom natural (nu creat artificial) este atomul de uraniu, care este de peste 200 de ori mai greu decât acesta.

Înțelegerea structurii atomilor a explicat prezența periodicității în proprietățile elementelor.

La începutul secolului al XX-lea, E. Rutherford (1871-1937) a arătat în mod convingător că aproape întreaga masă a unui atom este concentrată în nucleul său - o regiune mică (chiar în comparație cu un atom) a spațiului: raza nucleului este de aproximativ 100 de mii de ori. dimensiune mai mică atom. Când Rutherford și-a făcut experimentele, neutronul nu fusese încă descoperit. Odată cu descoperirea neutronului, s-a înțeles că nucleele constau din protoni și neutroni și este firesc să ne gândim la un atom ca la un nucleu înconjurat de electroni, al cărui număr este egal cu numărul de protoni din nucleu - la urma urmei, în general, atomul este neutru. La fel ca protonii și neutronii material de construcții miezuri, primite denumirea comună- nucleoni (din latină nucleu- miez). Acesta este numele pe care îl vom folosi.

Numărul de nucleoni dintr-un nucleu este de obicei notat cu literă A. Este clar că A = N + Z, Unde N este numărul de neutroni din nucleu și Z- numărul de protoni, egală cu numărul electroni într-un atom. Număr A se numește masă atomică și Z- numar atomic. Atomii cu același număr atomic se numesc izotopi: în tabelul periodic se află în aceeași celulă (în greacă isos - egal , topos - loc). Faptul este că proprietățile chimice ale izotopilor sunt aproape identice. Dacă luați în considerare cu atenție tabelul periodic, puteți vedea că, strict vorbind, dispunerea elementelor nu corespunde cu masă atomică, A numar atomic. Dacă există aproximativ 100 de elemente, atunci există mai mult de 2000 de izotopi. Adevărat, mulți dintre ei sunt instabili, adică radioactivi (din latină radio- radiază activus- active), se degradează, emitând diverse radiații.

Experimentele lui Rutherford nu numai că au condus la descoperirea nucleelor ​​atomice, dar au arătat, de asemenea, că aceleași forțe electrostatice acționează în atom, care resping corpurile cu încărcare similară unele de altele și atrag corpuri încărcate opus (de exemplu, bile de electroscop) unele la altele.

Atomul este stabil. Prin urmare, electronii dintr-un atom se mișcă în jurul nucleului: forța centrifugă compensează forța de atracție. Înțelegerea acestui lucru a condus la crearea unui model planetar al atomului, în care nucleul este Soarele, iar electronii sunt planetele (din punctul de vedere al fizicii clasice, modelul planetar este inconsecvent, dar mai multe despre asta mai jos).

Mânca întreaga linie modalități de a estima dimensiunea unui atom. Estimări diferite conduc la rezultate similare: dimensiunile atomilor, desigur, sunt diferite, dar aproximativ egale cu câteva zecimi de nanometru (1 nm = 10 -9 m).

Luați în considerare mai întâi sistemul de electroni dintr-un atom.

ÎN sistem solar planetele sunt atrase de soare prin gravitație. Într-un atom acționează o forță electrostatică. Este adesea numit Coulomb după Charles Augustin Coulomb (1736-1806), care a stabilit că forța de interacțiune dintre două sarcini este invers proporțională cu pătratul distanței dintre ele. Faptul că două acuzații Q 1 și Q 2 sunt atrași sau respinși cu o forță egală cu F C = Q 1 Q 2 /r 2 , Unde r- distanta dintre sarcini, se numeste "Legea lui Coulomb". Index " CU" atribuit forţei F prin prima literă a numelui lui Coulomb (în franceză Coulomb). Printre cele mai diverse enunțuri, există puține care sunt numite la fel de corect drept lege ca legea lui Coulomb: la urma urmei, domeniul de aplicare al acesteia este practic nelimitat. Corpurile încărcate, indiferent de dimensiunea lor, precum și particulele încărcate atomice și chiar subatomice - toate atrag sau resping în conformitate cu legea lui Coulomb.

Gravitația este familiară omului copilărie timpurie. Pe măsură ce cade, învață să respecte forța gravitațională față de Pământ. Cunoașterea mișcării accelerate începe de obicei cu studiul căderii libere a corpurilor - mișcarea unui corp sub influența gravitației.

Între două corpuri de masă M 1 și M 2 forța acționează F N=- GM 1 M 2 /r 2 . Aici r- distanta dintre corpuri, G- constantă gravitațională egală cu 6,67259,10 -11 m 3 kg -1 s -2 , indicele „N” este dat în cinstea lui Newton (1643 - 1727). Această expresie se numește lege gravitatie subliniindu-i caracterul general. Forta F N determină mișcarea galaxiilor, corpurilor cerești și căderea obiectelor pe Pământ. Legea gravitației universale este valabilă pentru orice distanță dintre corpuri. Schimbări în imaginea gravitației, care au făcut teorie generală Relativitatea lui Einstein (1879-1955), nu vom aminti.

Atât forța electrostatică Coulomb cât și forța newtoniană de gravitație universală sunt aceleași (ca 1/ r 2) scad odată cu creșterea distanței dintre corpuri. Acest lucru vă permite să comparați acțiunea ambelor forțe la orice distanță dintre corpuri. Dacă forța de respingere coulombiană a doi protoni este comparată ca mărime cu forța de atracție gravitațională a acestora, atunci se dovedește că F N / F C= 10 -36 (Q 1 =Q 2 = e p; M 1 = =M 2 =m p). Prin urmare, gravitația nu joacă niciun rol semnificativ în structura atomului: este prea mică în comparație cu forța electrostatică.

Nu este dificil să detectați sarcinile electrice și să măsurați interacțiunea dintre ele. Dacă forța electrică este atât de mare, atunci de ce nu este importantă când, să zicem, cad, sar, aruncă o minge? Pentru că în cele mai multe cazuri avem de-a face cu corpuri neutre (neîncărcate). Există întotdeauna o mulțime de particule încărcate în spațiu (electroni, ioni semn diferit). Sub influența unei forțe electrice atrăgătoare uriașe (la scară atomică), creată de un corp încărcat, particulele încărcate se grăbesc la sursa sa, se lipesc de corp și îi neutralizează sarcina.

Este foarte greu să vorbim despre particule atomice și chiar mai mici, subatomice, în principal pentru că proprietățile lor nu au analogi în lumea noastră. Viata de zi cu zi Nu. S-ar putea crede că particulele care alcătuiesc atomi atât de mici pot fi reprezentate convenabil ca puncte materiale. Dar totul s-a dovedit a fi mult mai complicat.

O particulă și o undă... S-ar părea că chiar și compararea este lipsită de sens, sunt atât de diferite.

Probabil, când te gândești la un val, în primul rând îți imaginezi un val de la suprafața mării. Valurile vin la țărm din larg, lungimile de undă - distanțele dintre două creste succesive - pot fi diferite. Este ușor de observat valuri având o lungime de ordinul a câțiva metri. In timpul agitarii, evident, masa de apa fluctueaza. Valul acoperă un spațiu considerabil.

Unda este periodică în timp și spațiu. lungime de unda ( λ ) este o măsură a periodicității spațiale. Periodicitatea mișcării valurilor în timp este vizibilă în frecvența de sosire a crestelor valurilor la țărm și poate fi detectată, de exemplu, prin oscilația în sus și în jos a plutitorului. Să notăm cu literă perioada de mișcare a valurilor - timpul în care trece o undă T. Reciproca perioadei se numește frecvența ν = 1/T. Cele mai simple unde (armonice) au o anumită frecvență care nu se modifică în timp. Orice mișcare de undă complexă poate fi reprezentată ca un set de unde simple (vezi „Știința și viața” nr. 11, 2001). Strict vorbind, un val simplu ocupă un spațiu infinit și există la infinit. O particulă, așa cum ne imaginăm, și o undă sunt complet diferite.

De pe vremea lui Newton, a existat o dezbatere despre natura luminii. Ce este lumina - o colecție de particule (corpuscule, din latină corpusculum- corp) sau valuri? Teoriile au concurat de mult. Teoria undelor a câștigat: teoria corpusculară nu a putut explica faptele experimentale (interferența și difracția luminii). Teoria undelor a făcut față cu ușurință propagării rectilinie a unui fascicul de lumină. Un rol important l-a jucat faptul că lungimea de undă a undelor luminoase, conform conceptelor cotidiene, este foarte mică: intervalul de lungimi de undă. lumina vizibila de la 380 la 760 nanometri. Mai scurt undele electromagnetice- raze ultraviolete, raze X și gamma și cele mai lungi - infraroșu, milimetru, centimetru și toate celelalte unde radio.

LA sfârşitul XIX-lea secolul, victoria teoriei ondulatorii a luminii asupra celei corpusculare părea definitivă și irevocabilă. Cu toate acestea, secolul al XX-lea a făcut ajustări serioase. Părea să fie lumină, valuri sau particule. S-a dovedit - atât valuri, cât și particule. Pentru particulele de lumină, pentru cuantele sale, după cum se spune, a fost inventat un cuvânt special - „foton”. Cuvântul „cuantic” provine din cuvântul latin cuantic- cât și „foton” - din cuvântul grecesc fotografii- ușoară. Cuvintele care indică numele particulelor, în cele mai multe cazuri, au finalul El. În mod surprinzător, în unele experimente lumina se comportă ca undele, în timp ce în altele se comportă ca un flux de particule. Treptat, a fost posibil să se construiască o teorie care prezice cum, în ce experiment, se va comporta lumina. În prezent, această teorie este acceptată de toată lumea, comportamentul diferit al luminii nu mai este surprinzător.

Primii pași sunt întotdeauna deosebit de dificili. A trebuit să merg împotriva opiniei stabilite în știință, să exprim afirmații care păreau a fi erezie. Oamenii de știință adevărați cred cu sinceritate în teoria pe care o folosesc pentru a descrie fenomenele observate. Este foarte greu să abandonezi teoria acceptată. Primii pași au fost făcuți de Max Planck (1858-1947) și Albert Einstein (1879-1955).

Potrivit lui Planck-Einstein, lumina este emisă și absorbită de materie în porțiuni separate, cuante. Energia transportată de un foton este proporțională cu frecvența acestuia: E = h v. Factorul de proporționalitate h Constanta Planck a fost numită după fizicianul german care a introdus-o în teoria radiațiilor în 1900. Și deja în prima treime a secolului al XX-lea a devenit clar că constanta lui Planck este una dintre cele mai importante constante ale lumii. Desigur, a fost măsurat cu atenție: h= 6,6260755,10 -34 J.s.

Un cuantum de lumină - este mult sau puțin? Frecvența luminii vizibile este de aproximativ 10 14 s -1. Reamintim că frecvența și lungimea de undă a luminii sunt legate de relația ν = c/λ, unde Cu= 299792458.10 10 m/s (exact) - viteza luminii în vid. energie cuantică hν, după cum este ușor de observat, este de aproximativ 10 -18 J. Datorită acestei energii, o masă de 10 -13 grame poate fi ridicată la o înălțime de 1 centimetru. La scară umană, monstruos de mic. Dar aceasta este masa de 10 14 electroni. În microcosmos, scara este complet diferită! Desigur, o persoană nu poate simți o masă de 10 -13 grame, dar ochiul uman este atât de sensibil încât poate vedea cuante individuale de lumină - acest lucru a fost confirmat de o serie de experimente subtile. ÎN conditii normale o persoană nu distinge „granul” de lumină, percepându-l ca un flux continuu.

Știind că lumina are atât o natură corpusculară, cât și o natură ondulatorie, este mai ușor să ne imaginăm că particulele „reale” au și proprietăți ondulatorii. Pentru prima dată un asemenea gând eretic a fost exprimat de Louis de Broglie (1892-1987). Nu a încercat să afle care este natura valului ale cărui caracteristici le-a prezis. Conform teoriei sale, o particulă de masă m, zburând cu o viteză v, corespunde unei unde cu lungimea de undă l = hmv si frecventa ν = E/h, Unde E = mv 2/2 - energia particulelor.

Dezvoltarea ulterioară a fizicii atomice a condus la înțelegerea naturii undelor care descriu mișcarea particulelor atomice și subatomice. A apărut o știință care a fost numită „mecanica cuantică” (în primii ani a fost numită adesea mecanică ondulatorie).

Mecanica cuantică este aplicabilă mișcării particulelor microscopice. Când luăm în considerare mișcarea corpurilor obișnuite (de exemplu, orice detalii ale mecanismelor), nu are rost să luăm în considerare corecțiile cuantice (corecții datorate proprietăților de undă ale materiei).

Una dintre manifestările mișcării ondulatorii a particulelor este absența lor a unei traiectorii. Pentru existența unei traiectorii este necesar ca în fiecare moment de timp particula să aibă o anumită coordonată și o anumită viteză. Dar tocmai asta este interzis de mecanica cuantică: o particulă nu poate avea în același timp o anumită valoare a coordonatei X, și o anumită valoare a vitezei v. Incertitudinile lor DxȘi dv sunt legate de relația de incertitudine descoperită de Werner Heisenberg (1901-1974): D X D v ~ h/m, Unde m este masa particulei și h- constanta lui Planck. Constanta lui Planck este adesea denumită cuantica universală de „acțiune”. Fără a preciza termenul acțiune, fii atent la epitet universal. El subliniază că relația de incertitudine este întotdeauna adevărată. Cunoscând condițiile de mișcare și masa particulei, este posibil să se estimeze când este necesar să se țină cont de legile cuantice ale mișcării (cu alte cuvinte, când nu pot fi neglijate proprietățile de undă ale particulelor și consecințele lor, relațiile de incertitudine), și când este foarte posibil să se utilizeze legile clasice ale mișcării. Subliniem că dacă este posibil, atunci este necesar, deoarece mecanica clasică este mult mai simplă decât mecanica cuantică.

Rețineți că constanta lui Planck este împărțită la masă (sunt incluse în combinații h/m). Cu cât masa este mai mare, cu atât rolul legilor cuantice este mai mic.

Pentru a simți când este cu siguranță posibil să neglijăm proprietățile cuantice, vom încerca să estimăm mărimile incertitudinilor D Xși D v. Daca D Xși D v sunt neglijabile în comparație cu valorile lor medii (clasice), formulele mecanicii clasice descriu perfect mișcarea, dacă nu mică, este necesar să se folosească mecanica cuantică. Nu are sens să luăm în considerare incertitudinea cuantică chiar și atunci când alte cauze (în cadrul mecanicii clasice) conduc la o incertitudine mai mare decât relația Heisenberg.

Să luăm în considerare un exemplu. Ținând cont de faptul că dorim să arătăm posibilitatea utilizării mecanicii clasice, luați în considerare o „particulă” a cărei masă este de 1 gram și dimensiunea este de 0,1 milimetri. La scară umană, acesta este un bob, o particulă ușoară, mică. Dar este de 10 24 de ori mai greu decât un proton și de un milion de ori mai mare decât un atom!

Lăsați cerealele „noastre” să se miște într-un vas plin cu hidrogen. Dacă boabele zboară suficient de repede, ni se pare că se mișcă în linie dreaptă cu o anumită viteză. Această impresie este eronată: din cauza impactului moleculelor de hidrogen asupra unui bob, viteza acestuia se modifică ușor cu fiecare impact. Să estimăm cât.

Fie temperatura hidrogenului de 300 K (măsurăm întotdeauna temperatura pe o scară absolută, pe scara Kelvin; 300 K = 27 o C). Înmulțirea temperaturii în kelvin cu constanta Boltzmann k B , = 1.381,10 -16 J/K, o vom exprima în unități de energie. Modificarea vitezei boabelor poate fi calculată folosind legea conservării impulsului. La fiecare ciocnire a unui cereal cu o moleculă de hidrogen, viteza acestuia se modifică cu aproximativ 10 -18 cm / s. Schimbarea este complet aleatorie și într-o direcție aleatorie. Prin urmare, este firesc să luăm în considerare valoarea de 10 -18 cm/s ca măsură a incertitudinii clasice a vitezei boabelor (D v) cl pentru acest caz. Deci (D v) cl \u003d 10 -18 cm / s. Aparent, este foarte dificil să determinați locația unui cereale cu o precizie mai mare de 0,1 din dimensiunea sa. Să acceptăm (D X) cl \u003d 10 -3 cm. În cele din urmă, (D X) cl (D v) cl \u003d 10 -3,10 -18 \u003d 10 -21. Se pare că este o cantitate foarte mică. În orice caz, incertitudinile vitezei și poziției sunt atât de mici încât se poate lua în considerare mișcarea medie a unui bob. Dar în comparație cu incertitudinea cuantică dictată de relația Heisenberg (D X D v= 10 -27), neomogenitatea clasică este enormă - în acest caz o depășește de un milion de ori.

Concluzie: atunci când luați în considerare mișcarea unui bob, luați în considerare proprietățile valurilor, adică existența unei incertitudini cuantice a poziției și vitezei, nu este necesară. Când vine vorba de mișcarea particulelor atomice și subatomice, situația se schimbă dramatic.

Această lume este ciudată: unele iubiri se străduiesc să creeze ceva monumental și gigantic pentru a deveni celebre în întreaga lume și a intra în istorie, în timp ce altele creează copii minimaliste ale lucrurilor obișnuite și uimesc lumea cu ele nu mai puțin. Această recenzie conține cele mai mici articole care există în lume și, în același timp, nu sunt mai puțin funcționale decât omologii lor de dimensiune completă.

1. Arm SwissMiniGun

SwissMiniGun nu este mai mare decât o cheie obișnuită, dar este capabil să tragă gloanțe minuscule care ies din țeavă la viteze de peste 430 km/h. Este mai mult decât suficient pentru a ucide un om la distanță apropiată.

2. Car Peel 50

Cu o greutate de doar 69 kg, Peel 50 este cel mai mic vehicul care a fost aprobat vreodată pentru utilizare rutieră. Acest „pepelats” cu trei roți ar putea atinge o viteză de 16 km/h.

3. Scoala Kalou

UNESCO a recunoscut școala iraniană Kalou drept cea mai mică din lume. Are doar 3 elevi și un fost militar, Abdul-Muhammed Sherani, care acum este profesor.

4. Ceainic cântărind 1,4 grame

A fost creat de maestrul ceramicii Wu Ruishen. Deși acest ceainic cântărește doar 1,4 grame și se potrivește pe vârful degetului, poți prepara ceai în el.

5. Închisoarea Sark

Închisoarea Sark a fost construită în Insulele Canalului în 1856. Era loc doar pentru 2 prizonieri, care, de altfel, erau în condiții foarte înghesuite.

6. Tumbleweed

Această casă a fost numită „Câmpul Perakati” (Tumbleweed). A fost construit de Jay Schafer din San Francisco. Deși casa este mai mică decât dulapurile unora (suprafața sa este de doar 9 metri patrati), el are la locul de muncă, dormitor si baie cu dus si toaleta.

7. Parcul Mills End

Mills End Park din Portland este cel mai mic parc din lume. Diametrul său este de numai... 60 de centimetri. În același timp, parcul are o piscină pentru fluturi, o roată în miniatură și statui minuscule.

8. Edward Niño Hernandez

Creșterea lui Edward Niño Hernandez din Columbia este de numai 68 de centimetri. Cartea Recordurilor Guinness l-a recunoscut drept cea mai mică persoană din lume.

9. Secția de poliție într-o cabină telefonică

De fapt, nu este mai mult decât o cabină telefonică. Dar era de fapt o secție de poliție funcțională în Carabella, Florida.

10. Sculpturi de Willard Wigan

Sculptorul britanic Willard Wigan, care suferea de dislexie și performanța școlară slabă, a găsit mângâiere în crearea unor opere de artă în miniatură. Sculpturile sale sunt abia vizibile cu ochiul liber.

11. Bacteria Mycoplasma Genitalium

12. Circovirusul porcin

Deși există încă dezbateri despre ceea ce poate fi considerat „viu” și ce nu este, majoritatea biologilor nu clasifică virusul drept organism viu din cauza faptului că nu se poate reproduce sau nu are metabolism. Un virus, cu toate acestea, poate fi mult mai mic decât orice organism viu, inclusiv bacteriile. Cel mai mic este un virus ADN monocatenar numit circovirus porcin. Dimensiunea sa este de doar 17 nanometri.

13. Ameba

Dimensiunea celui mai mic obiect vizibil cu ochiul liber este de aproximativ 1 milimetru. Aceasta înseamnă că, în anumite condiții, o persoană poate vedea o amibă, un pantof ciliat și chiar un ou uman.

14. Quarci, leptoni și antimaterie...

Pe parcursul secolului trecut, oamenii de știință au făcut pași mari în înțelegerea vastității spațiului și a „blocurilor” microscopice din care este compus. Când a venit să descopere care este cea mai mică particulă observabilă din univers, oamenii s-au confruntat cu anumite dificultăți. La un moment dat au crezut că este un atom. Apoi, oamenii de știință au descoperit protonul, neutronul și electronul.

Dar nu s-a terminat aici. Astăzi, toată lumea știe că atunci când împingeți aceste particule unele împotriva altora în locuri precum Large Hadron Collider, ele pot fi sparte în particule și mai mici, cum ar fi quarci, leptoni și chiar antimaterie. Problema este că este imposibil să se determine care este cel mai mic, deoarece dimensiunea la nivel cuantic devine irelevantă, precum și toate regulile obișnuite ale fizicii nu se aplică (unele particule nu au masă, iar altele au chiar masă negativă).

15. Corzi vibrante de particule subatomice

Având în vedere cele spuse mai sus despre faptul că conceptul de mărime nu contează la nivel cuantic, putem aminti teoria corzilor. Aceasta este o teorie ușor controversată, care sugerează că toate particulele subatomice sunt formate din corzi vibrante care interacționează pentru a crea lucruri precum masa și energia. Astfel, din moment ce aceste șiruri nu au, din punct de vedere tehnic, o dimensiune fizică, se poate susține că sunt într-un fel „cele mai mici” obiecte din univers.