Particle Physics

Teilchen und Wechselwirkungen

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Vor kurzem, Ich hielt einen Vortrag über Teilchen und Wechselwirkungen zu den Mitschülern meiner Tochter, die auf einer Reise planten, zu DESY, Deutschland und wollte eine Vorstellung davon zu haben, was es war alles über. Als meine erste Rede dieser Art, Ich war ein bisschen nervös, weil ich nicht wusste, was Niveau, und Hintergrund, Ich sollte das Gespräch peg an. Ich wollte nicht, es zu machen Grund, die ich dachte, wäre eine Verschwendung von Zeit. Auch wollte ich es zu technisch zu machen, die auch wäre es auf eine andere Weise unbrauchbar machen.

Schließlich, Ich beschloss, es philosophisch ein bisschen machen, und so interaktiv wie ich konnte,. Ich denke, dass die Schüler es genossen. Auf jeden Fall, wegen meiner Bedenken, Ich für die Talk-over vorbereitet, und ich dachte, ich würde ein eBook und einen Blog-Serie aus meiner Arbeit machen. Ich hoffe, dass Sie es so viel wie die Schüler taten.

What Can You Expect?

In this post series, you can expect a non-technical description of modern physics, which consists of the developments after the turn of the 20th century. Although you use these developments everyday, in your gadgets and gizmos, the physics you learned in high school largely ignores them. Infolge, when you read about certain breakthroughs in research, you don’t have a feel for why they are important. After reading these posts, you should expect to know the following:

  • What is it that you learned in high school?
  • Why did they have to change it circa 1900?
  • What is everything made up of? What holds it all together?
  • What is Quantum Mechanics? Why do people believe it such a bizarre theory?
  • What is Special and General Relativity? Why is Einstein such a godlike figure in modern physics?
  • What is this Higgs business? Why are people excited about it?
  • Why do they spend so much money on particle accelerators? What are they anyway? How do they work?
  • What are the unanswered questions in physics?
  • What about this dark matter and dark energy?
  • What is string theory? Why strings?
  • Grand Unified Theory? Quantum Gravity? What the heck?

Natürlich, you will get only qualitative answers to these questions. But my hope is that you will get a whole new worldview, or a framework that puts things in perspective, and ignites your curiosity so that you will want to learn more. Aus diesem Grund, wherever possible, I will point you to other resources and further reading.

Längenskalen

In this post series, we will be dealing with things of very different sizes. Bevor wir fortfahren, deshalb, müssen wir eine Vorstellung von den Einheiten erhalten wir für Längen und ihre Schuppen verwenden, die in der folgenden Tabelle und Abbildung.

Name Size Scale
Kilometer - km 1000 m Distance between places
Meter - m 1 m Height of a human being
Centimeter - cm 1/100 m Human nail
Millimeter - mm 1/1000 m Thickness of human nail
Mikrometer (Mikron) & mgr; m 1/1000 mm Bacteria
Nanometer - nm 1/1000 & mgr; m Molecules
Picometer - pm 1/1000 nm Subatomic scale.
Ein Atom ist über 110 Uhr
Femtometer - fm 1/1000 fm Atomic nucleus

Length Scales

Image by Guillaume Paumier, Philip Ronan, NIH, Artur Jan Fijałkowski, Jerome Walker, Michael David Jones, Tyler Heal, Mariana Ruiz, Science Primer (National Center for Biotechnology Information), Liquid_2003, Arne Norman & The Tango! Desktop Project [CC BY-SA 2.5], via Wikimedia Commons

Verschiedene Wissenschaften

The title of this work is Of Structure and Interactions. Es geht um die Struktur der Materie, und die Interaktion zwischen den konstituierenden Teilchen. Die Frage, die wir zu beantworten versuchen, ist: Was sind wir, und alles um uns herum, besteht aus? The answer, Unglücklicherweise, hängt davon ab, wen wir fragen, und der Kontext, in dem sie denken,.

Wenn Sie fragen, ein Biologe, die Antwort ist, Zellen. Die Einheit des Lebens Biologie befasst sich mit, im großen und, ist eine Zelle,. Die Größe einer Zelle ist ein paar Mikrometer. Ein Bakterium handelt von einem Mikrometer, und wir können sehen, es mit einem Mikroskop (weshalb wir nennen es ein Mikroskop). Biologie beschäftigt sich auch mit großen Molekülen, wie DNA und Proteine, die sind ein paar Nanometer groß, und in dieser Hinsicht, molecular biology overlaps with another science, Chemie.

Chemie beschäftigt sich mit Molekülen, Atome und Bindungen. Es ist im Allgemeinen über die Interaktion von äußeren Elektronen in einem Atom mit denen einer anderen. Die Größe der Dinge beschäftigt sie sich mit einem Bereich von 0,1 nm (Atom) auf wenige nm wie in Molekülen. Zu einem Chemiker, Materie ist aus Atomen.

Die Physik wir hier zu suchen gehen beschäftigt sich mit Größen kleiner, viel kleiner als Atome. Interessant, alle Atome haben in etwa die gleiche Größe, von etwa 0,1 nm. Atomkerne, andererseits, haben unterschiedliche Größen, aber zumindest 10,000 mal kleiner als ein Atom. In der Teilchenphysik, fragen wir wirklich die Frage, was Angelegenheit ist aus, auf der Ebene der Teilchen, die kleiner als die, die in Atomkernen. Und wie sie miteinander interagieren.

Physik - Die grundlegendste?

Mit Blick auf die Waage der Objekte, die diese verschiedenen Themen befassen sich mit, wir können wohl die Behauptung, dass die Physik als die Chemie von grundlegender Bedeutung ist, das ist fundamentaler als Biologie. Wenn wir alles wissen, gibt es über Teilchen-Wechselwirkungen zu wissen, wir können, in der Theorie, “ableiten” alle Chemie von der Physik. In diesem Sinne, Physik subsumiert Chemie, und in der Tat alle anderen Domänen des menschlichen Wissens.

Diese Vorstellung von der besonderen, grundlegende Natur der Physik kann vernünftig aussehen, aber es ist fehl am Platz, wie wir in den nächsten Post sehen.

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