Particle Physics

Σωματίδια και τις αλληλεπιδράσεις

The safer, easier way to pay online.
"Σωματίδια και τις αλληλεπιδράσεις" is available as a beautifully designed printable eBook compatible with mobile devices. Get it now for $5.49 for immediate download!

Πρόσφατα, Έδωσα μια ομιλία σχετικά με τα σωματίδια και τις αλληλεπιδράσεις με τους συμμαθητές της κόρης μου που προγραμμάτιζαν σε ένα ταξίδι στο DESY, Η Γερμανία και ήθελαν να έχουν μια ιδέα του τι όλα ήταν περίπου. Ως πρώτη μου ομιλία αυτού του είδους, Ήμουν λίγο νευρικός γιατί δεν ήξερα τι επίπεδο, και το φόντο, Θα πρέπει να στερεώνουν τη συζήτηση στο. Δεν ήθελα να γίνει πάρα πολύ βασικό, που νόμιζα ότι θα ήταν χάσιμο χρόνου. Ούτε θέλω να κάνω πάρα πολύ τεχνικά, η οποία επίσης θα καθιστούσε άχρηστη με διαφορετικό τρόπο.

Στο τέλος, Αποφάσισα να κάνω αυτό λίγο φιλοσοφική, και ως διαδραστικό όσο θα μπορούσα. Νομίζω ότι οι μαθητές που απολαμβάνουν. Σε κάθε περίπτωση, λόγω της ανησυχίες μου, Έχω πάνω από προετοιμασμένοι για τη συζήτηση, και σκέφτηκα ότι θα κάνει ένα eBook και μια σειρά blog έξω από την εργασία μου. Ελπίζω να το απολαύσετε όσο οι μαθητές έκαναν.

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. Ως αποτέλεσμα, 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?

Φυσικά, 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. For that reason, wherever possible, I will point you to other resources and further reading.

Κλίμακες μήκους

In this post series, we will be dealing with things of very different sizes. Πριν προχωρήσουμε, Ως εκ τούτου,, θα πρέπει να πάρετε μια ιδέα για τις μονάδες που χρησιμοποιούμε για μήκη και κλίμακες τους, τα οποία παρουσιάζονται στον ακόλουθο πίνακα και το σχήμα.

Όνομα Size Scale
Χιλιόμετρο - km 1000 m Distance between places
Meter - μ 1 m Height of a human being
Εκατοστό - εκατοστό 1/100 m Human nail
Χιλιοστό - mm 1/1000 m Thickness of human nail
Μικρόμετρο (μικρόν) μm 1/1000 mm Bacteria
Νανομέτρων - nm 1/1000 μm Molecules
Picometer - pm 1/1000 nm Subatomic scale.
Ένα άτομο είναι περίπου 110 pm
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

διαφορετικές Επιστημών

The title of this work is Of Structure and Interactions. Πρόκειται για τη δομή της ύλης, και η αλληλεπίδραση μεταξύ των σωματιδίων συστατικών. Το ερώτημα που προσπαθούμε να απαντήσουμε είναι: Τι είμαστε, και τα πάντα γύρω μας, που αποτελείται από? Η απάντηση, Δυστυχώς, εξαρτάται από τους οποίους ζητάμε, και το πλαίσιο μέσα στο οποίο νομίζουν.

Αν ρωτήσετε έναν βιολόγο, η απάντηση είναι κύτταρα. Η μονάδα της βιολογίας ζωής ασχολείται με, και με μεγάλο, είναι ένα κύτταρο. Το μέγεθος ενός κυττάρου είναι μερικά microns. Ένα βακτήριο είναι για ένα micron, και μπορούμε να δούμε ότι με τη χρήση μικροσκοπίου (η οποία είναι ο λόγος που είναι ένα μικροσκόπιο καλέσει). Βιολογία αφορά επίσης το ίδιο με μεγάλα μόρια, όπως το DNA και τις πρωτεΐνες, οι οποίες είναι μερικές νανόμετρα σε μέγεθος, και στο πλαίσιο αυτό, molecular biology overlaps with another science, χημεία.

ασχολείται χημεία με μόρια, άτομα και ομόλογα. Πρόκειται ουσιαστικά για την αλληλεπίδραση των εξωτερικά ηλεκτρόνια σε ένα άτομο με αυτά μιας άλλης. Το μέγεθος των πραγμάτων ασχολείται με κυμαίνεται από 0.1 nm (άτομο) σε μερικές nm όπως στα μόρια. Σε ένα φαρμακείο, ύλη αποτελείται από άτομα.

Η φυσική θέλουμε να εξετάσουμε εδώ ασχολείται με μεγέθη μικρότερα, πολύ μικρότερα από τα άτομα. Με ενδιαφέρο, όλα τα άτομα έχουν περίπου το ίδιο μέγεθος, περίπου 0.1 nm. ατομικοί πυρήνες, από την άλλη πλευρά, έχουν διαφορετικά μεγέθη, αλλά είναι τουλάχιστον 10,000 φορές μικρότερη από ένα άτομο. Στη φυσική των σωματιδίων, είμαστε πραγματικά την ερώτηση τι θέμα αποτελείται από, στο επίπεδο των σωματιδίων μικρότερα από εκείνα της ατομικούς πυρήνες. Και πώς αλληλεπιδρούν μεταξύ τους.

Φυσική - η πιο θεμελιώδης?

Κοιτάζοντας τις κλίμακες των αντικειμένων που αυτά τα διαφορετικά θέματα ασχολούνται με, μπορούμε πιθανώς να κάνει τον ισχυρισμό ότι η φυσική είναι πιο θεμελιώδες από τη χημεία, η οποία είναι πιο θεμελιώδες από τη βιολογία. Αν γνωρίζουμε τα πάντα είναι εκεί για να ξέρετε για τις αλληλεπιδράσεις των σωματιδίων, θα μπορούσαμε, θεωρητικά, “αντλώ” όλα της χημείας από τη φυσική. Με αυτή την έννοια, Φυσική υπάγει χημεία, και μάλιστα όλα τα άλλα πεδία της ανθρώπινης γνώσης.

Αυτή η αντίληψη για την ειδική, θεμελιώδη φύση της φυσικής μπορεί να φαίνονται λογικές, αλλά είναι άστοχη, όπως θα δούμε στην επόμενη θέση.

Σχόλια