Particle Physics

Partículas e Interacciones

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Recientemente, Di una charla sobre las partículas e interacciones a los compañeros de clase de mi hija que estaban planeando en un viaje a DESY, Alemania y quería tener una idea de lo que todo estaba a punto. Como mi primera charla de este tipo, Yo estaba un poco nervioso porque no sabía qué nivel, y el fondo, Debería fijar el discurso en. Yo no quiero que sea demasiado básico, por lo que pensé que sería una pérdida de tiempo. Tampoco quiero que sea demasiado técnico, que también haría inútil de una manera diferente.

Al final, Decidí hacer un poco filosófica, y tan interactivo como pude. Creo que los estudiantes disfrutaron. En todo caso, debido a mis dudas, Yo sobre-preparado para la charla, y yo pensaba que iba a hacer una una serie de blog de mi trabajo y libro electrónico. Espero que lo disfruten tanto como lo hicieron los estudiantes.

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. Como resultado, 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?

Por supuesto, 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.

escalas de longitud

In this post series, we will be dealing with things of very different sizes. Antes de proceder, por lo tanto,, tenemos que tener una idea de las unidades que utilizamos para longitudes y sus escalas, que se muestran en la siguiente tabla y figura.

Nombre Size Scale
Kilómetro - km 1000 m Distance between places
Meter - m 1 m Height of a human being
Centímetro - cm 1/100 m Human nail
Milimétricas - mm 1/1000 m Thickness of human nail
Micrómetro (micrón) micras 1/1000 mm Bacteria
Nanómetros - nm 1/1000 micras Molecules
Picometer - pm 1/1000 nm Subatomic scale.
Un átomo es sobre 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

diferentes Ciencias

The title of this work is Of Structure and Interactions. Se trata de la estructura de la materia, y la interacción entre las partículas constituyentes. La cuestión que estamos tratando de responder es: Que somos, y todo lo que nos rodea, compuestos de? La respuesta, unfortunately, Depende de a quién le pedimos, y el contexto dentro del cual se piensa.

Si le preguntas a un biólogo, la respuesta es células. La unidad de biología trata con la vida, en gran, es una célula. El tamaño de una célula es de unas pocas micras. Una bacteria es de aproximadamente un micrón, y podemos ver que el uso de un microscopio (es por ello que llamamos un microscopio). La biología también se ocupa de las moléculas grandes, como el ADN y las proteínas, que son unos pocos nanómetros de tamaño, y en ese respecto, molecular biology overlaps with another science, química.

La química con las moléculas, átomos y enlaces. Se trata básicamente de la interacción de electrones externos en un átomo con los de otro. El tamaño de las cosas que se ocupa de los rangos de 0,1 nm (átomo) a unos pocos nm como en moléculas. Para un químico, la materia está compuesta de átomos.

La física nos vamos a ver aquí se ocupa de tamaños más pequeños, mucho más pequeña que los átomos. Curiosamente, todos los átomos tienen aproximadamente el mismo tamaño, de aproximadamente 0,1 nm. Los núcleos atómicos, Por otra parte, tener diferentes tamaños, pero son, al menos, 10,000 veces más pequeñas que un átomo. En la física de partículas, realmente estamos haciendo la pregunta de qué está compuesta por, en el nivel de partículas más pequeñas que las de los núcleos atómicos. Y cómo interactúan entre sí.

Física - el más fundamental?

En cuanto a las escalas de los objetos que estos temas tienen que ver con diferentes, probablemente podemos hacer la afirmación de que la física es más fundamental que la química, lo que es más fundamental que la biología. Si sabemos todo lo que hay que saber acerca de las interacciones de partículas, podríamos, en teoría, “derivar” toda la química de la física. En ese sentido, la física de la química subsume, y de hecho todos los otros dominios del conocimiento humano.

Esta noción acerca de la especial, la naturaleza fundamental de la física puede parecer razonable, pero está fuera de lugar, como veremos en el próximo post.

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