Particle Physics

粒子との相互作用

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最近, 私はDESYへの旅行を計画した娘のクラスメートに粒子との相互作用について講演を行いました, それはすべてについて何であったかのアイデアを持っていると思っドイツ、. この種の私の最初の話として、, 私は知らなかったので、私は少し緊張していたどのレベル, そして、背景, 私は、話をペグする必要があります. 私はそれがあまりにも基本的な作りたくありませんでした, 私は時間の無駄だろうと思っています. また私はそれがあまりにも技術的にしたいんでした, また、別の方法でそれが無用にすることになります.

最終的には, 私はそれは少し哲学的作ることにしました, そして私ができる限りインタラクティブ. 私は、学生がそれを楽しんだと思います. どんな場合でも, なぜなら、私の不安の, トークオーバー準備I, そして、私は私が私の仕事のうち、電子ブックやブログのシリーズを作るだろうと思いました. 私はあなたが同じくらいの学生が行ったようにそれをお楽しみください.

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. 結果として, 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?

もちろん, 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.

長さスケール

In this post series, we will be dealing with things of very different sizes. 我々が進む前に, 従って, 我々は長さとそのスケールに使用する単位のアイデアを取得する必要があります, 以下の表と図に示されています.

名前 Size Scale
キロメートル - キロ 1000 m Distance between places
メーター - メートル 1 m Height of a human being
センチ - センチ 1/100 m Human nail
ミリ - ミリメートル 1/1000 m Thickness of human nail
マイクロメータ (ミクロン) ミクロン 1/1000 mm Bacteria
ナノ - ナノメートル 1/1000 ミクロン Molecules
ピコメーター - 午後 1/1000 nm Subatomic scale.
原子についてです 110 午後
フェムトメートル - 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

別の科学

The title of this work is Of Structure and Interactions. これは、物質の構造についてです, そして、構成粒子間の相互作用. 私たちがお答えしようとしている質問です: 私たちはどのようなものがあります, そして、私たちの周りのすべてのもの, で出来ている? 答え, 残念ながら, 我々が尋ねる人によって異なります, コンテキストは、その中で彼らが考えます.

あなたは生物学者に依頼した場合, 答えは細胞であります. 人生生物学のお得な情報の単位と, 概して, 細胞であります. セルの大きさは数ミクロンであります. 細菌は約1ミクロンであります, 私たちは顕微鏡を用いてそれを見ることができます (私たちは顕微鏡それを呼び出す理由であります). 生物学はまた、大きな分子で自身に関する, DNAやタンパク質のような, これは、サイズが数ナノメートルであります, その点で, molecular biology overlaps with another science, 化学.

分子と化学のお得な情報, 原子との結合. それは他人のものと原子内の外殻電子との相互作用についての基本的です. 物事の大きさは、それが0.1nmから範囲を扱います (原子) 分子のように数nmへ. 化学者へ, 物質は原子から構成されています.

私たちはここを見しようとしている物理学は、小さなサイズを扱います, 原子よりもはるかに小さいです. 興味深いことに, 全ての原子は、ほぼ同じ大きさを有します, 約0.1nmの. 原子核, 他方では, 異なるサイズを有します, しかし、少なくともあります 10,000 原子より小さい倍. 素粒子物理学における, 私たちは本当にで構成されて何の問題の質問を求めています, 原子核内のものよりも小さな粒子のレベルで. そして、彼らがどのように相互作用しますか.

物理学 - 最も基本的な?

これらの異なる被験者が扱うオブジェクトのスケールで見ると, 我々は、おそらく物理学が化学より基本的であるという主張をすることができます, 生物学よりももっと根本的です. 私たちはすべてを知っている場合は、粒子間相互作用について知るためにそこにあります, 我々は出来た, 理論的には, “導き出す” 物理学から化学のすべて. その意味で, 物理学は化学を包摂します, 人間の知識のと実際に他のすべてのドメイン.

特別についてこの概念, 物理学の基本的な性質は、合理的に見えるかもしれ, それが紛失されます, 我々は次の投稿に見るように.

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