प्रायोगिक साक्ष्य कि कुछ नैतिक उल्लंघनों के नकारात्मक शारीरिक परिणाम हैं ये प्रयोग विशुद्ध रूप से नैतिक हैं, जो इस पुस्तक में प्रस्तुत नई अवधारणाओं के आलोक में दिखा रहे हैं कि कुछ नैतिक उल्लंघन कैसे हो सकते हैं

चार बल और उनके आभासी कण आइए भौतिकी के टीओई, तथाकथित "एकीकृत क्षेत्र सिद्धांत" पर ध्यान केंद्रित करें और बलों और क्षेत्रों के बारे में सोचें। आज की भौतिकी में, अंतरिक्ष, समय और वस्तुओं से बनी एक रोजमर्रा की वास्तविकता है। वस्तुओं के भीतर विभिन्न हैं

आप किन शक्तियों को जानते हैं? गुरुत्वाकर्षण, धागा तनाव,एक वसंत का संपीड़न, निकायों का टकराव, घर्षण, विस्फोट, वायु और मध्यम प्रतिरोध, एक तरल का सतह तनाव, वैन डेर वाल्स बल - और सूची वहाँ समाप्त नहीं होती है। लेकिन ये सभी बल चार मूलभूत बलों के व्युत्पन्न हैं! उनकी चर्चा की जाएगी।

चार बल

भौतिक नियमों की नींव के आधार हैं चार मौलिक बातचीत, जो ब्रह्मांड में सभी प्रक्रियाओं के लिए जिम्मेदार हैं। यदि प्राथमिक कणों की तुलना अस्तित्व की ईंटों से की जा सकती है, तो परस्पर क्रिया एक सीमेंट मोर्टार है। मजबूत, विद्युत चुम्बकीय, कमजोर और गुरुत्वाकर्षण - इस क्रम में, मजबूत से कमजोर तक, बातचीत पर विचार किया जाता है। उन्हें सरल से कम नहीं किया जा सकता है - इसलिए उन्हें मौलिक कहा जाता है।

बलों के विवरण के साथ आगे बढ़ने से पहले, यह स्पष्ट करना आवश्यक है कि अंतःक्रिया शब्द का क्या अर्थ है। भौतिक विज्ञानी इसे कुछ बिचौलियों के आदान-प्रदान के परिणामस्वरूप मानते हैं, उन्हें आमतौर पर कहा जाता है बातचीत के वाहक.

आइए सबसे तीव्र से शुरू करें। मज़बूतपरमाणु के सक्रिय अनुसंधान की अवधि के दौरान पिछली शताब्दी के 30 के दशक में बातचीत की खोज की गई थी। यह पता चला है कि इसके मूल की अखंडता और स्थिरता अत्यंत मजबूत बातचीत द्वारा सुनिश्चित की जाती है न्युक्लियोनआपस में।

न्युक्लियोन(लैटिन न्यूक्लियस से - न्यूक्लियस) - प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के लिए एक सामान्य नाम, एक परमाणु के नाभिक के मुख्य घटक। मजबूत अंतःक्रिया के दृष्टिकोण से, ये कण अप्रभेद्य हैं। न्यूट्रॉन प्रोटॉन की तुलना में 0.13% भारी है - यह शेष द्रव्यमान वाला एकमात्र प्राथमिक कण बनने के लिए पर्याप्त निकला, जिसके लिए गुरुत्वाकर्षण बातचीत देखी गई।

विशेष क्वांटा - -मेसन के कारण नाभिक की सामग्री एक दूसरे के प्रति आकर्षित होती है, जो मजबूत बातचीत के "आधिकारिक" वाहक हैं। ऐसा परमाणु बल सबसे कमजोर अंतःक्रिया - गुरुत्वाकर्षण से 1038 गुना अधिक तीव्र है। यदि मजबूत अंतःक्रिया अचानक गायब हो जाती है, तो ब्रह्मांड में परमाणु तुरंत बिखर जाएंगे। उनके पीछे अणु हैं, फिर पदार्थ - प्राथमिक कणों को छोड़कर, हमारे चारों ओर की सभी वास्तविकता का अस्तित्व समाप्त हो जाएगा। उनके "रिलेशनशिप" की एक दिलचस्प विशेषता क्लोज-रेंज एक्शन है: सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए कण, प्रोटॉन, केवल सीधे संपर्क में एक दूसरे के प्रति आकर्षित होते हैं।

यदि प्रोटॉन एक दूसरे से कुछ दूरी पर हों, विद्युत चुम्बकीयअंतःक्रिया जिसमें समान-आवेशित कण प्रतिकर्षित होते हैं, और समान-आवेशित कण आकर्षित होते हैं। अनावेशित कणों के मामले में, यह बल उत्पन्न नहीं होता है - स्थिर बिंदु विद्युत आवेशों के प्रसिद्ध कूलम्ब के नियम को याद करें। विद्युत चुम्बकीय बलों के वाहक फोटॉन हैं, जो अन्य बातों के अलावा, हमारे ग्रह को सूर्य की ऊर्जा का हस्तांतरण प्रदान करते हैं। इस बल के बहिष्करण से पृथ्वी पर पूरी तरह से जमने का खतरा है। विद्युत चुम्बकीय संपर्क गुरुत्वाकर्षण से 1035 गुना अधिक मजबूत है, अर्थात परमाणु से केवल 100 गुना कमजोर है।

प्रकृति ने एक और मौलिक शक्ति का पूर्वाभास किया है, जिसकी विशेषता कम तीव्रता और क्रिया का एक बहुत छोटा त्रिज्या (एक परमाणु नाभिक से कम) है। इस कमज़ोरअंतःक्रिया - यह विशेष आवेशित और तटस्थ बोसॉन द्वारा किया जाता है। कमजोर बलों की जिम्मेदारी का क्षेत्र मुख्य रूप से एक न्यूट्रॉन का बीटा क्षय है, साथ में एक प्रोटॉन, एक इलेक्ट्रॉन और (एंटी-) न्यूट्रिनो का निर्माण होता है। इस तरह के परिवर्तन सक्रिय रूप से सूर्य पर हो रहे हैं, जो आपके और मेरे लिए इस मौलिक बातचीत के महत्व को निर्धारित करता है।

(संयुक्त राष्ट्र) गुरुत्वाकर्षण का पता लगाया

वर्णित सभी बलों का पर्याप्त विस्तार से अध्ययन किया गया है और वे दुनिया की भौतिक तस्वीर में व्यवस्थित रूप से निर्मित हैं। हालांकि, आखिरी ताकत गुरुत्वीय, इतनी कम तीव्रता में भिन्न है कि किसी को भी इसके सार के बारे में अनुमान लगाना पड़ता है।

गुरुत्वाकर्षण अंतःक्रिया का विरोधाभास यह है कि हम इसे हर सेकेंड में महसूस करते हैं, लेकिन हम वाहक को किसी भी तरह से ठीक नहीं कर सकते हैं। प्रकाश की गति के साथ गुरुत्वाकर्षण के एक काल्पनिक क्वांटम के अस्तित्व के बारे में केवल एक धारणा है। यह हस्तक्षेप और विवर्तन में सक्षम है, लेकिन इसका कोई शुल्क नहीं है। वैज्ञानिकों का मानना ​​​​है कि जब एक कण गुरुत्वाकर्षण का उत्सर्जन करता है, तो उसकी गति की प्रकृति बदल जाती है - एक समान स्थिति एक कण के साथ विकसित होती है जो एक क्वांटम प्राप्त करता है। कला की स्थिति अभी तक हमें गुरुत्वाकर्षण को "देखने" और इसके गुणों का अधिक विस्तार से अध्ययन करने की अनुमति नहीं देती है। गुरुत्वाकर्षण की तीव्रता कमजोर अंतःक्रिया से 1025 गुना कम है।

आप कैसे कहते हैं कि गुरुत्वाकर्षण बल बिल्कुल भी कमजोर नहीं लगता! यह मौलिक संपर्क संख्या 4 का अद्वितीय गुण है। उदाहरण के लिए, सार्वभौमिकता - किसी भी द्रव्यमान वाला कोई भी पिंड अंतरिक्ष में एक गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र बनाता है जो किसी भी बाधा को भेद सकता है। इसके अलावा, गुरुत्वाकर्षण बल वस्तु के द्रव्यमान के साथ बढ़ता है - एक संपत्ति जो केवल इस बातचीत की विशेषता है।

यही कारण है कि पृथ्वी, जो मनुष्य की तुलना में विशाल है, अपने चारों ओर एक गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र बनाती है, जो हवा, पानी, चट्टानों और निश्चित रूप से सतह पर एक जीवित खोल रखती है। यदि गुरुत्वाकर्षण को एक बार में रद्द कर दिया जाता है, तो हम जिस गति से अंतरिक्ष में जाएंगे, वह 500 मीटर/सेकेंड होगी। विद्युत चुम्बकीय संपर्क के साथ, गुरुत्वाकर्षण की एक लंबी सीमा होती है। इसलिए, ब्रह्मांड में गतिमान पिंडों की प्रणाली में इसकी भूमिका बहुत बड़ी है। यहां तक ​​कि दो लोगों के बीच जो एक दूसरे से काफी दूरी पर हैं, सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण आकर्षण है।

ग्रेविटी तोप एक काल्पनिक हथियार है जो एक स्थानीयकृत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र बनाता है। हथियार आपको क्षेत्र द्वारा उत्पन्न बल के कारण वस्तुओं को आकर्षित करने, उठाने और फेंकने की अनुमति देता है। इस अवधारणा का पहली बार कंप्यूटर गेम हाफ-लाइफ 2 में उपयोग किया गया था।

कल्पना कीजिए कि एक कताई शीर्ष एक कुंडलाकार फ्रेम के केंद्र में लंबवत घुड़सवार है जो एक क्षैतिज अक्ष के चारों ओर स्वतंत्र रूप से घूमता है। यह फ्रेम - चलो इसे आंतरिक कहते हैं - बदले में बाहरी कुंडलाकार फ्रेम पर तय होता है, जो क्षैतिज तल में भी स्वतंत्र रूप से घूमता है। शीर्ष के चारों ओर की संरचना का नाम था गिम्बल, और यह सब एक साथ जाइरोस्कोप.

आराम से, जाइरोस्कोप में शीर्ष शांति से एक ईमानदार स्थिति में घूमता है, लेकिन जैसे ही बाहरी बल - उदाहरण के लिए, त्वरण - शीर्ष के रोटेशन की धुरी को घुमाने की कोशिश करते हैं, यह इस आशय के लंबवत हो जाता है। जाइरोस्कोप में हम कितनी भी कोशिश कर लें, लेकिन यह अभी भी एक ईमानदार स्थिति में घूमेगा। सबसे उन्नत गायरोस्कोप भी पृथ्वी के घूर्णन का जवाब देते हैं, जिसे पहली बार फ्रांसीसी द्वारा प्रदर्शित किया गया था जीन बर्नार्ड फौकॉल्ट 1851 में। यदि हम जाइरोस्कोप को एक सेंसर से लैस करते हैं जो फ्रेम के सापेक्ष शीर्ष की स्थिति को पढ़ता है, तो हमें एक सटीक नेविगेशन डिवाइस मिलता है जो हमें अंतरिक्ष में किसी वस्तु की गति को ट्रैक करने की अनुमति देता है - उदाहरण के लिए, एक हवाई जहाज।

गुरुत्वाकर्षण प्रभाव

गुरुत्वाकर्षण अंतरिक्ष में बड़ी, अधिक विशाल वस्तुओं के साथ एक क्रूर मजाक खेल सकता है - उदाहरण के लिए, विकास के बाद के चरणों में सितारे। गुरुत्वाकर्षण बल तारे को संकुचित करता है और एक निश्चित क्षण में आंतरिक दबाव पर हावी हो जाता है। जब ऐसी वस्तु की त्रिज्या गुरुत्वाकर्षण से कम हो जाती है, ढहनेऔर तारा निकल जाता है। इससे अधिक जानकारी नहीं निकलती है, प्रकाश किरणें भी आकर्षण की विशाल शक्ति को दूर नहीं कर सकती हैं। इस तरह ब्लैक होल का जन्म होता है।

ग्रह, वस्तुएँ बहुत अधिक लघु हैं, उनकी अपनी गुरुत्वाकर्षण विशेषताएँ हैं। तो, पृथ्वी अपने स्वयं के द्रव्यमान के कारण, अंतरिक्ष-समय को मोड़ती है और इसे अपने घूर्णन के साथ घुमाती है! इन परिघटनाओं को क्रमशः भूगणितीय पूर्वता और गुरुत्वाकर्षण-चुंबकीय प्रभाव कहा जाता है।

जियोडेसिक प्रीसेशन क्या है? कल्पना कीजिए कि एक वस्तु हमारे ग्रह की कक्षा में घूम रही है, जिसकी सतह पर (शून्य गुरुत्वाकर्षण में) एक शीर्ष तेज गति से घूम रहा है। इसकी धुरी प्रति वर्ष 6.6 चाप सेकंड की दर से यात्रा की दिशा में विक्षेपित होगी। पृथ्वी अपने द्रव्यमान के साथ आस-पास के अंतरिक्ष-समय को मोड़ती है, जिससे इसमें एक पायदान का आभास होता है।

गुरुत्वाकर्षण चुंबकीय प्रभाव(लेंस-थिरिंग प्रभाव) मोटी शहद में एक छड़ी के घूमने का एक अच्छा उदाहरण है: यह एक चिपचिपा मीठा द्रव्यमान के साथ एक सर्पिल भंवर बनाता है। तो पृथ्वी अपनी धुरी "शहद" अंतरिक्ष-समय के चारों ओर घूमती है। और यह फिर से शीर्ष की धुरी द्वारा तय किया जाता है, जो प्रति वर्ष सूक्ष्म 0.04 चाप सेकंड द्वारा पृथ्वी के घूमने की दिशा में विचलन करता है।

हमारा ग्रह अपने गुरुत्वाकर्षण से समय और स्थान को प्रभावित करता है। लंबे समय तक यह कथन केवल आइंस्टीन और उनके अनुयायियों की एक परिकल्पना बनकर रह गया, जब तक कि 2004 में अमेरिकियों ने ग्रेविटी प्रोब-बी उपग्रह लॉन्च नहीं किया। डिवाइस पृथ्वी की ध्रुवीय कक्षा में घूमता है और दुनिया के सबसे सटीक जाइरोस्कोप से लैस था - शीर्ष के जटिल एनालॉग। इन तकनीकी कृतियों की जटिलता इस तथ्य से प्रमाणित होती है कि जाइरोस्कोप की गेंदों पर अनियमितताएं दो या तीन परमाणुओं से अधिक नहीं थीं। यदि आप इन लघु गोले को पृथ्वी के आकार तक बढ़ा दें, तो सबसे बड़ी अनियमितता की ऊंचाई तीन मीटर से अधिक नहीं होगी! अंतरिक्ष-समय की वक्रता को प्रयोगात्मक रूप से स्थापित करने के लिए इस तरह की तरकीबों की आवश्यकता थी। और कक्षा में 17 महीने के काम के बाद, उपकरण ने एक ही बार में चार सुपर जाइरोस्कोप के रोटेशन की कुल्हाड़ियों के विस्थापन को रिकॉर्ड किया!

ग्रेविटी प्रोब-बी प्रयोग के दौरान, सामान्य सापेक्षता के दो प्रभाव सिद्ध हुए: अंतरिक्ष-समय की वक्रता (जियोडेसिक प्रीसेशन) और बड़े पिंडों के पास अतिरिक्त त्वरण की उपस्थिति (गुरुत्वाकर्षण चुंबकीय प्रभाव)

गुरुत्वाकर्षण के कई अन्य, बहुत अधिक स्पष्ट प्रभाव हैं। उदाहरण के लिए, हमारे शरीर में एक भी अंग ऐसा नहीं है जो गुरुत्वाकर्षण के अनुकूल न हो।

यही कारण है कि किसी व्यक्ति के लिए लंबे समय तक भारहीनता की स्थिति में रहना इतना असामान्य और खतरनाक भी है: रक्त पूरे शरीर में इस तरह से पुनर्वितरित होता है कि यह मस्तिष्क के जहाजों और हड्डियों पर अत्यधिक दबाव डालता है, समय के साथ, कैल्शियम लवण को अवशोषित करने से इनकार करते हैं और नरकट की तरह भंगुर हो जाते हैं। निरंतर शारीरिक परिश्रम से ही कोई व्यक्ति भारहीनता के प्रभाव से आंशिक रूप से अपनी रक्षा कर सकता है।

चंद्रमा का गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र पृथ्वी और उसके निवासियों को प्रभावित करता है - हर कोई उतार और प्रवाह के बारे में जानता है। केन्द्रापसारक बल के कारण, चंद्रमा प्रति वर्ष 4 सेमी हमसे दूर चला जाता है, और ज्वार की तीव्रता लगातार कम हो रही है। प्रागैतिहासिक काल में, चंद्रमा पृथ्वी के बहुत करीब था, और तदनुसार, ज्वार महत्वपूर्ण थे। शायद यह मुख्य कारक था जिसने भूमि पर जीवित जीवों के उद्भव को पूर्व निर्धारित किया था।

हालांकि हम अभी भी नहीं जानते हैं कि गुरुत्वाकर्षण के लिए कौन सा कण जिम्मेदार है, हम इसे माप सकते हैं! इसके लिए एक विशेष उपकरण का उपयोग किया जाता है - ग्रेविमीटरजिसके साथ भूवैज्ञानिक खनिजों की खोज में सक्रिय रूप से काम कर रहे हैं।

पृथ्वी की सतह की मोटाई में, चट्टानों का घनत्व भिन्न होता है, और इसलिए, उनका गुरुत्वाकर्षण बल भिन्न होगा। इसका उपयोग प्रकाश हाइड्रोकार्बन (तेल और गैस), साथ ही साथ धातु अयस्कों की घनी चट्टानों की पहचान के लिए किया जा सकता है। आकर्षण बल को किसी ज्ञात द्रव्यमान या पेंडुलम के स्ट्रोक के साथ किसी पिंड के मुक्त गिरने की गति में मामूली परिवर्तन को रिकॉर्ड करके मापा जाता है। इसके लिए उन्होंने के सम्मान में माप की एक विशेष इकाई - गैल (गैल) भी पेश की गैलिलियो गैलिली, जो इतिहास में पहले व्यक्ति थे जिन्होंने स्वतंत्र रूप से गिरने वाले पिंड के पथ को मापकर गुरुत्वाकर्षण बल का निर्धारण किया।

अंतरिक्ष से पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण के दीर्घकालिक अध्ययन ने हमारे ग्रह की गुरुत्वाकर्षण विसंगतियों का नक्शा बनाना संभव बना दिया है। भूमि के एक अलग टुकड़े पर गुरुत्वाकर्षण बल में तेज वृद्धि भूकंप या ज्वालामुखी विस्फोट का अग्रदूत हो सकती है।

मौलिक अंतःक्रियाओं का अध्ययन अभी भी गति प्राप्त कर रहा है। यह निश्चित रूप से नहीं कहा जा सकता है कि केवल चार बल हैं - पाँच या दस हो सकते हैं। वैज्ञानिक एक मॉडल की "छत" के नीचे सभी इंटरैक्शन को इकट्ठा करने की कोशिश कर रहे हैं, लेकिन ओह, इसके निर्माण से कितनी दूर है। और काल्पनिक गुरुत्वाकर्षण आकर्षण का मुख्य केंद्र बन जाता है। संशयवादियों का तर्क है कि एक व्यक्ति इस क्वांटम को कभी भी ठीक नहीं कर पाएगा, क्योंकि इसकी तीव्रता बहुत कम है, लेकिन आशावादी भविष्य की प्रौद्योगिकियों और भौतिकी के तरीकों में विश्वास करते हैं। रुको और देखो।

4 प्रकार की मूलभूत अंतःक्रियाएं हैं जो एक दूसरे के लिए कम नहीं होती हैं।

प्राथमिक कण सभी प्रकार की ज्ञात अंतःक्रियाओं में शामिल होते हैं।

आइए उन पर तीव्रता के घटते क्रम में विचार करें:

1) मजबूत,

2) विद्युत चुम्बकीय,

3) कमजोर

4) गुरुत्वाकर्षण।

मजबूत तालमेल परमाणु नाभिक के स्तर पर होता है और उनके घटक भागों के पारस्परिक आकर्षण का प्रतिनिधित्व करता है। यह लगभग 10-13 सेमी की दूरी पर कार्य करता है।

मजबूत अंतःक्रिया के परिणामस्वरूप, उच्च बाध्यकारी ऊर्जा वाली भौतिक प्रणालियाँ बनती हैं - परमाणु नाभिक। यही कारण है कि परमाणुओं के नाभिक बहुत स्थिर होते हैं, उन्हें नष्ट करना कठिन होता है।

विद्युत चुम्बकीय संपर्क मजबूत से लगभग एक हजार गुना कमजोर, लेकिन बहुत अधिक दूरी पर कार्य करता है। इस प्रकार की परस्पर क्रिया विद्युत आवेशित कणों की विशेषता है। इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंटरैक्शन की प्रक्रिया में, इलेक्ट्रॉनों और परमाणु नाभिक परमाणुओं में, परमाणुओं में - अणुओं में संयोजित होते हैं। एक मायने में, यह बातचीत रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान में मौलिक है।

कमजोर बातचीत संभवतः विभिन्न कणों के बीच। यह 10 -15 -10 -22 सेमी के क्रम की दूरी तक फैली हुई है और मुख्य रूप से कणों के क्षय से जुड़ी है। ज्ञान के वर्तमान स्तर के अनुसार, कमजोर अंतःक्रिया के कारण अधिकांश कण अस्थिर होते हैं। एक उदाहरण के रूप में, एक परमाणु नाभिक में एक न्यूट्रॉन का एक प्रोटॉन, एक इलेक्ट्रॉन और एक एंटीन्यूट्रिनो में परिवर्तन हो रहा है।

गुरुत्वाकर्षण संपर्क सबसे कमजोर और प्राथमिक कणों के सिद्धांत में ध्यान नहीं दिया जाता है, क्योंकि यह बहुत कम प्रभाव देता है। ब्रह्मांडीय पैमाने पर, गुरुत्वाकर्षण संपर्क महत्वपूर्ण है। इसकी कार्रवाई का दायरा सीमित नहीं है।

जिस समय के दौरान प्राथमिक कणों का परिवर्तन होता है, वह बातचीत की ताकत पर निर्भर करता है।

मजबूत अंतःक्रियाओं से जुड़ी परमाणु प्रतिक्रियाएं 10-24 -10 -23 सेकेंड के भीतर होती हैं।

विद्युत चुम्बकीय अंतःक्रियाओं के कारण परिवर्तन 10 -19 -10 -21 s के भीतर किए जाते हैं।

कमजोर अंतःक्रिया से जुड़े प्राथमिक कणों का क्षय - औसतन 10 -21 सेकेंड के लिए।

विविध विश्व के निर्माण के लिए ये चार परस्पर क्रियाएँ आवश्यक और पर्याप्त हैं।

मजबूत अंतःक्रियाओं के बिना, परमाणु नाभिक मौजूद नहीं होंगे, और तारे और सूर्य परमाणु ऊर्जा के कारण गर्मी और प्रकाश उत्पन्न नहीं कर सकते थे।

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंटरैक्शन के बिना, कोई परमाणु नहीं होगा, कोई अणु नहीं होगा, कोई मैक्रोस्कोपिक ऑब्जेक्ट नहीं होगा, साथ ही कोई गर्मी और प्रकाश नहीं होगा।

कमजोर अंतःक्रियाओं के बिना, सूर्य और तारों के आंतरिक भाग में परमाणु प्रतिक्रियाएं संभव नहीं होंगी, सुपरनोवा विस्फोट नहीं होंगे, और जीवन के लिए आवश्यक भारी तत्व ब्रह्मांड में प्रचार नहीं कर सकते थे।

गुरुत्वाकर्षण संपर्क के बिना, न केवल कोई आकाशगंगा, तारे, ग्रह नहीं होंगे, बल्कि संपूर्ण ब्रह्मांड विकसित नहीं हो सकता है, क्योंकि गुरुत्वाकर्षण एक एकीकृत कारक है जो संपूर्ण ब्रह्मांड की एकता और उसके विकास को सुनिश्चित करता है।

प्राथमिक कणों से एक जटिल और विविध भौतिक दुनिया बनाने के लिए आवश्यक सभी चार मौलिक अंतःक्रियाएं एक मौलिक बातचीत से प्राप्त की जा सकती हैं - महाशक्तियों .

यह सैद्धांतिक रूप से सिद्ध हो चुका है कि बहुत अधिक तापमान (या ऊर्जा) पर, सभी चार अंतःक्रियाएं एक में जुड़ जाती हैं।

100 GeV की ऊर्जा पर, विद्युत चुम्बकीय और कमजोर अंतःक्रियाएं संयुक्त होती हैं। यह तापमान 10 -10 सेकेंड में ब्रह्मांड के तापमान से मेल खाता है। बिग बैंग के बाद।

1015 GeV की ऊर्जा पर, उनमें एक मजबूत अंतःक्रिया जुड़ जाती है।

1019 GeV की ऊर्जा पर, सभी चार अंतःक्रियाएं संयुक्त होती हैं।

1 GeV = 1 बिलियन इलेक्ट्रॉन वोल्ट

प्राथमिक कणों के अध्ययन में प्रगति ने परमाणुवाद की अवधारणा के और विकास में योगदान दिया।

वर्तमान में यह माना जाता है कि कई प्राथमिक कणों में से कोई भी भेद कर सकता है 12 मौलिक कण और एक सा प्रति-कण .

छह कण विदेशी नामों वाले क्वार्क हैं:

ऊपर, नीचे, मंत्रमुग्ध, अजीब, सच्चा, मनमोहक।

अन्य छह लेप्टान हैं: इलेक्ट्रॉन , मुओन , ताऊ कण और संबंधित न्यूट्रिनो (इलेक्ट्रॉनिक, म्यूओनिक, ताऊ न्यूट्रिनो)।

साधारण पदार्थ पहली पीढ़ी के कणों से बना होता है।

यह माना जाता है कि शेष पीढ़ियों को कृत्रिम रूप से कण त्वरक पर बनाया जा सकता है।

क्वार्क मॉडल के आधार पर, भौतिकविदों ने विकसित किया है नमूना परमाणुओं की संरचना।

प्रत्येक परमाणु में एक भारी नाभिक (प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के ग्लूऑन क्षेत्रों द्वारा दृढ़ता से बंधे) और एक इलेक्ट्रॉन खोल होता है।

नाभिक में प्रोटॉन की संख्या D.I के तत्वों की आवर्त सारणी में तत्व की क्रम संख्या के बराबर होती है। मेंडेलीव।

प्रोटॉन में एक सकारात्मक विद्युत आवेश होता है, द्रव्यमान इलेक्ट्रॉन के द्रव्यमान का 1836 गुना होता है, आयाम लगभग 10 -13 सेमी होते हैं।

न्यूट्रॉन का विद्युत आवेश शून्य होता है।

क्वार्क परिकल्पना के अनुसार, प्रोटॉन में दो "अप" क्वार्क और एक "डाउन" क्वार्क होते हैं, और न्यूट्रॉन में एक "अप" और दो "डाउन" क्वार्क होते हैं। उन्हें एक ठोस गेंद के रूप में प्रस्तुत नहीं किया जा सकता है; बल्कि, वे धुंधली सीमाओं वाले बादल से मिलते जुलते हैं, जिसमें उभरते और गायब होने वाले आभासी कण होते हैं।

क्वार्क और लेप्टान की उत्पत्ति के बारे में अभी भी अनसुलझे प्रश्न हैं कि क्या वे प्रकृति की मुख्य "पहली ईंटें" हैं और कितनी मौलिक हैं। इन सवालों के जवाब आधुनिक ब्रह्मांड विज्ञान में मांगे जाते हैं।

वैक्यूम से प्राथमिक कणों के निर्माण की प्रक्रियाओं का अध्ययन बहुत महत्वपूर्ण है, प्राथमिक परमाणु संलयन के मॉडल का निर्माण जिसने ब्रह्मांड के जन्म के समय कुछ कणों को जन्म दिया।

अंतःक्रियाओं के कण वाहक

बिग बैंग के लगभग 1 अरब वर्ष से भी कम समय के बाद प्रोटोगैलेक्टिक बादलों का निर्माण
कला द्वारा: एडॉल्फ स्कॉलर, हबल गैलरी (नासा)

हम गुरुत्वाकर्षण के बल से अच्छी तरह वाकिफ हैं जो हमें जमीन पर रखता है और चंद्रमा पर उड़ान भरना मुश्किल बनाता है। और इलेक्ट्रोमैग्नेटिज्म, जिसकी बदौलत हम अलग-अलग परमाणुओं में नहीं टूटते और लैपटॉप में प्लग इन कर सकते हैं। भौतिक विज्ञानी कोप्टचिकदो और ताकतों के बारे में बात करता है जो ब्रह्मांड को ठीक वैसा ही बनाती हैं जैसा वह है।

स्कूल से हम सभी गुरुत्वाकर्षण के नियम और कूलम्ब के नियम को अच्छी तरह जानते हैं। पहला हमें बताता है कि तारे और ग्रह जैसे बड़े पैमाने पर पिंड एक दूसरे के साथ कैसे बातचीत (आकर्षित) करते हैं। एक और दिखाता है (एक आबनूस छड़ी के साथ प्रयोग को याद करें) विद्युत आवेशित वस्तुओं के बीच कौन से आकर्षण और प्रतिकर्षण बल उत्पन्न होते हैं।

लेकिन क्या यह हमारे द्वारा देखे जाने वाले ब्रह्मांड की उपस्थिति को निर्धारित करने वाली सभी शक्तियों और अंतःक्रियाओं से समाप्त हो गया है?

आधुनिक भौतिकी का कहना है कि ब्रह्मांड में कणों के बीच चार प्रकार की बुनियादी (मौलिक) बातचीत होती है। मैंने उनमें से दो के बारे में पहले ही ऊपर कहा है, और उनके साथ, ऐसा लगता है, सब कुछ सरल है, क्योंकि उनकी अभिव्यक्तियाँ हमें रोज़मर्रा की ज़िंदगी में लगातार घेरती हैं: यह गुरुत्वाकर्षण और विद्युत चुम्बकीय संपर्क है।

तो, पहले की कार्रवाई के कारण, हम जमीन पर मजबूती से खड़े होते हैं और खुली जगह में नहीं उड़ते हैं। दूसरा, उदाहरण के लिए, परमाणुओं में एक प्रोटॉन के लिए एक इलेक्ट्रॉन के आकर्षण को सुनिश्चित करता है, जिससे हम सभी बने हैं और अंततः, परमाणुओं का एक दूसरे के प्रति आकर्षण (यानी, यह अणुओं, जैविक ऊतकों के निर्माण के लिए जिम्मेदार है) , आदि।)। तो यह विद्युत चुम्बकीय संपर्क की ताकतों के कारण है, उदाहरण के लिए, यह पता चला है कि एक परेशान पड़ोसी के सिर को उतारना इतना आसान नहीं है, और इस उद्देश्य के लिए हमें विभिन्न तात्कालिक कुल्हाड़ी का उपयोग करना होगा साधन।

लेकिन तथाकथित मजबूत बातचीत भी है। यह किसके लिए जिम्मेदार है? क्या आपको स्कूल में इस तथ्य से आश्चर्य नहीं हुआ कि कूलम्ब के नियम के इस कथन के बावजूद कि दो धनात्मक आवेश एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं (केवल विपरीत वाले आकर्षित करते हैं), कई परमाणुओं के नाभिक चुपचाप अपने लिए मौजूद होते हैं। लेकिन जैसा कि आपको याद है, उनमें प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं। न्यूट्रॉन - वे न्यूट्रॉन हैं क्योंकि वे तटस्थ हैं और उनमें कोई विद्युत आवेश नहीं है, लेकिन प्रोटॉन धनात्मक रूप से आवेशित होते हैं। और क्या, एक चमत्कार, बल एक साथ पकड़ सकते हैं (एक माइक्रोन के एक ट्रिलियनवें की दूरी पर - जो कि परमाणु से एक हजार गुना छोटा है!) कई प्रोटॉन, जो कूलम्ब के नियम के अनुसार, एक दूसरे को भयानक ऊर्जा के साथ पीछे हटाना चाहिए ?

मजबूत संपर्क - कोर में कणों के बीच आकर्षण प्रदान करता है; इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रतिकर्षण
कूलम्ब बलों पर काबू पाने का यह वास्तव में टाइटैनिक कार्य मजबूत बातचीत द्वारा किया जाता है। तो, न अधिक, न कम, इसके कारण, नाभिक में प्रोटॉन (साथ ही न्यूट्रॉन) फिर भी एक दूसरे के प्रति आकर्षित होते हैं। वैसे, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन में भी और भी अधिक "प्राथमिक" कण होते हैं - क्वार्क। इसलिए क्वार्क भी परस्पर क्रिया करते हैं और एक-दूसरे की ओर "दृढ़ता से" आकर्षित होते हैं। लेकिन, सौभाग्य से, उसी गुरुत्वाकर्षण अंतःक्रिया के विपरीत जो कई अरबों किलोमीटर की ब्रह्मांडीय दूरी पर काम करती है, मजबूत अंतःक्रिया को छोटी दूरी कहा जाता है। इसका मतलब है कि एक प्रोटॉन के आसपास "मजबूत आकर्षण" का क्षेत्र केवल एक छोटे पैमाने पर काम करता है, तुलनीय, वास्तव में, नाभिक के आकार के साथ।

इसलिए, उदाहरण के लिए, परमाणुओं में से एक के नाभिक में बैठा एक प्रोटॉन, कूलम्ब प्रतिकर्षण पर थूकते हुए, पड़ोसी परमाणु से एक प्रोटॉन को "दृढ़ता से" नहीं ले सकता है। अन्यथा, ब्रह्मांड में सभी प्रोटॉन और न्यूट्रॉन पदार्थ द्रव्यमान के सामान्य केंद्र के लिए "आकर्षित" हो सकते हैं और एक विशाल "सुपरन्यूक्लियस" बना सकते हैं। हालांकि, कुछ ऐसा ही न्यूट्रॉन सितारों की मोटाई में हो रहा है, जिनमें से एक में, जैसा कि उम्मीद की जा सकती है, एक दिन (लगभग पांच अरब साल बाद) हमारा सूर्य सिकुड़ जाएगा।

तो, प्रकृति में चौथी और आखिरी मौलिक बातचीत तथाकथित कमजोर बातचीत है। यह कुछ भी नहीं है कि इसे तथाकथित कहा जाता है: यह न केवल मजबूत बातचीत की तुलना में कम दूरी पर भी काम करता है, बल्कि इसकी शक्ति भी बहुत कम है। तो, अपने मजबूत "भाई", कूलम्ब प्रतिकर्षण के विपरीत, यह किसी भी तरह से इसे पछाड़ नहीं पाएगा।

कमजोर अंतःक्रियाओं की कमजोरी का प्रदर्शन करने वाला एक आकर्षक उदाहरण न्यूट्रिनो नामक कण हैं (जिसका अनुवाद "छोटे न्यूट्रॉन", "न्यूट्रॉन" के रूप में किया जा सकता है)। ये कण, अपनी प्रकृति से, मजबूत अंतःक्रियाओं में भाग नहीं लेते हैं, उनके पास विद्युत आवेश नहीं होता है (इसलिए, वे विद्युत चुम्बकीय अंतःक्रियाओं के लिए अतिसंवेदनशील नहीं होते हैं), सूक्ष्म जगत के मानकों द्वारा भी एक महत्वहीन द्रव्यमान होता है और इसलिए, व्यावहारिक रूप से असंवेदनशील होते हैं। गुरुत्वाकर्षण के लिए, वास्तव में, केवल कमजोर बातचीत करने में सक्षम हैं।

चो? न्यूट्रिनो मेरे पास से गुजरते हैं?!
उसी समय, ब्रह्मांड में, न्यूट्रिनो वास्तव में बहुत बड़ी मात्रा में पैदा होते हैं, और इन कणों की एक विशाल धारा लगातार पृथ्वी की मोटाई में प्रवेश करती है। उदाहरण के लिए, एक माचिस की डिब्बी के आयतन में, औसतन एक समय में लगभग 20 न्यूट्रिनो होते हैं। इस प्रकार, कोई भी पानी-डिटेक्टर के एक विशाल बैरल की कल्पना कर सकता है, और उस अविश्वसनीय मात्रा में न्यूट्रिनो जो हर समय इसके माध्यम से उड़ते हैं। इसलिए, इस डिटेक्टर पर काम करने वाले वैज्ञानिकों को आमतौर पर कम से कम एक न्यूट्रिनो को अपने बैरल को "महसूस" करने और इसकी कमजोर ताकतों के साथ बातचीत करने के लिए इस तरह के खुशी के अवसर के लिए महीनों इंतजार करना पड़ता है।

हालाँकि, अपनी कमजोरी के बावजूद, यह बातचीत ब्रह्मांड और मानव जीवन में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। तो, यह ठीक यही है जो रेडियोधर्मिता के प्रकारों में से एक के लिए जिम्मेदार है - अर्थात्, बीटा क्षय, जो जीवित जीवों पर इसके प्रभाव के खतरे की डिग्री के मामले में दूसरा (गामा रेडियोधर्मिता के बाद) है। और, कोई कम महत्वपूर्ण नहीं, कमजोर अंतःक्रिया के बिना कई सितारों के आंतों में होने वाली थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाओं के लिए असंभव होगा और स्टार की ऊर्जा की रिहाई के लिए जिम्मेदार होगा।

ब्रह्मांड में शासन करने वाले मौलिक इंटरैक्शन के सर्वनाश के चार घुड़सवार ऐसे हैं: मजबूत, विद्युत चुम्बकीय, कमजोर और गुरुत्वाकर्षण।

टीएसपी 2 पाठ्यक्रम के भौतिकी में परीक्षा के लिए प्रश्न

1. गतिकी की मूल अवधारणाएँ: द्रव्यमान, बल, जड़ता, जड़ता, न्यूटन के नियम।

वज़न- शरीर की जड़ता का मात्रात्मक माप। द्रव्यमान का SI मात्रक किलोग्राम (kg) कहलाता है।

शक्ति- वेक्टर भौतिक मात्रा, जो अन्य निकायों के साथ-साथ क्षेत्रों पर प्रभाव की तीव्रता का एक उपाय है।

जड़ताअपने आंदोलन की गति में बदलाव का विरोध करने के लिए एक भौतिक शरीर की संपत्ति है (आकार और दिशा दोनों में ).

जड़ता- जब बाहरी बल उस पर कार्य करते हैं तो संदर्भ के जड़त्वीय फ्रेम के सापेक्ष इसकी गति में बदलाव को रोकने के लिए किसी पिंड की संपत्ति अधिक या कम हद तक।

न्यूटन के नियम:

1. यदि कोई बल उस पर कार्य नहीं करता है या बिंदु पर कार्य करने वाले बल संतुलित हैं तो एक भौतिक बिंदु आराम पर है या समान रूप से और सीधा चलता है।

2. जिस त्वरण से पिंड गति करता है वह उस पर लगने वाले बल के अनुक्रमानुपाती होता है, जो पिंड के द्रव्यमान के व्युत्क्रमानुपाती होता है और बल की क्रिया की दिशा के साथ मेल खाता है।

3. वे बल जिनके साथ भौतिक पिंड एक दूसरे पर कार्य करते हैं, परिमाण में बराबर, दिशा में विपरीत और इन पिंडों से गुजरने वाली एक सीधी रेखा के साथ निर्देशित होते हैं।

2. प्रकृति में बल .

गुरुत्वाकर्षण, विद्युत चुम्बकीय, मजबूत (परमाणु) और कमजोर।
गुरुत्वाकर्षण बल , या सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण बल, सभी निकायों के बीच कार्य करते हैं - सभी निकाय एक दूसरे के प्रति आकर्षित होते हैं। लेकिन यह आकर्षण आमतौर पर तभी महत्वपूर्ण होता है जब कम से कम एक परस्पर क्रिया करने वाला पिंड पृथ्वी या चंद्रमा जितना बड़ा हो। अन्यथा, ये बल इतने छोटे हैं कि इनकी उपेक्षा की जा सकती है।
विद्युत चुम्बकीय बल विद्युत आवेश वाले कणों के बीच कार्य करते हैं। उनकी कार्रवाई का क्षेत्र विशेष रूप से विस्तृत और विविध है। परमाणुओं, अणुओं, ठोस पदार्थों, तरल और गैसीय निकायों, जीवित जीवों में, यह विद्युत चुम्बकीय बल हैं जो मुख्य हैं। परमाणुओं में उनकी भूमिका महान है।
दायरा परमाणु बलबहुत सीमित। वे केवल परमाणु नाभिक के अंदर (यानी, 10 -13 सेमी के क्रम की दूरी पर) ध्यान देने योग्य हैं। पहले से ही 10 -11 सेमी (परमाणु के आकार से एक हजार गुना छोटा - 10 -8 सेमी) के क्रम के कणों के बीच की दूरी पर, वे बिल्कुल भी दिखाई नहीं देते हैं।
कमजोर बातचीत 10-15 सेमी के क्रम में खुद को और भी छोटी दूरी पर प्रकट करते हैं। वे प्राथमिक कणों के पारस्परिक परिवर्तन का कारण बनते हैं, नाभिक के रेडियोधर्मी क्षय, थर्मोन्यूक्लियर संलयन प्रतिक्रियाओं का निर्धारण करते हैं।
परमाणु बल - प्रकृति में सबसे शक्तिशाली। यदि परमाणु बलों की तीव्रता को एक इकाई के रूप में लिया जाता है, तो विद्युत चुम्बकीय बलों की तीव्रता 10 -2, गुरुत्वाकर्षण बल - 10 -40, कमजोर अंतःक्रियाएं - 10 -16 होगी।
इतनी छोटी दूरी पर मजबूत (परमाणु) और कमजोर बातचीत दिखाई देती है जब न्यूटनियन यांत्रिकी के नियम और उनके साथ यांत्रिक बल की अवधारणा अपना अर्थ खो देती है।
यांत्रिकी में, हम केवल गुरुत्वाकर्षण और विद्युत चुम्बकीय अंतःक्रियाओं पर विचार करेंगे।
यांत्रिकी में बल।यांत्रिकी में, वे आमतौर पर तीन प्रकार के बलों से निपटते हैं - गुरुत्वाकर्षण बल, लोचदार बल और घर्षण बल।
लोच और घर्षण बल विद्युत चुम्बकीय प्रकृति के होते हैं।

3. गुरुत्वाकर्षण बल, भार, भारहीनता, मुक्त पतन।

गुरुत्वाकर्षण- सभी भौतिक निकायों के बीच कार्य करने वाला पारस्परिक आकर्षण बल।
वी 1682 न्यूटन की खोज का वर्ष सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का नियम:सभी पिंड एक दूसरे के प्रति आकर्षित होते हैं, सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण बल पिंडों के द्रव्यमान के उत्पाद के सीधे आनुपातिक होता है और उनके बीच की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है:

वज़न - शक्तिएक समर्थन (या निलंबन या अन्य प्रकार के लगाव) पर शरीर की कार्रवाई, क्षेत्र में होने वाली गिरावट को रोकना गुरुत्वाकर्षण बल HYPERLINK "http: // en. wikipedia. org / wiki /% D 0% 92% D 0% B 5% D 1% 81" HYPERLINK "http: // en. wikipedia. org / wiki /% D 0 % 92% डी 0% बी 5% डी 1% 81 ".

भारहीनता- वह अवस्था जिसमें समर्थन के साथ शरीर की परस्पर क्रिया का बल ( शरीर का वजन) के संबंध में उत्पन्न होने वाले गुरुत्वीयआकर्षण से, अन्य द्रव्यमान बलों की कार्रवाई से, विशेष रूप से शरीर की त्वरित गति के दौरान उत्पन्न होने वाला जड़त्वीय बल अनुपस्थित है।

सूत्र:
पी = 0, जहां पी वजन है, यानी वह बल जिसके साथ शरीर समर्थन या निलंबन पर कार्य करता है।

निर्बाध गिरावट- यह समान रूप से त्वरित गतिप्रभाव में गुरुत्वाकर्षण.

जी - गुरुत्वाकर्षण का त्वरण, 9.81 (एम / एस²),

4. कई बलों के प्रभाव में शरीर की गति।

आमतौर पर शरीर पर कई बल एक साथ कार्य करते हैं। गुरुत्वाकर्षण और लोच की ताकतों के साथ, घर्षण बल लगभग हमेशा कार्य करता है। उन मामलों में घर्षण बल को ध्यान में रखना विशेष रूप से आवश्यक है जब यातायात पर विचार किया जाता है।

यह सर्वविदित है कि दुर्घटनाओं से बचने के लिए वाहनों के बीच एक निश्चित दूरी बनाए रखनी चाहिए; बरसात या बर्फीले मौसम में, यह शुष्क मौसम की तुलना में अधिक होना चाहिए। प्रश्न उठते हैं: यह दूरी क्या होनी चाहिए और यह वाहन की गति पर कैसे निर्भर करती है? उनका उत्तर देने के लिए, एक समस्या पर विचार करें।