Sunt particule elementare, precum fotonul sau gluonul, care nu au masă, dar sunt particule elementare, precum electronul sau quarcul, care au masă. De ce unele particule au masă și altele nu? Cum ajung particulele cu masă să aibă masă? Ce înseamnă, în fapt, să ai masă?

Detalii


Câmp cuantic (reprezentare grafică). Vibrația câmpului, când atinge o anume energie, devine ceea ce numim „particulă”

Teoria câmpurilor cuantice este una dintre cele mai de succes teorii din fizică, ce spune, în esență, că, în fapt, componentele fundamentale care alcătuiesc universul sunt câmpurile cuantice, nu particulele; particulele sunt doar vibrații localizate ale unor câmpuri cuantice care sunt distribuite în tot universul. Deși o teorie reușită, există o serie de dificultăți care îi fac pe fizicieni să creadă că teoria este incompletă din punct de vedere matematic.

Despre teoria câmpurilor cuantice am scris mai multe articole explicative de-a lungul timpului. Le puteți găsi aici. 

Detalii


Protonul, ca o mare de quarcuri și anti-quarcuri
Credit: MIT/Jefferson Lab/Sputnik Animation

Ceea ce orice persoană educată știe este că materia este formată din molecule, care la rândul lor sunt formate din atomi. Atomii sunt alcătuiți din nucleu (adică protoni și neutroni), precum și electroni situați în exteriorul nucleului. Protonii și neutronii nu sunt particule elementare, ci sunt formate din quarcuri.

Protonii sunt particule cu sarcină electrică pozitivă. Explicația obișnuită cu privire la structura unui proton este aceea că acesta este alcătuit din trei quarcuri de două tipuri (două quarcuri up și un quarc down). Dar fizicienii descriu astăzi protonul ca fiind de o complexitate extraordinară, care are puține legături cu explicația „clasică” referitoare la cele trei quarcuri.

Detalii


Tabloul particulelor elementare

Din câte știm astăzi despre universul nostru, acesta este alcătuit în cea mai mare parte din energie întunecată (68%), apoi din materie întunecată (27%) și în proporție mai mică din materie (5%), pe care o mai numim „obișnuită”, ca să fim siguri că s-a înțeles la ce ne referim :)

Detalii

Razele cosmice
Schemă a unei jerbe de radiaţii care se produce atunci când când o particulă cosmică cu mare energie se ciocneşte de atomii din atmosfera Pământului

Pentru că a fost testat și măsurat de nenumărate ori, știm un lucru despre universul nostru: niciun obiect nu poate depăși viteza luminii în vid. Este o limită impusă de teoria relativității a lui Einstein, în fapt un pilon fundamental al teoriei. Sigur, nu e deloc clar de ce stau lucrurile astfel, dar nu am identificat încă niciun obiect care să încalce acest principiu fundamental.

Detalii


În stânga, fuziunea nucleară - doi atomi uşori se unesc şi eliberează energie. În dreapta, fisiunea nucleară - un atom „greu” se divide şi eliberează energie.

Fuziunea nucleară și fisiunea nucleară - ambele eliberează energie, dar cum diferă aceste procese și care sunt implicațiile acestora în ce privește generarea de energie electrică?

Detalii


Interiorul detectorului Super-Kamiokande, Japonia

Când vorbim de super-acceleratoare / detectoare de particule, de regulă vorbim despre Marele accelerator de hadroni (LHC) de la Cern, Geneva. Dar tehnologia de graniță este prezentă și în alte locuri.

Super-Kamiokande, KAGRA și Belle II sunt trei super-detectoare de particule situate în Japonia, studiind „particulele-fantomă”, adică neutrinii, undele gravitaționale și mezonii B.

Detalii


Particule subatomice evidențiate în camera cu bule (1978, Fermilab)
Click pe imagine pentru o rezoluție superioară

Particulele subatomice sunt imposibil de observat cu ochiul liber. Sunt prea mici și, pe de altă parte, ochiul poate observa doar fotoni (ori obiecte ce emit fotoni). Cum detectează (fac vizibile) cercetătorii alte particule subatomice?

Detalii


Structura internă a unui proton, mult mai apropiată de cea reală decât cea clasică...

Întâi de toate, câte quarcuri formează un proton? Nu câte crezi tu, ci mai multe. Mult mai multe! Afli câte anume în paragrafele următoare, fii fără grijă. În al doilea rând: ce este un quarc? Un quarc este o particulă elementară, adică o particulă care nu este compusă din alte particule (până la proba contrară, pentru că despre multe particule s-a crezut inițial că sunt elementare, după care s-a observat că nu sunt...). Quarcurile (nu cuarcii, cum o să auziți sau o să citiți pe alte site-uri, mai puțin riguroase :)) sunt elementele constituente ale protonilor și neutronilor - adică ale acelor particule care formează nucleul unui atom.

Detalii

Acesta nu este un articol despre modul de funcționare al unui aparat de aer condiționat. Am explicat cum funcționează aparatul de aer condiționat într-un articol de detaliu mai vechi, ce poate fi accesat aici: Cum funcționează aparatul de aer condiționat. Vă invităm să citiți articolul indicat despre aparatul de aer condiționat înainte de a continua acest articol, pentru o mai bună înțelegere a celor de mai jos.

În acest articol vrem să explicăm ce se întâmplă la nivel atomic, cum anume se transferă căldura dintr-un mediu (biroul tău sau sufrageria ta) către mediul exterior.

Pentru a înțelege cum se răcește, în fapt, aerul, trebuie să înțelegeți trei lucruri: ce este aerul; ce este căldura; cum se transferă căldura. Să le luăm pe rând, într-un limbaj accesibil tuturor.

Detalii


Rezultatul coliziunii de protoni la LHC

Pe 4 iulie 2012 fizicienii de la CERN, Elveția, au anunțat descoperirea bosonului Higgs, aceasta fiind considerată printre cele mai importante descoperiri ştiinţifice ale secolului al XXI-lea de până la această dată. Cum bosonul Higgs este o particulă extrem de dificil de identificat în natură, a fost nevoie de construirea unui accelerator de particule enorm, LHC (Marele Accelerator de Hadroni - Large Hadron Collider), cum este cel de la CERN.

Detectarea unei particulei presupune un proces complicat de colectare de date și de analiză a acestor date. Cercetătorii au avut de făcut munca identificării unei particule a cărei masă era necunoscută (deși se cunoștea plaja de valori pe care o putea lua masa). În cele trei videoclipuri de mai jos puteți înțelege cum s-a realizat identificarea bosonului Higgs, proces explicat de un cercetător de la CERN, care folosește un limbaj simplu, pe înțelesul tuturor.

Detalii

Un electron are un câmp electric în jurul său (reprezentat în imaginea de mai sus prin cercul gălbui). Atunci când electronul este excitat (atomul primeşte energie externă), se creează şi un câmp magnetic. Cele două câmpuri, electric şi magnetic, formează câmpul electromagnetic, care are ca particulă purtătoare fotonul, particulă fără masă.


Imaginează-ţi o particulă elementară, precum fotonul ori electronul. Ce-ţi vine în minte? Dacă nu eşti fizician ori pasionat de fizică, atunci e posibil să-ţi imaginezi un fel de minge mică ori poate un punct. Această imagine nu e chiar corectă. Iată o metodă de a-ţi testa intuiţia: cum îţi imaginezi o particulă fără masă?

Detalii

 
Interacţiuni ale neutrino detectate la Observatorul de Neutrino IceCube

Neutrino sunt particule produse în urma dezintegrării radioactive şi nu au sarcină electrică. Sunt particule fascinante, care-şi pot schimba identitatea (link). Aceştia sunt pretutindeni în univers şi sunt generaţi în abundență de Soare (în urma proceselor de fuziune nucleară). Pe de altă parte neutrino sunt particule foarte mici, atât de mici încât este nevoie de 10 trilioane care să traverseze Terra pentru ca unul să interacţioneze cu Pământul. Ce înseamnă această interacţiune? Înseamnă că un neutrino loveşte o particulă elementară din interiorul atomului. Pentru neutrino un atom este o entitate enormă, dominată de spaţiu gol; de aceea interacţiunea cu un corp atât de mare, precum Pământul este atât de rară. Şi atunci cum îi detectăm şi studiem în laboratoare?

Detalii

Nu avem nevoie de dimensiuni suplimentare sau universuri paralele pentru a avea o realitate alternativă, suprapusă propriei noastre realități. Materia invizibilă este peste tot. De exemplu, luați neutrinii generați de Soare. Suntem în mod constant bombardați cu neutrini, dar trec direct prin noi. Aceștia împart același spațiu cu atomii noștri, dar nu interacționează aproape niciodată.

Detalii

Nu doar că suntem constituiţi din particule fundamentale. De asemenea, producem particule fundamentale în mod constant şi sunt bombardaţi de particule fundamentale continuu. Acum circa 14 miliarde de ani, atunci când universul şi-a început expansiunea, materia şi antimateria ar fi trebuit să se fi anihilat. Totuşi, o cantitate mică de materie a supravieţuit.

Detalii

Pagina 1 din 4


Pentru a descărca, gratuit, cartea,
clic pe imagine

Q&A: ultimele întrebări