Există ceva real? Această întrebare pare a avea doar un singur răspuns: desigur că există. Dacă aveţi dubii, încercaţi să loviţi o piatră. Lăsând la o parte întrebarea dacă simţurile tale pot fi de încredere, ce ai impresia că loveşti? Nu prea multe.
Ce este "realitatea"? Cum o definim?
Ştiinţa are nevoie de puţine elemente pentru a crea o piatră: un grup de particule diferite, forţele care le guvernează interacţiunile, plus câteva reguli de mecanică cuantică.
Aceasta pare a fi o reprezentare solidă a realităţii, dar curând începe să devină din ce în ce mai rarefiată. Dacă începi să cercetezi o piatră, vei găsi că constituenţii săi de bază sunt atomii - probabil cam 1000 de trilioane de trilioane din aceştia, depinzând de mărimea pietrei.
Atomii, de asemenea, sunt compuşi din particule subatomice mai mici, în principal protoni şi neutroni - la rândul lor compuşi din quarcuri - şi electroni.
Altfel atomii (şi în consecinţă pietrele) sunt pur şi simplu spaţiu gol. Dacă un atom ar fi reprezentat la o scară la care nucleul său ar avea mărimea Pământului, distanţa până la cei mai apropiaţi electroni ar fi de 2,5 ori distanţa de la Pământ la Soare. În spaţiul dintre nucleu şi electroni nu mai există nimic. Dacă atât de mult din realitate este construit din neant, atunci cine este responsabil pentru forma şi volumul pietrelor şi a altor obiecte? Fizica nu are nicio problemă în a răspunde la această întrebare: electronii. Regulile cuantice dictează faptul că nu există doi electroni care să se afle în aceeaşi stare cuantică. Consecinţa acestui fapt e că, oricât de mult ai încerca, nu poţi îndesa doi atomi în acelaşi spaţiu.
Puteţi citi mai multe despre particulele elementare pe site-ul nostru, aici:
Particulele elementare
Poster Particulele Fundamentale
Video: Istoria fizicii particulelor elementare
“Electronii fac toată munca ce se referă la structura materiei pe care o vedem în jurul nostru”, spune fizicianul Sean Carroll de la Institutul de Tehnologie California din Pasadena.
Să nu credeţi totuşi că nucleul nu are niciun rol. Cea mai mare parte din masa unui atom este formată din protoni şi neutroni şi din forţa care le uneşte, creată de particulele numite gluoni.
În concluzie, cam asta este tot. Electronii, quarcurile (cei mai mulţi din tipurile "up" şi "down") și gluonii formează cea mai mare parte a lucrurilor din jurul nostru.
Dar nu chiar totul. Alţi constituenţi de bază ai realităţii există de asemenea - 17 în total, care împreună formează modelul standard al fizicii particulelor (vezi tabelul de mai jos). Modelul formează de asemenea reperul de bază pentru lumea în oglindă a antimateriei cu setul complementar de antiparticule.
| Tabloul particulelor elementare |
|
| BOSONII (particule cu spin întreg 0, 1...) | FERMIONII (particule cu spin fracţional 1/2, 3/2...) |
|
Gravitonul Fotonul Bosonii slabi. Forţa slabă Gluonul. Forţa tare Bosonul Higgs
|
LEPTONI: Electronul Neutrinul electronic Miuonul Neutrinul Miuonic Tauonul Neutrinul Tauonic QUARCURI: Up Down Charm Strange Up Bottom
|
Unele piese ale modelului standard sunt parte a simţului comun, cum ar fi fotonii de lumină, provenind de la Soare sau din alte surse. Altele, totuşi, nu par a fi parte din realitatea de zi cu zi, cum ar fi quarcurile de tip "up" şi "down" sau particula grea, asemănătoare electronului pe nume tau. "La nivel superior, ele nu par a fi atât de importante", spune Paul Davies de la Universitatea de Stat Arizona din Tempe. "Acolo jos, totuşi, ele ar putea face diferenţa."
Aceasta pentru că modelul standard este mai mult decât o enumerare de particule. Fundaţiile sale se află în simetrie şi în teoria grupurilor, un exemplu al misterioaselor conexiuni dintre realitate şi matematică.
Modelul standard ne apare chiar mai straniu dacă ne gândim la ceea ce el nu include. El nu are nimic de zis despre materia întunecată invizibilă care pare a forma mare parte a materiei din Univers. Avem de-a face cu omisiuni serioase atunci când iei în considerare faptul că energia şi materia întunecată reprezintă aproape 96% din Univers. Este, de asemenea, total neclar modul în care modelul standard relaţionează cu fenomene care par a fi reale, cum ar fi timpul şi gravitaţia.
Deci modelul standard este, în cel mai bun caz, o aproximare relativă, cuprinzând ceva, dar nu totul, din ceea ce pare a forma realitatea fizică, precum şi fragmente şi bucăţele care nu au niciun rol. Cei mai mulţi fizicieni ar fi de acord că modelul standard are nevoie serioasă de o actualizare.
Modelul standard este cel mai bun model pe care îl avem despre realitate, dar este departe de a conţine întreaga poveste.
Textul de mai sus reprezintă traducerea articolului reality, publicat de New Scientist. Scientia.ro este singura entitate responsabilă pentru eventuale erori de traducere, Reed Business Information Ltd şi New Scientist neasumându-şi nicio responsabilitate în această privinţă.
Traducere: Alexandru Hutupanu
