Partícula elemental: ¿qué es?

Pocas personas no saben algo como un "electrón"y de hecho, precisamente, él significa "partícula elemental". Por supuesto, la mayoría de la gente tiene poca idea de qué es y por qué es necesario. En TV, en libros, en periódicos y revistas, estas partículas se representan como pequeños puntos o bolas. Debido a esto, las personas sin educación creen que la forma de las partículas es de hecho esférica, y que vuelan libremente, interactúan, colisionan, etc. Pero tal juicio es fundamentalmente erróneo. El concepto de una partícula elemental es extremadamente difícil de comprender, pero nunca es demasiado tarde para intentar obtener al menos una idea muy aproximada de la naturaleza de estas partículas.

A principios del siglo pasado, los científicos se toman en serioconfundido en cuanto a por qué el electrón no cae en el núcleo, ya que, de acuerdo con la mecánica de Newton, mientras que poner toda su energía, simplemente se debe caer en el núcleo. Sorprendentemente, esto no sucede. ¿Cómo puedo explicar esto?

El hecho es que la física en su clásicointerpretación y la partícula elemental - cosas que son incompatibles. No obedece ninguna ley de la física ordinaria, ya que opera de acuerdo con los principios de la mecánica cuántica. El principio fundamental aquí es la incertidumbre. Él dice que es imposible determinar con precisión y simultáneamente dos cantidades interconectadas. Cuanto más se determina el primero de ellos, menos se puede determinar el segundo. Esta definición es seguida por correlaciones cuánticas, dualismo de onda corpuscular, efecto túnel, función de onda y mucho más.

El primer factor importante es la incertidumbrecoordenada-momento. Partiendo de los fundamentos de la mecánica clásica, podemos recordar que los conceptos de momento y la trayectoria del cuerpo son inseparables y están siempre claramente definidos. Tratemos de transferir este patrón al mundo microscópico. Por ejemplo, una partícula elemental tiene un momento exacto. Luego, al tratar de determinar la trayectoria del movimiento, encontraremos la indeterminación de la coordenada. Esto significa que el electrón se detecta inmediatamente en todos los puntos de un pequeño volumen de espacio. Si intenta enfocarse con precisión en la trayectoria de su movimiento, entonces el impulso adquiere un significado difuso.

Se sigue que, no importa cuánto lo intentenpara determinar cualquier valor particular, el segundo se convierte inmediatamente en incierto. Este principio se basa en la propiedad de onda de las partículas. El electrón no tiene una coordenada clara. Podemos decir que está ubicado simultáneamente en todos los puntos del espacio, que está limitado por la longitud de onda. Tal representación nos permite entender más claramente qué es una partícula elemental.

Aproximadamente la misma incertidumbre surge enla relación energía-tiempo. La partícula interactúa constantemente, incluso en presencia de un vacío físico. Esta interacción dura por algún tiempo. Si imaginamos que este indicador está más o menos definido, entonces la energía se vuelve indeterminada. Esto viola las leyes aceptadas de conservación de la energía en los espacios cortos empeñados.

La regularidad presentada generaLas partículas de baja energía son cuantos de campos fundamentales. Tal campo no es una sustancia continua. Consiste en las partículas más pequeñas. La interacción entre ellos es proporcionada por la emisión de fotones que son absorbidos por otras partículas. Esto mantiene el nivel de energía y produce partículas elementales estables que no pueden caer sobre el núcleo.

Las partículas elementales son intrínsecamente inseparablesaunque difieren entre sí por su masa y ciertas características. Por lo tanto, se han desarrollado ciertas clasificaciones. Por ejemplo, el tipo de interacción se puede distinguir entre leptones y hadrones. Los hadrones, a su vez, se dividen en mesones, que consisten en dos quarks y bariones, en los que hay tres quarks. Los bariones más famosos son neutrones y protones.

Las partículas elementales y sus propiedades permitenpara distinguir dos clases más: bosones (con giros enteros y cero), fermiones (con giro medio integral). Cada partícula tiene su propia antipartícula con características opuestas. Solo protones, leptones y neutrones son estables. Todas las demás partículas están sujetas a descomposición y se convierten en partículas estables.