ΖΑΝΝΕΙΟ ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΠΕΙΡΑΙΑ Η ΕΠΙΣΚΕΨΗ ΣΤΟ CERN

ΖΑΝΝΕΙΟ ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΠΕΙΡΑΙΑ Η ΕΠΙΣΚΕΨΗ ΣΤΟ CERN

Η ΘΕΩΡΙΑ ΤΟΥ ΚΑΘΙΕΡΩΜΕΝΟΥ ΠΡΟΤΥΠΟΥ

ΤΑ ΔΥΟ «ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ» ΤΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ

ΟΙ ΔΥΝΑΜΕΙΣ Το τρίτο «συστατικό» του καθιερωμένου προτύπου είναι οι θεμελιώδεις δυνάμεις που είναι τέσσερις και δρουν όλες από απόσταση. Αυτές είναι: 1) ΒΑΡΥΤΙΚΗ 2) ΑΣΘΕΝΗΣ ΠΥΡΗΝΙΚΗ 3) ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ 4) ΙΣΧΥΡΗ ΠΥΡΗΝΙΚΗ

ΟΙ ΔΥΝΑΜΕΙΣ Η βαρύτητα είναι σημαντική μόνο σε μεγάλες αποστάσεις. Η ηλεκτρομαγνητική παίζει ρόλο σε όλες τις αποστάσεις. Η ισχυρή και η ασθενής παίζουν ρόλο μόνο σε πολύ μικρές αποστάσεις (υποατομικές αποστάσεις).

ΠΩΣ ΔΡΟΥΝ ΟΙ ΔΥΝΑΜΕΙΣ; Από την εποχή που ο Νεύτωνας πρότεινε την ύπαρξη της πρώτης από αυτές τις δυνάμεις (της βαρυτικής), το ερώτημα για το πώς είναι δυνατόν οι δυνάμεις να δρουν από απόσταση προβλημάτιζε πάντα τους φυσικούς.

ΠΩΣ ΔΡΟΥΝ ΟΙ ΔΥΝΑΜΕΙΣ; Η απάντηση του καθιερωμένου προτύπου είναι με την ανταλλαγή σωματιδίων φορέων αυτών των δυνάμεων. Φανταστείτε δύο παιδιά με πατίνια πάνω σε μια κυκλική σιδηροτροχιά. Αν το ένα παιδί σπρώχνει προς το άλλο ένα βαγόνι, τότε μπορεί να βλέπετε τα παιδιά να πλησιάζουν ή να απομακρύνονται.

ΤΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ ΦΟΡΕΙΣ ΤΩΝ ΔΥΝΑΜΕΩΝ Κατά αναλογία, το καθιερωμένο πρότυπο εξηγεί την ύπαρξη των δυνάμεων με τη χρήση σωματιδίων που ανταλλάσσονται μεταξύ των σωμάτων που τα σωματίδια αυτά είναι οι ΦΟΡΕΙΣ ή ΔΙΑΔΟΤΕΣ των συγκεκριμένων δυνάμεων. ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΟ ΦΟΡΕΑΣ

ΠΟΤΕ ΔΡΑ ΜΙΑ ΔΥΝΑΜΗ; Αν ένα σωματίδιο (quark ή λεπτόνιο) μπορεί να εκπέμπει και να απορροφά το σωματίδιο φορέα μιας δύναμης, τότε το σωματίδιο αυτό μετέχει επηρεάζεται από τη συγκεκριμένη δύναμη.

ΒΑΡΥΤΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ Διαδίδεται από ένα σωματίδιο που δεν έχει ακόμα ανακαλυφθεί και ονομάζεται ΓΚΡΑΒΙΤΟΝΙΟ. Είναι πάντα ελκτική και ποτέ απωστική.

Είναι υπεύθυνη μεταξύ άλλων: ΒΑΡΥΤΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ 1) Για το βάρος μας. 2) Για την άνωση 3) Για τις παλίρροιες. 4) Για τις κινήσεις των πλανητών γύρω από τον ήλιο.

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ Επηρεάζει μόνο τα σωματίδια που φέρουν φορτίο. Σωματίδια με ίδιο φορτίο απωθούνται, ενώ αυτά με διαφορετικό φορτίο έλκονται. Ο διαδότης σωματίδιο φορέας της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης είναι το ΦΩΤΟΝΙΟ (γ).

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ Είναι η δύναμη που είναι υπεύθυνη για: 1) Τη δημιουργία των ατόμων και όλα τα χημικά φαινόμενα. 2) Την εμφάνιση τριβής. 3) Τη δύναμη που ασκεί ένα ελατήριο ή ένα σχοινί. 4) Το γεγονός ότι αν και τα σώματα είναι «κούφια» δεν μπορεί να περάσει το ένα μέσα από το άλλο. ΔΥΝΑΜΗ

Η ΙΣΧΥΡΗ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ Ο διαδότης σωματίδιο φορέας είναι το ΓΚΛΟΥΟΝΙΟ(g). Επηρεάζει μόνο τα quarks όχι όμως τα λεπτόνια. Είναι η μοναδική δύναμη που αυξάνεται καθώς τα σωματίδια απομακρύνονται. Είναι υπεύθυνη για την σταθερότητα των πυρήνων. Αν δεν υπήρχε εξαιτίας των θετικά φορτισμένων πρωτονίων ο πυρήνας θα διαλύονταν.

Η ΑΣΘΕΝΗΣ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ Ο διαδότης φορέας της είναι τα σωματίδια W ± και Z. Είναι υπεύθυνη για τις διασπάσεις όλων των άλλων quark (εκτός των u και d) και όλων των λεπτονίων (εκτός από τα e και τα τρία νετρίνα).

ΟΙ ΤΕΣΣΕΡΙΣ ΔΥΝΑΜΕΙΣ Συνδέεται με το γεγονός ότι οι φορείς τους δεν έχουν μάζα

ΕΝΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΠΟΥ ΕΚΚΡΕΜΕΙ: Η ΕΝΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΔΥΝΑΜΕΩΝ

ΤΟ ΠΛΗΡΕΣ ΜΟΝΤΕΛΟ

ΣΥΝΟΠΤΙΚΑ 6 quark 6 λεπτόνια 5 σωματίδια φορείς δυνάμεων

ΙΔΙΟΣΤΡΟΦΟΡΜΗ(spin) Είναι μια ιδιότητα των σωματιδίων (όπως η μάζα τους, το φορτίο τους). Το συσχετίζουμε με την ιδιοστροφορμή των σωματιδίων. Συνδέεται δηλαδή με την περιστροφή των σωματιδίων γύρω από τον άξονά τους. Είναι κβαντισμένη ποσότητα (δηλαδή αλλάζει με άλματα) όπως το φορτίο.

ΚΒΑΝΤΙΚΟΙ ΑΡΙΘΜΟΙ Όλες οι κβαντισμένες μπορούν να οριστούν με βάση ένα γινόμενο. Για παράδειγμα το φορτίο ορίζεται ως: ΑΚΕΡΑΙΟΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩ ΗΣ ΦΟΡΤΙΟ = x ΑΡΙΘΜΟΣ ΠΟΣΟΤΗΤΑ ΦΟΡΤΙΟΥ Αυτός ο ακέραιος αριθμός ονομάζεται κβαντικός αριθμός. Μπορούμε λοιπόν να γνωρίζουμε ένα κβαντισμένο μέγεθος, αν γνωρίζουμε την ελάχιστη ποσότητα και τον κβαντικό αριθμό.

ΜΙΑ ΚΑΤΗΓΟΡΙΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΟ SPIN Ανάλογα με το spin, χωρίζουμε τα σωματίδια σε ΦΕΡΜΙΟΝΙΑ (E. Fermi) και ΜΠΟΖΟΝΙΑ (S. Bose). Φερμιόνια είναι τα σωματίδια με ημιακέραιο ενώ τα μποζόνια είναι τα σωματίδια με ακέραιο spin. Η βασική τους διαφορά είναι ότι δύο φερμιόνια που αλληλεπιδρούν δεν μπορεί να έχουν ακριβώς τις ίδιες ιδιότητες (απαγορευτική αρχή του Pauli). Αντίθετα για τα μποζόνια δεν ισχύει η απαγορευτική αρχή του Pauli.

ΦΕΡΜΙΟΝΙΑ - ΜΠΟΖΟΝΙΑ Enrico Fermi Wolfgang Pauli Satyendra Nath Bose

ΕΝΑΣ ΧΑΡΤΗΣ ΤΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ