biathlonmordovia.ru → Komponentët elektrikë

Grimca elementare e dritës 5. Grimcat elementare

Në fizikë, grimcat elementare quhen objekte fizike në shkallën e bërthamës së një atomi, të cilat nuk mund të ndahen në pjesët përbërëse të tyre. Sidoqoftë, për sot, shkencëtarët ende arritën të ndajnë disa prej tyre. Struktura dhe vetitë e këtyre objekteve të vogla studiohen nga fizika e grimcave elementare.

RRETH grimcat më të voglaqë përbëjnë të gjithë materien ishte e njohur në antikitet. Sidoqoftë, themeluesit e të ashtuquajturit "atomizëm" konsiderohen të jenë filozofi Greqia e lashte Leucippus dhe dishepulli i tij më i famshëm, Demokriti. Supozohet se kjo e fundit prezantoi termin "atom". Nga greqishtja e lashtë "atomos" përkthehet si "i pandashëm", i cili përcakton pikëpamjet e filozofëve antikë.

Më vonë u bë e njohur se atomi ende mund të ndahet në dy objekte fizike - bërthama dhe elektroni. Kjo e fundit më vonë u bë grimca e parë elementare, kur në 1897 anglezi Joseph Thomson zhvilloi një eksperiment me rrezet katodë dhe zbuloi se ato janë një rrymë e grimcave identike me të njëjtën masë dhe ngarkesë.

Paralel me punën e Thomson, duke bërë kërkime radiografia Henri Becquerel kryen eksperimente me uraniumin dhe zbulon lloji i ri rrezatimi. Në 1898, një çift fizikanësh francezë, Marie dhe Pierre Curie, studiojnë substanca të ndryshme radioaktive, duke zbuluar të njëjtin rrezatim radioaktiv. Më vonë do të zbulohet se përbëhet nga alfa (2 protone dhe 2 neutrone) dhe grimca beta (elektrone) dhe Becquerel dhe Curie do të marrin Çmimi Nobël... Ndërsa kryente hulumtimin e saj me elementë të tillë si uraniumi, radiumi dhe poloniumi, Maria Sklodowska-Curie nuk ndërmori ndonjë masë sigurie, përfshirë edhe mos veshjen e dorezave. Si pasojë, leukemia e kapërceu atë në 1934. Në kujtim të arritjeve të shkencëtarit të madh, elementi, polonium, i zbuluar nga një palë Curies, u emërua pas mëmëdheut të Marisë - Polonia, nga Latinisht - Polonia.

Foto nga Kongresi V Solvay 1927. Mundohuni të gjeni të gjithë shkencëtarët nga ky artikull në këtë foto.

Duke filluar nga viti 1905, Albert Einstein i kushtoi botimet e tij përsosmërisë së teorisë së valëve të dritës, postulatet e së cilës ishin në kundërshtim me rezultatet e eksperimenteve. Kjo më pas e çoi fizikantin e shquar në idenë e një "kuanti të lehta" - një pjesë të dritës. Më vonë, në 1926, u emërua si "foton", përkthyer nga greqishtja "phos" ("dritë"), nga fiziokimisti amerikan - Gilbert N. Lewis.

Në vitin 1913, Ernest Rutherford, një fizikan britanik, bazuar në rezultatet e eksperimenteve të kryera tashmë në atë kohë, vuri në dukje se masat e bërthamave të shumë elemente kimike shumëfishat e masës së bërthamës së hidrogjenit. Prandaj, ai sugjeroi që bërthama e hidrogjenit është një përbërës i bërthamave të elementeve të tjerë. Në eksperimentin e tij, Rutherford rrezatoi një atom azoti me grimca alfa, e cila, si rezultat, emetoi një grimcë të caktuar të thirrur nga Ernest si "proton", nga një "protos" tjetër grek (i pari, kryesor). Më vonë u vërtetua eksperimentalisht se protoni është bërthama e hidrogjenit.

Padyshim, protoni nuk është përbërësi i vetëm i bërthamave të elementeve kimike. Kjo ide udhëhiqet nga fakti se dy protone në bërthamë do të zmbrapsen, dhe atomi do të kalbet menjëherë. Prandaj, Rutherford parashtroi një hipotezë për praninë e një grimce tjetër, e cila ka një masë të barabartë me atë të një protoni, por është e pa ngarkuar. Disa nga eksperimentet e shkencëtarëve mbi ndërveprimin e elementeve radioaktive dhe të lehta, i çuan ata në zbulimin e një rrezatimi tjetër të ri. Në vitin 1932, James Chadwick përcaktoi se ajo përbëhet nga grimcat shumë neutrale që ai i quajti neutrone.

Kështu, u zbuluan grimcat më të famshme: fotoni, elektroni, protoni dhe neutroni.

Më tej, zbulimi i objekteve të reja nën-bërthamore u bë ngjarje gjithnjë e më e shpeshtë, dhe për momentin dihen rreth 350 grimca, të cilat zakonisht konsiderohen "elementare". Ata prej tyre që nuk janë ndarë ende konsiderohen pa strukturë dhe quhen "themelorë".

Çfarë është rrotullimi?

Para se të kalojmë te risitë e mëtejshme në fushën e fizikës, është e nevojshme të përcaktohen karakteristikat e të gjitha grimcave. Më i famshmi, përveç masës dhe ngarkesa elektrike, spin gjithashtu vlen. Kjo vlerë referohet ndryshe si "vrulli i duhur këndor" dhe nuk është në asnjë mënyrë e lidhur me lëvizjen e objektit nënbërthamor në tërësi. Shkencëtarët arritën të gjenin grimca me rrotullime 0, ½, 1, 3/2 dhe 2. Për të vizualizuar, megjithëse e thjeshtuar, rrotullimin si një veti të një objekti, merrni parasysh shembullin vijues.

Lëreni objektin të ketë një rrotullim të barabartë me 1. Pastaj një objekt i tillë, kur rrotullohet 360 gradë, do të kthehet në pozicionin e tij origjinal. Në një aeroplan, ky objekt mund të jetë një laps, i cili, pasi të kthehet 360 gradë, do të jetë në pozicionin e tij origjinal. Në rastin e rrotullimit zero, çdo rrotullim i objektit gjithmonë do të duket i njëjtë, për shembull, një top me një ngjyrë.

Për një ½ mbrapa, keni nevojë për një objekt që ruan pamjen e tij kur kthehet 180 gradë. Mund të jetë i njëjti laps, i mprehur vetëm në mënyrë simetrike në të dy anët. Një rrotullim prej 2 do të kërkojë një rrotullim prej 720 gradë, dhe një rrotullim 3/2 do të kërkojë 540.

Kjo karakteristikë ka një shumë rëndësi të madhe për fizikën e grimcave elementare.

Modeli standard i grimcave dhe bashkëveprimeve

Të kesh një set mbresëlënës të mikro-objekteve që përbëjnë bota, shkencëtarët vendosën t'i strukturonin, kështu që u formua ndërtimi i njohur teorik i quajtur "Modeli Standard". Ajo përshkruan tre bashkëveprime dhe 61 grimca duke përdorur 17 ato themelore, disa prej të cilave ishin parashikuar nga ajo shumë kohë para zbulimit.

Tre ndërveprimet janë:

Elektromagnetike. Ndodh midis grimcave të ngarkuara elektrikisht. Në një rast të thjeshtë, të njohur nga shkolla, objektet e ngarkuara në mënyrë të kundërt tërhiqen dhe objektet me të njëjtin emër zmbrapsen. Kjo ndodh përmes të ashtuquajturës bartës të bashkëveprimit elektromagnetik - një foton.
Ndërveprimi i fortë, ndryshe - bërthamor. Siç nënkupton vetë emri, veprimi i tij shtrihet në objekte të rendit të bërthamës atomike, ai është përgjegjës për tërheqjen e protoneve, neutroneve dhe grimcave të tjera, gjithashtu të përbëra nga kuarkë. Ndërveprimi i fortë kryhet me gluone.
I dobët Vepron në distanca një mijë më pak se madhësia e bërthamës. Ky bashkëveprim përfshin leptone dhe kuarkë, si dhe anti-grimcat e tyre. Për më tepër, në rast të ndërveprimit të dobët, ata mund të rimishërohen në njëri-tjetrin. Transportuesit janë bosonet W +, W− dhe Z0.

Pra, Modeli Standard u formua si më poshtë. Ai përfshin gjashtë kuarkë që përbëjnë të gjithë hadronet (grimcat që i nënshtrohen bashkëveprimeve të forta):

Top (u);
E magjepsur (c);
E vërtetë (t);
Ulët (d);
Të çuditshëm (a);
I adhurueshëm (b).

Mund të shihet që fizikantët nuk marrin epitete. 6 grimcat e tjera janë leptone. Këto janë grimca themelore rrotulluese që nuk marrin pjesë në bashkëveprime të forta.

Elektron;
Neutrino elektronike;
Muon;
Neutrino Muonic;
Tau lepton;
Tau neutrino.

Dhe grupi i tretë i Modelit Standard janë bozonët matës, të cilët kanë rrotullim të barabartë me 1 dhe përfaqësohen si bartës të bashkëveprimeve:

Gluoni është i fortë;
Foton - elektromagnetik;
Z-boson - i dobët;
W-boson - i dobët.

Ato gjithashtu përfshijnë grimcën spin 0 të zbuluar së fundmi, e cila, në terma të thjeshtë, pajis të gjithë objektet e tjera nënbërthamore me masë inerte.

Si rezultat, sipas Modelit Standard, bota jonë duket kështu: e gjithë lënda përbëhet nga 6 kuarkë që formojnë hadronë dhe 6 leptone; të gjitha këto grimca mund të marrin pjesë në tre ndërveprime, të cilat barten nga bosone matës.

Disavantazhet e modelit standard

Sidoqoftë, edhe para zbulimit të bozonit Higgs, grimcës së fundit të parashikuar nga Modeli Standard, shkencëtarët shkuan përtej tij. Një shembull kryesor kjo është e ashtuquajtura "Ndërveprimi gravitacional", i cili sot është në të njëjtin nivel me të tjerët. Me sa duket, bartësi i saj është një grimcë me rrotullim 2, e cila nuk ka masë dhe të cilën fizikantët nuk kanë qenë ende në gjendje ta zbulojnë - "graviton".

Për më tepër, Modeli Standard përshkruan 61 grimca, dhe sot njerëzimi tashmë di më shumë se 350 grimca. Kjo do të thotë që puna e fizikantëve teorikë nuk ka mbaruar akoma.

Klasifikimi i grimcave

Për ta bërë jetën më të lehtë për veten e tyre, fizikanët kanë grupuar të gjitha grimcat në varësi të tipareve të tyre strukturore dhe karakteristikave të tjera. Klasifikimi bazohet në kriteret e mëposhtme:

Gjatë gjithë jetës.
1. E qëndrueshme. Këto përfshijnë një proton dhe një antiproton, një elektron dhe një pozitron, një foton, si dhe një graviton. Ekzistenca e grimcave të qëndrueshme nuk është e kufizuar nga koha, për sa kohë që ato janë në një gjendje të lirë, d.m.th. mos bashkëveproni me asgjë.
2. I paqëndrueshëm Të gjitha grimcat e tjera pas një kohe kalbëzohen në pjesët përbërëse të tyre, prandaj quhen të paqëndrueshme. Për shembull, një muon jeton vetëm 2.2 mikrosekonda, dhe një proton - 2.9 10 * 29 vjet, pas së cilës mund të kalbet në një pozitron dhe një pion neutral.
Pesha
1. Grimcat elementare pa masë, nga të cilat ekzistojnë vetëm tre: fotoni, gluoni dhe gravitoni.
2. Grimcat masive janë të gjitha të tjerat.
Vlera e rrotullimit.
1. Spin i plotë, përfshirë. zero, kanë grimca të quajtura bosone.
2. Grimcat me rrotullim gjysmë të plotë janë fermione.
Pjesëmarrja në bashkëveprime.
1. Hadronët (grimcat strukturore) janë objekte nënbërthamore që marrin pjesë në të katër llojet e bashkëveprimeve. U përmend më herët se ato përbëhen nga kuarkë. Hadronët ndahen në dy nëntipe: mezone (rrotullimi i plotë, janë bosone) dhe barion (rrotullimi gjysmë i plotë janë fermione).
2. Themelore (grimca pa strukturë). Këto përfshijnë leptone, kuarkë dhe bosone matës (lexoni më herët - "Modeli Standard ..").

Pasi të jeni njohur me klasifikimin e të gjitha grimcave, për shembull, mund të përcaktoni me kujdes disa prej tyre. Pra, neutroni është një fermion, hadron, ose më mirë një barion, dhe një nukleon, domethënë ka rrotullim gjysmë të plotë, përbëhet nga kuarkë dhe merr pjesë në 4 bashkëveprime. Nukleoni është emri i përgjithshëm për protonet dhe neutronet.

Interesante, kundërshtarët e atomizmit të Demokritit, i cili parashikoi ekzistencën e atomeve, pohuan se çdo substancë në botë është e pandashme e ndashme. Në një farë mase, ato mund të rezultojnë të drejta, pasi që shkencëtarët tashmë kanë arritur ta ndajnë atomin në një bërthamë dhe një elektron, një bërthamë në një proton dhe një neutron, dhe ata, nga ana tjetër, në kuarkë.
Demokriti supozoi se atomet kanë një formë të qartë gjeometrike, dhe për këtë arsye atomet "e mprehtë" të zjarrit - djegie, atome të përafërt të ngurta mbahen fort së bashku nga zgjatimet e tyre dhe atomet e lëmuara të ujit rrëshqasin kur bashkëveprojnë, përndryshe ato rrjedhin.
Joseph Thomson bëri modelin e tij të atomit, i cili i dukej si një trup i ngarkuar pozitivisht, në të cilin elektronet, si të thuash, ishin "të ngujuar". Modeli i tij quhet modeli i puding Plum.
Quarks e kanë marrë emrin nga fizikani amerikan Murray Gell-Mann. Shkencëtari donte të përdorte një fjalë të ngjashme me tingullin e kërkimit të një rosë (kwork). Por në romanin e James Joyce Finnegans Wake, unë hasa fjalën "quark", në rreshtin "Tre kuarkë për Z. Mark!", Kuptimi i së cilës nuk është përcaktuar saktësisht dhe është e mundur që Joyce ta ketë përdorur atë thjesht për rimë. Murray vendosi t'i quajë grimcat me këtë fjalë, pasi në atë kohë njiheshin vetëm tre kuarkë.
Megjithëse fotonet, grimcat e dritës, janë pa masë, pranë një vrime të zezë, ato duket se ndryshojnë trajektoren e tyre, duke u tërhequr nga ajo nga bashkëveprimi gravitacional. Në fakt, trupi supermasiv përkulet hapësirë-kohë, për shkak të së cilës çdo grimcë, përfshirë edhe ato pa masë, ndryshojnë trajektoren e tyre drejt vrimës së zezë (shih).
Përplasësi i Madh i Hadronit është saktësisht "hadronik" sepse përplas dy rreze të drejtuara të hadroneve, grimca me dimensione të rendit të një bërthame atomike, të cilat marrin pjesë në të gjitha bashkëveprimet.

Më poshtë janë renditur të pesë grimcat elementare të shkronjave. Për secilin përkufizim jepet një përshkrim i shkurtër.

Nëse keni diçka për të shtuar, atëherë më poshtë në shërbimin tuaj është një formë komente në të cilën mund të shprehni mendimin tuaj ose të plotësoni artikullin.

Lista e grimcave elementare

Fotoni

Përfaqëson një kuantik rrezatimi elektromagnetik, për shembull drita. Drita, nga ana tjetër, është një fenomen që përbëhet nga rrjedha të dritës. Fotoni është një grimcë elementare. Një foton ka një ngarkesë neutrale dhe masë zero. Spin i fotonit është i barabartë me një. Fotoni mbart bashkëveprime elektromagnetike midis grimcave të ngarkuara. Termi foton vjen nga greqishtja phos, që do të thotë dritë.

Fononi

Shtë një thërrmijë, një kuant i vibracioneve elastike dhe zhvendosjeve të atomeve dhe molekulave të rrjetës kristalore nga një pozicion ekuilibri. Në rrjetat kristalore, atomet dhe molekulat bashkëveprojnë vazhdimisht, duke ndarë energjinë me njëri-tjetrin. Në këtë drejtim, është praktikisht e pamundur të studiohen në to fenomene të ngjashme me dridhjet e atomeve individuale. Prandaj, dridhjet e rastësishme të atomeve zakonisht merren parasysh, nga lloji i përhapjes së valëve të zërit, brenda rrjetës kristalore. Telefonat janë kuantet e këtyre valëve. Termi fonon vjen nga tingulli telefonik grek.

Phazon

Luhatja e fazonit është një gjysëm grimcë, e cila është ngacmim në lidhje, ose në një sistem tjetër heterofaz, i cili formon një pus potencial (rajoni ferromagnetik) rreth një grimce të ngarkuar, të themi një elektron, dhe e kap atë.

Roton

Shtë një thërrmijë që i korrespondon ngacmimit elementar në heliumin superfluid, në rajonin e momentit të madh, i shoqëruar me fillimin e lëvizjes së vorbullës në një lëng superfluid. Roton, përkthyer nga latinishtja do të thotë - tjerrje, tjerrje. Rotoni manifestohet në një temperaturë më të madhe se 0.6K dhe përcakton vetitë eksponenciale të varura nga temperatura e kapacitetit të nxehtësisë, siç është entropia e dendësisë normale dhe të tjera.

Meson

Isshtë një grimcë jo-elementare e paqëndrueshme. Meson është një elektron i rëndë në rrezet kozmike.
Masa e një mesoni është më e madhe se masa e një elektroni dhe më e vogël se masa e një protoni.

Meson kanë numër çift kuarket dhe antikuarqet. Mesonët përfshijnë Pions, Kaons dhe mezone të tjera të rënda.

Kuark

Shtë një grimcë elementare e materies, por deri më tani vetëm hipotetikisht. Customshtë zakon që quarkët të quhen gjashtë grimca dhe anti-grimcat e tyre (antikuark), të cilat nga ana tjetër përbëjnë një grup të grimcave elementare të veçanta të hadroneve.

Besohet se grimcat që marrin pjesë në bashkëveprime të forta, të tilla si protonet, neuronet dhe disa të tjerë, përbëhen nga kuarkë të lidhur ngushtë. Quarks vazhdimisht ekzistojnë në kombinime të ndryshme. Ekziston një teori që kuarkët mund të ekzistojnë në një formë të lirë, në momentet e para pas shpërthimit të madh.

Gluon

Grimca elementare. Sipas një teorie, gluonet duket se ngjiten së bashku kuarkë, të cilët nga ana tjetër formojnë grimca të tilla si protonet dhe neuronet. Në përgjithësi, glukonet janë grimcat më të vogla që përbëjnë materien.

Boson

Kuaz grimca Boson ose grimca Bose. Bozoni ka rrotullim zero ose të plotë. Emri është dhënë për nder të fizikantit Shatyendranath Bose. Bosoni ndryshon në atë që një numër i pakufizuar i tyre mund të ketë të njëjtën gjendje kuantike.

Hadroni

Hadroni është një grimcë elementare që nuk është vërtet elementare. Përbëhet nga kuarkë, antikuarqe dhe glukone. Hadroni nuk ka ngarkesë ngjyrash dhe merr pjesë në bashkëveprime të forta, përfshirë bërthamën. Termi hadron, nga greqishtja adros, do të thotë i madh, masiv.

Prisni që të ngarkohet widget-i i kronologjisë.
JavaScript duhet të jetë i aktivizuar për të parë.

Nëse prishjet e forta u grupuan në rajonin e joctoseconds, ato elektromagnetike - në afërsi të attoseconds, atëherë prishjet e dobëta "shkatërrohen për të gjithë" - ato mbulojnë sa më shumë 27 porosi në kronologjinë!

Në skajet e këtij diapazoni të gjerë të paimagjinueshëm janë dy raste "ekstreme".

Kalbjet e kuarkut të sipërm dhe grimcat e dobëta të bartësit të ndërveprimit (bosonet W dhe Z) marrin përsipër 0,3 është \u003d 3 · 10 −25 s. Këto janë prishjet më të shpejta midis të gjitha grimcave elementare dhe, në përgjithësi, proceset më të shpejta të njohura me besueshmëri nga fizika moderne. Rezulton në këtë mënyrë sepse këto janë prishje me çlirimin më të lartë të energjisë.
Grimca elementare me jetëgjatësinë më të madhe, neutroni, jeton për rreth 15 minuta. Një kohë kaq e madhe nga standardet e botës së vogël shpjegohet me faktin se ky proces (prishja beta e një neutroni në një proton, elektron dhe antineutrino) ka një çlirim shumë të vogël të energjisë. Kjo çlirim energjie është aq e dobët sa që në kushte të përshtatshme (për shembull, brenda një bërthame atomike), kjo prishje mund të jetë tashmë e pafavorshme nga ana energjetike, dhe pastaj neutroni bëhet plotësisht i qëndrueshëm. Bërthamat atomike, të gjitha kanë rëndësi përreth nesh, dhe ne vetë ekzistojmë vetëm në sajë të kësaj dobësie mahnitëse të prishjes beta.

Në intervalin midis këtyre ekstremeve, shumica e prishjeve të dobëta janë gjithashtu pak a shumë kompakte. Ata mund të ndahen në dy grupe, të cilat ne do t'i quajmë konvencionalisht: prishje të shpejta të dobëta dhe prishje të ngadalta të dobëta.

Prishjet e shpejta janë rreth një pikosekondë. Pra, numrat në botën tonë janë formuar çuditërisht, që jetëgjatësia e disa dhjetëra grimcave elementare bien në një gamë të ngushtë vlerash nga 0.4 në 2 ps. Këto janë të ashtuquajturat hadron të magjepsur dhe të adhurueshëm - grimca që kanë një kuark të rëndë në përbërjen e tyre.

Picosekondat janë të shkëlqyera, ato janë të paçmueshme nga pikëpamja e një eksperimenti përplasës! Fakti është që në 1 ps një grimcë do të ketë kohë për të fluturuar një të tretën e milimetrit dhe një detektor modern mat distanca kaq të mëdha lehtësisht. Falë këtyre grimcave, fotografia e përplasjes së grimcave në përplasës bëhet "e lehtë për t'u lexuar" - këtu kishte një përplasje dhe lindjen e një numri të madh të hadroneve, dhe atje, pak më larg, ndodhën prishjet dytësore . Jetëgjatësia bëhet drejtpërdrejt e matshme, që do të thotë se bëhet e mundur të gjesh se çfarë lloj grimce ka qenë, dhe vetëm atëherë të përdorësh këtë informacion për një analizë më komplekse.

Prishjet e ngadalta të dobëta janë prishjet që fillojnë nga qindra pikosekonda dhe shtrihen në të gjithë gamën e nanosekondave. Kjo përfshin një klasë të ashtuquajturave "grimca të çuditshme" - hadrone të shumta që përmbajnë një kuark të çuditshëm në përbërjen e tyre. Pavarësisht nga emri i tyre, për eksperimentet moderne ato nuk janë aspak të çuditshme, por përkundrazi, grimcat më të zakonshme. Ata thjesht dukeshin të çuditshëm në vitet 50 të shekullit të kaluar, kur fizikantët papritmas filluan t’i zbulonin njëri pas tjetrit dhe nuk i kuptonin mjaft vetitë e tyre. Nga rruga, ishte bollëku i hadroneve të çuditshme që i shtyu fizikanët gjysmë shekulli përsëri në idenë e kuarkeve.

Nga këndvështrimi i një eksperimenti modern me grimca elementare, nanosekondat janë shumë. Kjo është aq shumë sa grimcat e nxjerra nga përshpejtuesi thjesht nuk kanë kohë për tu prishur, por shpojnë detektorin, duke lënë gjurmët e tij në të. Sigurisht, ai do të ngec diku në substancën e detektorit ose në shkëmbinjtë përreth tij dhe do të shpërbëhet atje. Por fizikantët nuk kujdesen më për këtë prishje, ata janë të interesuar vetëm për gjurmën që kjo grimcë la brenda detektorit. Pra, për eksperimentet moderne, këto grimca duken pothuajse të qëndrueshme; prandaj quhen termi "i ndërmjetëm" - grimca të metastabueshme.

Epo, grimca me jetëgjatësi, pa llogaritur neutronin, është muoni - një lloj "vëllai" i elektronit. Ai nuk merr pjesë në bashkëveprime të forta, nuk shpërbëhet për shkak të forcave elektromagnetike, kështu që ai vetëm ka ndërveprime të dobëta... Dhe meqenëse është mjaft e lehtë, ajo jeton për 2 mikrosekonda - një epokë e tërë për sa i përket shkallës së grimcave elementare.

Që nga indekset i, k, l në formulat strukturore kalojnë nëpër vlerat 1, 2, 3, 4, numrin e mezoneve M ik me një rrotullim të dhënë duhet të jetë i barabartë me 16. Për barionet B ikl numri maksimal i mundshëm i gjendjeve për një rrotullim të dhënë (64) nuk është realizuar, sepse, në bazë të parimit Pauli, për një rrotullim të dhënë të plotë, lejohen vetëm shtetet me tre kuarkë që kanë një simetri të përcaktuar mirë në lidhje me ndërrimet i indekseve i, k, 1, përkatësisht: plotësisht simetrike për rrotullimin 3/2 dhe simetri të përzier për rrotullimin 1/2. Ky kusht për l \u003d 0 zgjedh 20 gjendje barion për rrotullim 3/2 dhe 20 për rrotullim 1/2.

Një shqyrtim më i detajuar tregon se vlera e përbërjes së kuarkut dhe vetitë e simetrisë së sistemit të kuarkut bën të mundur përcaktimin e të gjithë numrave kuantikë bazë të hadronit ( J, P, B, Q, I, Y, Ch), duke përjashtuar masën; përcaktimi i masës kërkon njohuri të dinamikës së ndërveprimit të kuarkëve dhe masës së kuarkëve, e cila nuk është ende e disponueshme.

Transmetimi i saktë i specifikave të hadroneve me masat më të ulëta dhe rrotullimet në vlerat e dhëna Y dhe Ch, modeli kuark gjithashtu shpjegon natyrshëm numrin e madh të përgjithshëm të hadroneve dhe mbizotërimin e rezonancave midis tyre. Bollëku i hadroneve është pasqyrim i strukturës së tyre komplekse dhe mundësisë së ekzistencës së gjendjeve të ndryshme të ngacmuara të sistemeve kuark. Possibleshtë e mundur që numri i gjendjeve të tilla të ngazëllyera është pafundësisht i madh. Të gjitha gjendjet e ngacmuara të sistemeve kuark janë të paqëndrueshme në raport me kalimet e shpejta për shkak të ndërveprimeve të forta në shtetet themelore. Ato formojnë pjesën kryesore të rezonancave. Sistemet kuark me orientim rrotullues paralel (përveç W -) përbëjnë gjithashtu një fraksion të vogël të rezonancave. Konfigurimet e kuarkeve me orientim rrotullimi antiparalel, lidhur me bazën gjendjet, formojnë hadronë pothuajse të qëndrueshëm dhe një proton të qëndrueshëm.

Nxitjet e sistemeve të kuarkeve ndodhin si për shkak të ndryshimeve në lëvizjen rrotulluese të kuarkeve (ngacmimet orbitale) ashtu edhe për shkak të ndryshimeve në hapësirat e tyre. vendndodhja (ngacmimi radial). Në rastin e parë, një rritje në masën e sistemit shoqërohet me një ndryshim në rrotullimin total J dhe barazia R sistemi, në rastin e dytë, rritja e masës ndodh pa ndryshuar J P. Për shembull, meson me J P \u003d 2 + janë ngacmimi i parë orbital ( l \u003d 1) mesone me J P \u003d një -. Korrespondenca e 2 + mezoneve dhe 1 - mezoneve të të njëjtave struktura kuarke gjurmohet mirë nga shembulli i shumë çifteve të grimcave:

Mesonet r "dhe y" janë përkatësisht shembuj të ngacmimeve radiale të r- dhe y-mezoneve (shih.

Nxitjet orbitale dhe radiale krijojnë sekuenca të rezonancave që korrespondojnë me të njëjtën strukturë fillestare të kuarkut. Mungesa e informacionit të besueshëm në lidhje me ndërveprimin e kuarkëve nuk lejon ende llogaritjet sasiore të spektrave të ngacmimit dhe ndonjë përfundim rreth numri i mundshëm Në formulimin e modelit të kuarkut, kuarkët u konsideruan si elemente hipotetike strukturore, duke hapur mundësinë e një përshkrimi shumë të përshtatshëm të hadroneve. Më pas, u kryen eksperimente që bëjnë të mundur të flasësh për kuarkët si formacione të vërteta materiale brenda hadroneve. Të parat ishin eksperimente mbi shpërndarjen e elektroneve nga nukleonët në kënde shumë të mëdha. Këto eksperimente (1968), që të kujtojnë eksperimentet klasike të Rutherford mbi shpërndarjen e a-grimcave nga atomet, zbuluan praninë e formacioneve të ngarkuara me pikë brenda nukleonit. Krahasimi i të dhënave të këtyre eksperimenteve me të dhëna të ngjashme për shpërndarjen e neutrinove nga nukleonet (1973-75) bëri të mundur përfundimin në lidhje me vlerën mesatare të katrorit të ngarkesës elektrike të këtyre formacioneve pikësore. Rezultati ishte çuditërisht afër 1/2 [(2/3) e) 2 +(1 / 3 e) 2] Studimi i procesit të prodhimit të hadronit gjatë asgjësimit të një elektroni dhe një pozitroni, i cili me sa duket kalon nëpër një sekuencë procesesh: ® hadronet, treguan praninë e dy grupeve të hadroneve, të lidhura gjenetikisht me secilin prej kuarkëve që formohen, dhe bëri të mundur përcaktimin e rrotullimit të kuarkut. Doli të ishte 1/2. Numri i përgjithshëm i hadroneve të prodhuara në këtë proces gjithashtu tregon që kuarkët e tre llojeve lindin në gjendjen e ndërmjetme, d.m.th., kuarkët janë me tre ngjyra.

Kështu, numri kuantik i kuarkëve të prezantuar në bazë të konsideratave teorike janë konfirmuar në një numër eksperimentesh. Quarkët gradualisht po fitojnë statusin e grimcave të reja të elektronit.Nëse kërkime të mëtejshme konfirmojnë këtë përfundim, atëherë kuarkët janë kandidatë seriozë për rolin e grimcave të vërteta të elektronit për formën hadronike të materies. Deri në gjatësi ~ 10 -15 cm kuarkët veprojnë si formacione pa strukturë pikë. Numrin speciet e njohura kuarkët është i vogël. Në të ardhmen, natyrisht, mund të ndryshojë: nuk mund të jetë i sigurt se në energjitë më të larta, hadronet me numra të rinj kuantikë, për shkak të ekzistencës së tyre te llojet e reja të kuarkeve, nuk do të zbulohen. Zbulim Y -meson konfirmon këtë këndvështrim. Por është mjaft e mundshme që rritja e numrit të kuarkëve të jetë e vogël, kjo parimet e përgjithshme vendosin kufizime në numrin e përgjithshëm të kuarkeve, megjithëse këto kufizime nuk dihen ende. Pa struktura e kuarkëve gjithashtu, mbase, pasqyron vetëm nivelin e arritur të hulumtimit të këtyre formacioneve materiale. Sidoqoftë, një numër karakteristikash specifike të kuarkëve japin disa arsye për të supozuar se kuarkët janë grimca që mbyllin zinxhirin e përbërësve strukturorë të materies.

Quarqet ndryshojnë nga të gjitha grimcat e tjera të elektronit në atë që ato nuk janë vërejtur ende në një gjendje të lirë, megjithëse ka prova të ekzistencës së tyre në një gjendje të lidhur. Një nga arsyet për të mos vëzhguar kuarkët mund të jetë masa e tyre shumë e madhe, e cila parandalon krijimin e tyre në energjitë e akseleratorëve modernë. Megjithatë, është e mundur që në parim, për shkak të specifikave të bashkëveprimit të tyre, kuarkët nuk mund të jenë në një gjendje të lirë. Ka argumente teorike dhe eksperimentale në favor të faktit që forcat që veprojnë midis kuarkëve nuk dobësohen me distancën. Kjo do të thotë që kërkohet një energji pafundësisht e madhe për të ndarë kuarkët nga njëri-tjetri, ose, përndryshe, shfaqja e kuarkëve në një gjendje të lirë është e pamundur. Pamundësia për të izoluar kuarkët në një gjendje të lirë i bën ata një lloj krejtësisht të ri të njësive strukturore të materies. Uncleshtë e paqartë, për shembull, nëse është e mundur të ngrihet çështja e pjesët përbërëse kuarkët nëse vetë kuarkët nuk mund të vërehen në një gjendje të lirë. Possibleshtë e mundur që në këto kushte disa nga kuarkët nuk shfaqen fare fizikisht dhe për këtë arsye kuarkët veprojnë si faza e fundit në copëzimin e lëndës hadronike.

Grimcat elementare dhe teoria e fushës kuantike.

Për të përshkruar vetitë dhe bashkëveprimet e E. ch. In teoria moderne koncepti fizik është thelbësor. fusha që i është caktuar secilës grimcë. Fusha është një formë specifike e materies; përshkruhet nga një funksion i përcaktuar në të gjitha pikat ( x) hapësirë-kohë dhe posedimi i vetive të caktuara të transformimit në lidhje me transformimet e grupit Lorentz (skalar, spinor, vektor, etj.) dhe grupeve të simetrive "të brendshme" (skalar izotopik, spinor izotopik, etj.). Një fushë elektromagnetike me vetitë e një vektori katër-dimensional Dhe m (x) (m \u003d 1, 2, 3, 4) historikisht është shembulli i parë i një fushe fizike. Fushat që krahasohen me elektronet janë të një natyre kuantike, domethënë energjia dhe vrulli i tyre përbëhen nga një grup pjesësh. pjesët - kuantet, dhe energjia E k dhe vrulli p k i kuantikut lidhen nga relacioni i teorisë speciale të relativitetit: E k 2 \u003d p k 2 c 2 + m 2 c 2. Secili kuantik i tillë është një EM me një energji të dhënë E k, moment pk dhe masë m. Kuantet e fushës elektromagnetike janë fotone, kuantet e fushave të tjera korrespondojnë me të gjitha EM të tjera të njohura. Fusha, dmth., Është një pasqyrim fizik i ekzistenca e një grumbulli të pafund të grimcave - kuantet. Aparatura speciale matematikore teoria kuantike fusha ju lejon të përshkruani lindjen dhe shkatërrimin e një grimce në secilën pikë x.

Karakteristikat e transformimit të fushës përcaktojnë të gjithë numrat kuantikë të njësisë elektronike. Karakteristikat e transformimit në lidhje me transformimet hapësirë-kohë (grupi Lorentz) vendosin rrotullimin e grimcave. Kështu, skalari korrespondon me rrotullimin 0, spinorin me rrotullimin 1/2, vektorin me rrotullimin 1, etj. Ekzistenca e numrave të tillë kuantikë si L, B, 1, Y, Ch dhe për kuarkët dhe gluonet "ngjyra" rrjedh nga vetitë e transformimit të fushave në lidhje me transformimet e "hapësirave të brendshme" ("hapësira e ngarkesës", "hapësira izotopike", "hapësira unitare", etj.). Ekzistenca e një "ngjyre" në kuarkë, në veçanti, shoqërohet me një hapësirë \u200b\u200btë veçantë unitare "të ngjyrosur". Futja e "hapësirave të brendshme" në aparatin e teorisë është ende një teknikë thjesht formale, e cila, megjithatë, mund të shërbejë si tregues se dimensioni i hapësirës-kohës fizike, i pasqyruar në vetitë e një elementi elektronik, është në të vërtetë më shumë se katër - dimensioni i hapësirë-kohës, karakteristikë e të gjitha proceseve fizike makroskopike. Masa e elementit nuk lidhet drejtpërdrejt me vetitë e transformimit të fushave; kjo është karakteristikë shtesë e tyre.

Për të përshkruar proceset që ndodhin me elektronet, është e nevojshme të dihet se si fusha të ndryshme fizike lidhen me njëra-tjetrën, domethënë të njohim dinamikën e fushave. Në aparatin modern të teorisë së fushës kuantike, informacioni mbi dinamikën e fushave përmbahet në një sasi të veçantë të shprehur në terma të fushave - lagranxhi (më saktësisht, dendësia lagrangiane) L. Njohja e L lejon, në parim, të llogaritet probabilitetet e kalimeve nga një grup grimcash në tjetrën nën ndikim bashkëveprime të ndryshme... Këto gjasa jepen nga të ashtuquajturat. nga matrica shpërndarëse (W. Heisenberg, 1943), e shprehur në terma të L. Lagrangët L përbëhen nga Lagrangët L, i cili përshkruan sjelljen e fushave të lira, dhe Lagrangët e ndërveprimit L, të ndërtuara nga fushat e grimca të ndryshme dhe duke reflektuar mundësinë e shndërrimeve të tyre të ndërsjella. Njohja e L vz është vendimtare për përshkrimin e proceseve me E. h.

Në fillim të viteve 30 të shekullit XX, fizika gjeti një përshkrim të pranueshëm të strukturës së materies në bazë të katër llojeve të grimcave elementare - protoneve, neutroneve, elektroneve dhe fotoneve. Shtimi i grimcës së pestë - neutrinoja - bëri gjithashtu të mundur shpjegimin e proceseve të kalbjes radioaktive. Dukej se grimcat elementare të emërtuara janë tullat e para të universit.

Por kjo thjeshtësi e dukshme shpejt u zhduk. Pozitroni u zbulua shpejt. Në vitin 1936, mesoni i parë u zbulua midis produkteve të ndërveprimit të rrezeve kozmike me materien. Pas kësaj, ishte e mundur të vëzhgoheshin mezone të një natyre tjetër, si dhe grimca të tjera të pazakonta. Këto grimca kanë lindur nën ndikimin e rrezeve kozmike shumë rrallë. Sidoqoftë, pasi u ndërtuan përshpejtuesit, duke lejuar prodhimin e grimcave me energji të lartë, u zbuluan më shumë se 300 grimca të reja.

Çfarë nënkuptohet atëherë me fjalën " fillore"?" Elementare "anti antipod logjik i" kompleksit ". Grimcat elementare do të thotë grimca primare, pastaj të pazgjidhshme që përbëjnë të gjithë materien. Nga të dyzetat, një numër transformimesh të grimcave" elementare "ishin tashmë të njohur. Numri i grimcave vazhdon të rritet.Shumica e tyre janë të paqëndrueshme Ndër dhjetra mikropjesëza të njohura, ka vetëm disa të qëndrueshme, të paafta për transformime spontane, A nuk është rezistenca ndaj transformimeve spontane një shenjë e elementaritetit?

Bërthama e deuteriumit (deuteroni) përbëhet nga një proton dhe një neutron. Si një grimcë, deuteroni është krejtësisht i qëndrueshëm. Në të njëjtën kohë, pjesa përbërëse e deuteronit, neutroni, është radioaktive, d.m.th. i paqëndrueshëm Ky shembull tregon se konceptet e stabilitetit dhe elementaritetit  nuk janë identike. Në fizikën moderne, termi "Grimcat elementare" zakonisht përdoren për të emëruar një grup të madh grimcash të imëta të materies(të cilat nuk janë atome, ose bërthama atomike).

Të gjitha grimcat elementare kanë masa dhe madhësi jashtëzakonisht të vogla. Shumica e tyre kanë një masë të rendit të masës së një protoni (vetëm masa e një elektroni është dukshëm më e vogël
) Madhësitë mikroskopike dhe masat e grimcave elementare përcaktojnë ligjet kuantike të sjelljes së tyre. Prona më e rëndësishme kuantike e të gjitha grimcave elementare është aftësia për të lindur dhe shkatërruar (emetuar dhe thithur) kur bashkëveprojmë me grimcat e tjera.

Ekzistojnë katër lloje të bashkëveprimeve midis grimcave që janë të ndryshme në natyrë: gravitacionale, elektromagnetike, nukleare dhe gjithashtu bashkëveprime në të gjitha proceset që përfshijnë neutrinot. Cilat janë karakteristikat e katër llojeve të ndërveprimit të listuara?

Më e forta është ndërveprimi midis grimcave bërthamore ("forcat bërthamore"). Ky bashkëveprim zakonisht quhet i fortë. Alreadyshtë vërejtur tashmë se forcat bërthamore veprojnë vetëm në distanca shumë të vogla midis grimcave: rrezja e veprimit është rreth 10 -13 cm.

Më i madhi tjetër është elektromagnetike bashkëveprim Shtë më pak se e forta një nga dy rende madhësie. Por me distancën ndryshon më ngadalë, si 1 / r 2, kështu që rrezja e veprimit të forcave elektromagnetike është e pafund.

Kjo pasohet nga një ndërveprim për shkak të pjesëmarrjes së neutrinove në reaksione. Në mënyrë të madhësisë, këto bashkëveprime janë 10 14 herë më të vogla se bashkëveprimet e forta. Këto ndërveprime zakonisht quhen i dobët. Me sa duket, rrezja e veprimit këtu është e njëjtë si në rastin e ndërveprimit të fortë.

Ndërveprimi më i vogël i njohur - gravitacionale. Shtë më pak se e forta me 39 rende madhësie ... me 10 39 herë! Me distancën, forcat gravitacionale zvogëlohen po aq ngadalë sa ato elektromagnetike, kështu që diapazoni i tyre është gjithashtu i pafund.

Në hapësirë, roli kryesor i përket bashkëveprimeve gravitacionale, sepse diapazoni i ndërveprimeve të forta dhe të dobëta është i papërfillshëm. Ndërveprimet elektromagnetike luajnë një rol të kufizuar sepse ngarkesat elektrike të shenjave të kundërta priren të formojnë sisteme neutrale. Forcat gravitacionale janë gjithmonë forca gravitacionale. Ato nuk mund të kompensohen nga forca e shenjës së kundërt, nuk mund të mbrohet prej tyre. Prandaj role roli i tyre dominues në hapësirë.

Madhësia e forcave të bashkëveprimit korrespondon gjithashtu me kohën e nevojshme për reagimin e shkaktuar nga ky bashkëveprim. Kështu, proceset për shkak të bashkëveprimit të fortë kërkojnë një kohë të rendit prej 10 -23 sek. (reagimi ka kohë të ndodhë kur grimcat e energjive të larta përplasen). Koha e nevojshme për zbatimin e procesit për shkak të ndërveprimit elektromagnetik kërkon ~ 10 -21 sek., Ndërveprim i dobët 10 -9 sek. Në reaksionet e shkaktuara nga ndërveprimet e grimcave, forcat gravitacionale praktikisht nuk luajnë asnjë rol.

Ndërveprimet e listuara janë me sa duket të një natyre tjetër, domethënë, ato nuk janë të reduktueshme për njëri-tjetrin. Në kohën e tanishme, nuk ka asnjë mënyrë për të gjykuar nëse këto bashkëveprime i shterojnë të gjitha ato ekzistuese në natyrë.

Klasa e grimcave elementare që marrin pjesë në bashkëveprime të forta quhet hadrone (proton, neutron, etj.). Klasa e grimcave që nuk kanë bashkëveprime të forta quhen leptone. Leptonët përfshijnë një elektron, një muon, një neutrino, një lepton të rëndë dhe anti-grimcat e tyre përkatëse. Antigrimcat, një koleksion i grimcave elementare që kanë të njëjtat vlera të masave dhe karakteristikave të tjera fizike si "homologët" e tyre, por ndryshojnë prej tyre në shenjën e disa karakteristikave të bashkëveprimeve(për shembull, ngarkesa elektrike, momenti magnetik): elektron dhe pozitron, neutrino dhe antineutrino. Sipas koncepteve moderne, neutrinot dhe antineutrinot ndryshojnë nga njëri-tjetri në një nga karakteristikat kuantike - helicitetin, i cili përcaktohet si projeksioni i rrotullimit të një grimce në drejtimin e lëvizjes së saj (momentit). Neutrinoja ka një rrotullim S i orientuar antiparalel me pulsin R, d.m.th. udhëzimet R dhe S formojnë një vidë të majtë dhe neutrinoja ka një helicitet të majtë (Fig. 6.2). Për antineutrinot, këto drejtime formojnë një vidë të djathtë, d.m.th. antineutrino ka një helicitet të djathtë.

Kur një grimcë dhe anti-grimcë përplasen, ato mund të asgjësojnë reciprokisht "asgjësoj". Në fig. 6.3 tregon procesin e asgjësimit të një elektroni dhe një pozitroni me shfaqjen e dy kuanteve gama. Në këtë rast, respektohen të gjitha ligjet e njohura të ruajtjes  të energjisë, momentit, momentit këndor, ligjit të ruajtjes së ngarkesave. Për krijimin e një çifti positron elektron эlektron, është e nevojshme të përdoret një energji jo më pak se shuma e vetë-energjive të këtyre grimcave, d.m.th. 10 6 e eV. Kur një çift i tillë asgjësohet, kjo energji jepet ose me rrezatimin e gjeneruar gjatë asgjësimit, ose shpërndahet midis grimcave të tjera.

Nga ligji i ruajtjes së ngarkesës rrjedh që një grimcë e ngarkuar nuk mund të lindë pa një tjetër me ngarkesa të shenjave të kundërta që lindin (në mënyrë që ngarkesa totale e të gjithë sistemit të grimcave të mos ndryshojë). Një shembull i një reagimi të tillë është reagimi i shndërrimit të një neutroni në një proton me formimin e njëkohshëm të një elektroni dhe emetimin e një neutrino

. (6.9)

Ngarkesa elektrike ruhet gjatë këtij transformimi. Në të njëjtën mënyrë, ajo ruhet kur një foton shndërrohet në një çift elektron-pozitron ose kur krijohet e njëjta çift si rezultat i përplasjes së dy elektroneve.

Ekziston një hipotezë që të gjitha grimcat elementare janë kombinime të tre grimcave themelore të quajtura kuarkët, dhe anti-grimcat e tyre. Në një gjendje të lirë, kuarkët nuk janë gjetur (pavarësisht kërkimeve të shumta për to në përshpejtuesit me energji të lartë, në rrezet kozmike dhe në mjedis).

Shtë e pamundur të përshkruhen vetitë dhe shndërrimet e mikroprimcave pa ndonjë sistematizim. Nuk ka asnjë sistematizim të ndërtuar mbi bazën e një teorie rigoroze.

Dy grupe kryesore të grimcave elementare bashkëveprojnë fuqishëm ( hadronet) dhe ndërveprojnë dobët ( leptone) grimcat. Hadronët janë të ndarë në mesonet dhe barionet... Baryonët ndahen në nukleonet dhe hiperone... Leptonët përfshijnë elektronet, muonet dhe neutrinot. Më poshtë janë vlerat me të cilat sistemohen mikropjeshtjet.

1. Pjesa më e madhe ose barionik numri DHE... Fakte të shumta të vëzhguara në procesin e ndarjes bërthamore, krijimin e një palë nukleoneve dhe antinukleoneve, na lejojnë të pohojmë se në çdo proces numri i nukleoneve mbetet konstant. Të gjithë barionëve u caktohet numri DHE\u003d +1, për secilën anti-grimcë DHE\u003d -1. Ligji i ruajtjes së ngarkesës së baronit është përmbushur saktësisht në të gjitha proceset bërthamore. Grimcat komplekse kanë vlera të shumëfishta të numrit të baronit. Të gjithë mezonët dhe leptonet kanë numër baroni zero.

2. Ngarkesa elektrike q është numri i njësive të ngarkesës elektrike (në njësitë e ngarkesës pozitive të një protoni) të natyrshme në një grimcë.

3. Spin izotopik(jo e rëndësishme për rrotullimin e vërtetë). Forcat që veprojnë midis nukleoneve në një bërthamë janë pothuajse të pavarura nga lloji i nukleoneve, d.m.th. ndërveprimet bërthamore rr, rn dhe nn jane te njejtat. Kjo simetri e forcave bërthamore çon në ruajtjen e një sasie të quajtur rrotullim izotopik. Isospin vazhdon në ndërveprime të forta dhe nuk vazhdon në proceset e shkaktuara nga ndërveprimet elektromagnetike dhe të dobëta.

4. Çuditshmëri... Për të shpjeguar pse disa procese me pjesëmarrjen e hadroneve nuk ndodhin M. Gell-Mann dhe K. Nishijima në 1953 propozuan të futnin një numër të ri kuantik, të cilin ata e quajtën të çuditshme. Çuditshmëria e hadroneve të qëndrueshme varion nga –3 deri +3 (numra të plotë). Çuditshmëria e leptoneve nuk është përcaktuar. Cuditësia vazhdon në ndërveprimet e forta.

5. Spin. Karakterizon momentin këndor të rrotullimit.

6. Barazi... Një veti e brendshme e një grimce të lidhur me simetrinë e saj në lidhje me të djathtën dhe të majtën. Deri vonë, fizikantët besonin se nuk kishte asnjë ndryshim midis të djathtës dhe të majtës. Më pas, doli se ato nuk janë të barabarta për të gjitha proceset e ndërveprimit të dobët - i cili ishte një nga zbulimet më të mahnitshme në fizikë.

Në fizikën klasike, lënda dhe fusha fizike u kundërshtuan njëra-tjetrës si dy lloje të materies. Lënda përbëhet nga grimca elementare, është një lloj lënde që ka një masë pushimi. Një substancë ka një strukturë diskrete, një fushë është e vazhdueshme. Por fizika kuantike çoi në nivelizimin e kësaj pikëpamje. Në fizikën klasike, supozohet se grimcat veprojnë nga fushat e forcës - gravitacionale dhe elektromagnetike. Fizika klasike nuk njihte fusha të tjera. Në fizikën kuantike, fushat shihen si bartësit e vërtetë të bashkëveprimit - kuanti i këtyre fushave, d.m.th. grimcat. Për fushat klasike, këto janë gravitone dhe fotone. Kur fushat janë mjaft të forta dhe ka shumë kuanta, ne ndalojmë t'i dallojmë ato si grimca të veçanta dhe i perceptojmë ato si një fushë. Bartësit e bashkëveprimeve të forta janë glunet. Nga ana tjetër, çdo mikropjesë (element i materies) ka një natyrë të valës së dyfishtë.