Приготовиться: будет много терминов и непонятных слов, которые я постараюсь разъяснить.
Следующая ступень по раздроблению протонов и нейтронов - это кварки. Кварки относятся к классу адронов - частиц, способных взаимодействовать друг с другом с помощью сильного взаимодействия. Именно из адронов состоит почти вся известная материя в нашей Вселенной.
Когда-то я рассказывал, что нуклеиновые кислоты в живых организмах выстраиваются в цепочки из трёх штук и задают последовательность кодировки аминокислот: кодон GCU, состоящий из гуанина (G), цитозина (C) и урацила (U) задаёт синтез аминокислоты аланина. По такому же принципу работают кварки: когда они соединяются в последовательность из трёх штук, то получается протон или нейтрон.
Всего кварков 6 штук, по 2 на каждую группу или поколение. Поколениями эти группы зовутся, потому что каждые два кварка отличаются от двух следующих почти по всем свойствам.
Все они имеют очень необычные названия. Наверное, у учёных просто закончились научные термины, и они решили назвать новые частицы красивыми словами.
Особенного в кварках то, что они несут дробный электрический заряд. Сами кварки примерно в 20 тысяч раз меньше протона по размерам.
Кварки также обладают особыми свойствами - цветом и ароматом. Если про цвет понятно, то с ароматом всё не очень хорошо - учёные не знают конкретно, что это за такая характеристика. Регистрировать изменение умеют, а понять, что это такое, не могут. Здорово, правда? :D
Единственное, что нужно запомнить - это построение частиц из кварков. Так как у них дробный электрический заряд, то нужно взять кварки таким образом, чтобы заряд стал целым (Ноль - тоже целое число).
Протон p образуется из сочетания кварков uud (2/3+2/3-1/3=1), нейтрон n - из сочетания кварков udd (2/3-1/3-1/3=0). Все остальные частицы живут в среднем 10^-15 секунд, то есть практически нисколько.
Никто не знает, зачем нужны остальные кварки. Никто также не знает, почему поколений и цветов именно 3, из чего состоят сами кварки и как кварки взаимодействуют на гравитационном уровне.
Вопросов больше, чем ответов...
А ещё есть лептоны - частицы, не желающие взаимодействовать друг с другом. К ним относятся, в первую очередь, электроны. Из лептонов и адронов состоит вся знакомая нам материя.
Наряду с этими частицами, взаимодействующими между собой, есть переносчики взаимодействий - фотоны, бозоны, глюоны и гравитоны. По последним информации вообще нет, это чисто теоретические частицы, так как пока неизвестно, как можно передавать гравитационные взаимодействия.
Ещё есть противоположные всем уже упомянутым античастицы. У них та же масса и спин, но противоположные свойства. Про них даже нет смысла говорить, они просто есть. Нет, серьёзно, время жизни у них никакое, какой смысл вообще в них?
Теперь самая главная загадка физиков.
Нет общей теории.
Всего есть 5 фундаментальных сил, и только три из них объединяет Стандартная Модель. Две другие - поле Хиггса и гравитацию - наука объяснить не в состоянии. Они не вписываются в эту модель. Думается, что мы ещё не всё открыли.
Если тебе понравился материал - подпишись! :)