mm
*\v
B
lwa 1%
neutron
proton
j Struktura molekularni Istot ływych ^
Pierwszą rzeczą, która narzuca się człowiekowi, gdy spogląda na siebie, jest Jego ciało, a więc część własnej materii. Jednakże aby mógł on pojąć, czym ona Jest. powinien porównać ją z tym wszystkim, co Jest nad nim i pod nim, aby wyznaczyć właściwe jej miejsce,
B. Pascal (1623-1662)
Materia we wszystkich trzech fazach, w jakich występuje na Ziemi - stałej, ciekłej i gazowej -zbudowana jest z atomów. W każdym atomie - jak to przedstawiono na ryc. 2-2 - wyróżnić możemy jadro»powłoki elektronowe. W skład jądra wchodzą protony - posiadające ładunki dodatnie - oraz flfntronv. Dziś wiemy, że ani proton, ani neutron nie są najmniejszymi, niepodzielnymi cząstkami -nie stanowią zatcmczastck elementarnych (taka cząstką clcmentamąjest natomiast elektron). W chwili obecnej, pod koniec lat dziewięćdziesiątych bieżącego stulecia, podstawę opisu materii i zachodzących w niej zjawisk fizycznych stanowi relatywistyczna kwantowa teoria pól. Dokładne jej omówienie przekracza ramy niniejszego podręcznika; zainteresowanych odsyłam do książek traktujących o fizyce. Należy jednak stwierdzić, iż zgodnie z tą teorią istnieją podstawowe składniki materii czyli jej „tworzywo” - cząstki elementarne albo inaczej fermiony (por, tab. 3-1) i „spoiwo” -a więc nośniki oddziaływań, czyli bozony (tab. 3-1). Cząstki elementarne dzielimy na leptony i kwarki: leptonem jest na przykład elektron, leptonami są też neutrina. Natomiast kwarki zawsze połączone są w większe elementy, tzw. hadrony. Hadronami sąnp. składniki jądra atomowego: protony i neutrony. Proton utworzony jest z dwóch kwarków w i jednego kwarka d. Neutron - z dwóch kwarków d i jednego kwarka u. Poziomy organizacji materii z punktu widzenia relatywistycznej kwantowej teorii pól przedstawia ryc. 3-1.
kwarki Ryc. 3-1. Poziomy organizacji materii według relatywistycznej kwantowej teorii pól. Atom d zbudowany jest z jądra i chmury elektronów. W skład
jądra wchodzą dwa rodzaje hadronów: protony i neutrony. Każdy neutron zbudowany jest z dwóch u kwarków d i jednego kwarka u; proton zaś z dwóch
kwarków u i jednego kwarka d
Tabela 3-1. Elementy budowy materii według relatywistycznej kwantowej teorii pól: cząstki elementarne (fermiony) czyli „tworzywo" i nośniki oddziaływań (bozony) czyli „spoiwo". Znakami zapytania oznaczono obiekty hipotetyczne.
Ładunek |
Fermiony (spin 1/2) | |||
Pokolenie |
kolorowe kwarki |
bezbarwne |
leptony | |
I |
u |
d |
elektron |
V |
U |
c |
s |
V | |
III |
I? |
b |
lau |
V Mi |
Ładunek |
Bozony (spin = 0,1,2) | |||
Spin |
1 |
0 |
-1 |
nazwa |
0 |
H*? |
H°? |
H-? |
higgsony |
1 |
W«i» |
Z*M» |
weakony | |
(0) |
foton | |||
g(0) |
gluony | |||
2 |
G? |
grawiton |
i