Teoria das Cordas e cromodinâmica quântica

Como a física quântica tentou expandir para o núcleo do átomo, foram necessárias novas táticas. A teoria quântica do núcleo atômico, e as partículas que o compõem, é chamado cromodinâmica quântica

(QCD). A teoria das cordas surgiu de uma tentativa de explicar esse mesmo comportamento.

QED tentou simplificar a situação apenas por analisar dois aspectos do átomo - o fóton eo elétron - o que poderia fazer, tratando o núcleo como um gigante, objeto muito distante. Com QED finalmente no lugar, os físicos estavam prontos para dar uma boa olhada no núcleo do átomo.

As peças que compõem o núcleo: Nucleons

O núcleo de um átomo é composto de partículas chamadas nucleons, que vêm em dois tipos: com carga positiva prótons e o noncharged nêutrons. Os prótons foram descobertos em 1919, enquanto os nêutrons foram descobertos em 1932.

O protão é de cerca de 1.836 vezes a massa do elétron. O neutrões é aproximadamente o mesmo tamanho que o protão, então o par deles é substancialmente maior do que o electrão. Apesar desta diferença de tamanho, o protão e de electrões têm cargas eléctricas idênticos, mas de sinal- oposto do protão é positivo enquanto o electrão é negativo.

O crescimento da tecnologia permitiu a concepção e construção do maior e mais poderoso aceleradores de partículas, que os físicos usam para esmagar partículas dentro do outro e ver o que sai. Com grande prazer, os físicos começaram esmagando prótons em si, na esperança de descobrir o que estava dentro deles.

Na verdade, este trabalho na tentativa de descobrir os segredos destes núcleos levaria diretamente para os primeiros insights sobre a teoria das cordas. Um jovem físico do CERN aplicada uma fórmula matemática obscura para descrever o comportamento das partículas em um acelerador de partículas, e isso é visto por muitos como o ponto de partida da teoria da corda.

As peças que compõem as peças do nucleônicas: Quarks

Hoje em dia, os núcleos são conhecidos por serem de tipos hádrons, que são partículas compostas de partículas ainda menores chamadas quarks. O conceito de quarks foi independentemente proposto por Murray Gell-Mann e George Zweig em 1964 (embora o nome, tirado de James Joyce Finnegans Wake, é pura Gell-Mann), que, em parte, ganhou Gell-Mann o Prêmio Nobel 1969 em Física. Os quarks são mantidos juntos por ainda outras partículas, chamado glúons.

Neste modelo, tanto o protão e o neutrões são compostos por três quarks. Esses quarks têm propriedades quânticas, como massa, carga elétrica e de centrifugação (veja a próxima seção para uma explicação de rotação). Na verdade, existem um total de seis sabores (ou tipos) de quark, todos os quais foram observados experimentalmente:

• quark up

• para baixo quark

• quark

• quark estranho

• quark top

• quark bottom

As propriedades do protão e de neutrões são determinados pela combinação específica de quark que os compõem. Por exemplo, a carga de um próton é atingido somando-se a carga elétrica dos três quarks dentro dela - dois quarks up e um quark down.

Na verdade, cada próton é feito de dois quarks up e um quark down, assim que eles são todos iguais. Cada nêutron é idêntico a todos os outros nêutrons (composto por um quark up e dois para baixo quarks).

Além das propriedades padrão do quantum mecânicos (carga, massa e rotação), quarks têm uma outra propriedade, que saiu da teoria, chamada cor carregar. Este é um pouco semelhante a carga elétrica, em princípio, mas é uma propriedade inteiramente distinto de quarks. Ele vem em três variedades, chamado vermelho verde, e azul.

Porque QED descreve a teoria quântica da carga elétrica, QCD descreve a teoria quântica da carga de cor. A carga de cor é a fonte dos cromodinâmica quântica nome, porque # 147 chroma # 148- é grego para # 147-color # 148.;

Além dos quark, existem partículas chamadas glúons. Os glúons ligam os quarks juntos, tipo de como elásticos (num sentido muito metafórico). Estes glúons são os bósons para a força nuclear forte, assim como os fótons são os bósons de eletromagnetismo.