2universe1 domh ylhs
TRANSCRIPT
Η Δομή της ΎληςΜικρόκοσμος
Ειρήνη-Παυλίνα Αθανασίου ΠΕ04.01
• Στοιχειώδη σωματίδια: quarks + λεπτόνια• Ο σημερινός κόσμος: 1η γενιά των στοιχειωδών σωματιδίων
δύο quarks: up-u και down-d δύο λεπτόνια: ηλεκτρόνιο-e και
νετρίνο του ηλεκτρονίου-νe
Το Καθιερωμένο Πρότυπο (Standard Model)
• Στα πειράματα εμφανίζονται άλλες δύο γενιές που ζουν για κλάσματα του δευτερολέπτου
• 2η γενιά: quarks: charm-c και strange-s λεπτόνια: μιόνιο-μ και
νετρίνο του μιονίου-νμ
• 3η γενιά: quarks: top-t και bottom-b λεπτόνια: ταυ-τ και νετρίνο του ταυ-ντ
1/2
• Η 2η και 3η γενιά είναι εξαιρετικά ασταθείς, και μετατρέπονται σε σωματίδια της 1ης γενιάς
• Μόνο οι τεράστιες ενέργειες που επιτυγχάνονται στους σωματιδιακούς επιταχυντές, όπως αυτούς του CERN, μπορούν να επαναφέρουν κάποια από αυτά στη ζωή
• Και οι τρεις γενιές σωματιδίων – που συλλογικά φέρουν το όνομα φερμιόνια – πιστεύεται ότι ήταν παρούσες και συνυπήρξαν στα πρώτα δευτερόλεπτα που ακολούθησαν το Big Bang!
Το Καθιερωμένο Πρότυπο (Standard Model) 2/2
• Ισχυρή πυρηνική Συγκρατεί στον πυρήνα πρωτόνια & νετρόνια Επιδρά σε quarks Φορέας: γκλουόνιο (gluon)
Οι Θεμελιώδεις Αλληλεπιδράσεις
• Ηλεκτρομαγνητική Καθορίζει τις ιδιότητες
στερεών, υγρών και αερίων Επιδρά σε quarks και λεπτόνια Φορέας: φωτόνιο (photon)
1/2
• Ασθενής πυρηνική Είναι υπεύθυνη για τις πυρηνικές
αντιδράσεις στα άστρα Επιδρά σε quarks και λεπτόνια Φορέας: μποζόνια W+, W- και Ζ0 (W, Z bosons)
• Βαρυτική: Είναι υπεύθυνη που βρισκόμαστε στη Γη! Γίνεται αισθητή από όλες τις μάζες Φορέας: γκραβιτόνιο (graviton)
• Όλα τα σωματίδια ‘‘φορείς’’ ανήκουν στην οικογένεια των
μποζονίων
2/2Οι Θεμελιώδεις Αλληλεπιδράσεις
Πότε όμως γεννήθηκαν όλα αυτά τα σωματίδια,
και τι είναι αυτό που τα συνδέει;
• quarks, antiquarks
και γκλουόνια(10-43 - 10-32s)
Η Γέννηση του Σύμπαντος: Big BangΗ Μεγάλη Έκρηξη
• Το σύμπαν γεννήθηκε πριν από 13,75 δις έτη
• quarks και λεπτόνια
(10-32 - 10-10s)
1/4
• Σχηματισμός νουκλεονίων και αντινουκλεονίων από quarks(10-10 - 10-6s)
Η Γέννηση του Σύμπαντος
• Περίοδος σύνδεσης πρωτονίων και νετρονίων και σχηματισμού των πρώτων πυρήνων υδρογόνου, ηλίου, λιθίου και δευτερίου(10-6 - 1s)
2/4
• Σχηματισμός ιόντων H και He(1s - 3 min)
Η Γέννηση του Σύμπαντος
• Περίοδος σύνδεσης ηλεκτρόνιων με τους πυρήνες και σχηματισμού ουδέτερων ατόμων. Δημιουργία του σύμπαντος!(3 min - 300.000 έτη)
3/4
• Σύνθεση βαρύτερων στοιχείων, σχηματισμός αστερίων και πρωτογαλαξιών(300.000 έτη - 1 δις έτη)
• Σχηματισμός ηλιακών συστημάτων γύρω από τα άστρα, σύνδεση ατόμων, σχηματισμός πολύπλοκων μορίων και έμβιας ύλης(1 δις έτη - σήμερα)
Η Γέννηση του Σύμπαντος4/4
• Κβαντική θεωρία: κάθε πεδίο έχει φορέα αλληλεπίδρασης
• Το σωματίδιο ‘‘φορέας’’ του πεδίου Higgs, είναι το μποζόνιο Higgs
• Επιβεβαιώνει το Καθιερωμένο Πρότυπο
Το μποζόνιο Higgs
• Αμέσως μετά το Big Bang, τα σωματίδια δεν έχουν μάζα
• Καθώς το σύμπαν διαστέλλεται και η θερμοκρασία του μειώνεται, σε κάποια κρίσιμη θερμοκρασία, μπαίνει σε λειτουργία ο μηχανισμός Higgs: Το σύμπαν κατακλύζεται από το πεδίο Higgs!
Η Γέννηση του πεδίου Higgs
• Τα σωματίδια διασχίζουν το πεδίο, κάποια αλληλεπιδρούν μαζί του και αποκτούν μάζα, ενώ εκείνα που δεν αλληλεπιδρούν, παραμένουν χωρίς μάζα
videoHiggs
Η Δομή της Ύλης
Ειρήνη-Παυλίνα Αθανασίου ΠΕ04.01