QCD.

Παρουσίαση με θέμα: "QCD."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 QCD

2 Το ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ των κουάρκ

3 qu = 2e/3 και qd = - e/3 qu + qu + qd = e και qd + qd + qu = 0
Τα ΛΕΠΤΟΝΙΑ όταν εμφανίζονται με το ύφος ηλεκτρονίου ( e, μ, τ ) έχουν αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο ίσο με το στοιχειώδες e, ενώ όταν εμφανίζονται ως νετρίνα δεν έχουν ηλεκτρικό φορτίο. Τι γίνεται με τα κουάρκ ; Για να οικοδομηθεί το μοντέλο σύμφωνα με το οποίο κάθε πρωτόνιο περιέχει δύο κουάρκ u κι ένα d ενώ κάθε νετρόνιο περιέχει δύο κουάρκ d κι ένα u θα έπρεπε για το ηλεκτρικό φορτίο να ισχύει qu + qu + qd = e και qd + qd + qu = 0 Η λύση του συστήματος δίνει qu = 2e/3 και qd = - e/3 Έχουν δηλαδή κλασματικό φορτίο Εντυπωσιακό ! ! Νόμιζα ότι το φορτίο οποιουδήποτε σωματιδίου στο Σύμπαν είναι ακέραιο πολλαπλάσιο του στοιχειώδους e

4 Το ΧΡΩΜΑ των κουάρκ ΑΠΑΓΟΡΕΥΕΤΑΙ η «ΜΟΝΑΞΙΑ»

5 Κάθε κουάρκ ΥΠΑΡΧΕΙ ΜΟΝΟ ως ΣΥΝΥΠΑΡΞΗ με άλλο κουάρκ
Κάθε κουάρκ ΥΠΑΡΧΕΙ ΜΟΝΟ ως ΣΥΝΥΠΑΡΞΗ με άλλο κουάρκ Ενώ τα ΛΕΠΤΟΝΙΑ μπορούν να αλητεύουν οπουδήποτε, για τα ΚΟΥΑΡΚ η μοναξιά απαγορεύεται

6 Και λένε ότι «δεν μπορεί να υπάρχει μόνο του διότι έχει ΧΡΩΜΑ»
Ta quark δεν κυκλοφορούν μόνα τους. Οι φυσικοί ξέρουν πως, ότι και να κάνουν, σε κανένα μονοπάτι του Σύμπαντος δεν θα συναντήσουν κάποιο μοναχικό κουάρκ. Και λένε ότι «δεν μπορεί να υπάρχει μόνο του διότι έχει ΧΡΩΜΑ» ΧΡΩΜΑ !!!!. Τα κουάρκ χρωματιστά ; Μα στον Μικρόκοσμο δεν υπάρχουν χρώματα Το ΧΡΩΜΑ ενός κουάρκ είναι ΕΝΝΟΙΑ που δεν έχει σχέση με τα χρώματα που δίνει στα πράγματα το φως, αυτά δηλαδή που έχεις τώρα στο μυαλό σου.

7 ότι κάθε «γεύση» κουάρκ απαντούσε σε τρία χρώματα,
Ήταν έτος 1965, όταν ο Yoichiro Nambu, υποστήριξε ότι τα κουάρκ – εκτός από κλασματικό ηλεκτρικό φορτίο – έχουν και χρώμα και ότι κάθε «γεύση» κουάρκ ( η up, η down, η strange ) απαντούσε σε τρία χρώματα, κόκκινο, πράσινο και μπλε. Η έννοια ΧΡΩΜΑ είναι μια ΙΔΙΟΤΗΤΑ – όπως το ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ - την οποία αποδίδουν οι φυσικοί σε κάθε κουάρκ. Και όπως υπάρχουν μόνο δύο τύποι φορτίου, θετικό και αρνητικό – τα χρώματα, στον κόσμο των κουάρκ, είναι μόνο τρία .

8 Ένα κόκκινο κουάρκ είναι πάντα κόκκινο ή μπορεί και να γίνει πράσινο ;
Αν ήταν φίλαθλος του Ολυμπιακού δεν θα σε ρώταγα. Με ένα κουάρκ τι ισχύει ; Μπορεί ξαφνικά να αλλάξει χρώμα;

9 Κάθε κουάρκ μπορεί να αλλάξει χρώμα καθώς αλληλεπιδρά
με ένα άλλο κουάρκ με μεσολαβητή ένα γλουόνιο

10 Γλουόνιο ; Τα gluons είναι σωματίδια μεσολαβητές,
Τι παράξενη λέξη . Τι σημαίνει; Τα gluons είναι σωματίδια μεσολαβητές, φορείς της ΙΣΧΥΡΗΣ αλληλεπίδρασης. Είναι σωματίδια μποζόνια αντίστοιχα με τα φωτόνια της ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ και τα σωματίδια (W και Z) της ΑΣΘΕΝΟΥΣ Η πρώτη άμεση πειραματική «εμφάνιση» gluons έγινε στο Αμβούργο της Γερμανίας σε συγκρούσεις ηλεκτρονίων ποζιτρονίων στον collider PETRA. Ήταν 1979.

11 Τα gluons είναι η «κόλλα» που συγκρατεί τα κουάρκ,
αλλά εξασφαλίζει και τη σταθερότητα του ατομικού πυρήνα

12 «ΑΠΑΓΟΡΕΥΕΤΑΙ η κυκλοφορία»
Ένα κόκκινο, ένα μπλε κι ένα πράσινο κουάρκ μπορούν να συνδυαστούν και να δώσουν ένα ΠΡΩΤΟΝΙΟ που θα είναι άχρωμο και θα μπορεί να περιφέρεται μόνου του στα δρομάκια του Σύμπαντος «ΑΠΑΓΟΡΕΥΕΤΑΙ η κυκλοφορία» σε όλους τους έγχρωμους ΑΠΑΓΟΡΕΥΕΤΑΙ ΑΠΑΓΟΡΕΥΕΤΑΙ ΑΠΑΓΟΡΕΥΕΤΑΙ ΑΠΑΓΟΡΕΥΕΤΑΙ δύο up, το ένα πράσινο το άλλο μπλε και ένα down κόκκινο . . το ΣΩΜΑΤΙΔΙΟ είναι άχρωμο ΠΡΩΤΟΝΙΟ. Η κυκλοφορία επιτρέπεται ένα κόκκινο up και δύο down, το ένα πράσινο, το άλλο μπλε το ΣΩΜΑΤΙΔΙΟ είναι άχρωμο ΝΕΤΡΟΝΙΟ. Η κυκλοφορία επιτρέπεται

13 Τα gluons δεν κυκλοφορούν μόνα τους. Ούτε και τα κουάρκ.
Ωστόσο σχετικά πρόσφατα στο Brookhaven έκανε την εμφάνισή του έστω και για ένα κλάσμα δευτερολέπτου και πώς μπορεί κανείς να δημιουργήσει ένα τέτοιο απίστευτο ΠΛΑΣΜΑ ; ΠΛΑΣΜΑ ΓΛΟΥΟΝΙΩΝ ΚΑΙ ΚΟΥΑΡΚ Το ΠΛΑΣΜΑ μπορεί να δημιουργηθεί όταν δύο βαρείς ατομικοί πυρήνες ΘΡΥΜΜΑΤΙΣΤΟΥΝ σε πολύ υψηλές ενέργειες Για ένα κλάσμα του δευτερολέπτου τα όρια μεταξύ πρωτονίων και νετρονίων μέσα στους πυρήνες εξαφανίζονται και μένει μια ΣΟΥΠΑ από γλουόνια και ελεύθερα κουάρκ που παγώνουν γρήγορα δίνοντας αδρόνια

14 ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΧΡΩΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ
QCD, ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΧΡΩΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Συνοψίζουμε

15 Murray Gell-Mann. Τα αδρόνια ΔΕΝ είναι στοιχειώδη
1964 Yoichiro Nambu, Τα κουάρκ έχουν και χρώμα . Κάθε κάθε «γεύση» κουάρκ ( η up, η down, η strange ) εμφανίζεται σε τρία χρώματα , 1965 1967 Πειράματα σκέδασης ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ με ΠΡΩΤΟΝΙΑ σε Stanford και MIT δικαιώνουν την υπόθεση για κουάρκ Πειράματα σκέδασης ΠΡΩΤΟΝΙΩΝ – ΝΕΤΡΙΝΩΝ στο CERN Η υπόθεση για κουάρκ up, down, strange δικαιώνεται. 1973 Σκέδαση ΠΡΩΤΟΝΙΩΝ – ΠΥΡΗΝΩ Ν στο Brookhaven Σκέδαση ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ -ΠΟΖΙΤΡΟΝΙΩΝ στο Stanford, το σωματίδιο J/ψ, και η «εμφάνιση» του τέταρτου κουάρκ, του charm 1974 1975 QCD Κβαντική Χρωμοδυναμική Fermilab. Δέσμη πρωτονίων υψηλής ενέργειας σε στόχο. Η ανακάλυψη του ΎΨΙΛΟΝ. Το ύψιλον συγκροτείται από ένα κουάρκ bottom και ένα antibottom. H «εμφάνιση» του bottom κουάρκ 1977 1979 γλουόνια Fermilab. Συγκρούσεις πρωτονίων – αντιπρωτονίων H «εμφάνιση» του top κουάρκ 1995

16 χορδές SUPERSTRING THEORIES

17 Ήταν μια ιδέα επαναστατική
Και αντί να δημιουργούν μουσικούς ήχους δημιουργούν την ύλη Κάθε στοιχειώδες σωματίδιο ΟΦΕΙΛΕΙ ΤΗΝ ΥΠΑΡΞΗ ΤΟΥ ΣΤΗΝ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ ΜΙΑΣ ΚΑΙ ΜΟΝΑΔΙΚΗΣ ΧΟΡΔΗΣ Ήταν μια ιδέα επαναστατική οι θεμέλιοι λίθοι του Σύμπαντος δεν είναι μονοδιάστατα υλικά σωματίδια αλλά κάποιες οντότητες που έχουν μόνο μήκος και καμία άλλη διάσταση κάποιες άπειρα λεπτές ΧΟΡΔΕΣ καθεμιά τους φορές μικρότερη από ένα πρωτόνιο οι χορδές έχουν δημιουργηθεί από το ΚΕΝΟ και οι ταλαντώσεις τους είναι κβαντισμένες έτσι ώστε να παράγουν το παρατηρούμενο φάσμα σωματιδίων του Σύμπαντος Το ηλεκτρόνιο αντιστοιχεί σε έναν ορισμένο τρόπο ταλάντωσης, το νετρίνο σε έναν άλλο, με έναν διαφορετικό τρόπο ταλάντωσης γεννιέται το κουαρκ u Όπως οι χορδές ενός βιολιού, οι χορδές του Σύμπαντος πάλλονται κατά διαφορετικούς τρόπους στον ΧΩΡΟΧΡΟΝΟ

18 με «κλειστές χορδές» που δεν σπάζουν
Οι θεωρίες χορδών string theories εμφανίζονται σε δύο κατά βάση τύπους. και θεωρίες με «κλειστές χορδές» που δεν σπάζουν θεωρίες με με «κλειστές χορδές» που είναι δυνατόν να σπάσουν και να γίνουν ανοικτές

19 THEORY OF EVERYTHING μία Ενοποιημένη Θεωρία όλων των αλληλεπιδράσεων
Στη δεκαετία του έκανε την εμφάνισή της η Θεωρία Μ η «μητέρα» όλων των θεωριών χορδών την οποία ορισμένοι φυσικοί θεωρούν υποψήφια για μία Ενοποιημένη Θεωρία όλων των αλληλεπιδράσεων συμπεριλαμβανόμενης και της βαρύτητας Στη δεκαετία του 1980 μια μεταγενέστερη παραλλαγή της Θεωρίας των χορδών συμπεριέλαβε τις ιδέες της ΥΠΕΡΣΥΜΜΕΤΡΙΑΣ και αναφέρεται συχνά ως Θεωρία των ΥΠΕΡΧΟΡΔΩΝ Μια υπερσυμμετρική Θεωρία χορδών λέγεται Θεωρία Υπερχορδών την THEORY OF EVERYTHING

20 = + + + το γνωστό ορατό Σύμπαν Να ξανακάνουμε τον απολογισμό
12 ΦΕΡΜΙΟΝΙΑ δηλαδή έξι λεπτόνια, έξι κουάρκ με τρία χρώματα το καθένα σωματίδια ΜΠΟΖΟΝΙΑ φορείς των αλληλεπιδράσεων, φευγαλέες υπάρξεις - 8 γλουόνια, φωτόνιο, ασθενή μποζόνια W και Z + + σωματίδια της Αντιύλης + φωτόνια της ακτινοβολίας το γνωστό ορατό Σύμπαν =

21 δηλαδή ; η ΣΚΟΤΕΙΝΗ ΥΛΗ και η ΣΚΟΤΕΙΝΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
Γιατί όμως λέμε το γνωστό ΟΡΑΤΟ Σύμπαν ; δηλαδή ; Γιατί σήμερα οι κοσμολόγοι πιστεύουν ότι -εκτός από όλα αυτά- υπάρχει ακόμα η ΣΚΟΤΕΙΝΗ ΥΛΗ και η ΣΚΟΤΕΙΝΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ