9742 subscribers

Наука до сих пор не знает из чего состоит вещество. Что уже известно?

37k full reads
65k story viewUnique page visitors
37k read the story to the endThat's 58% of the total page views
5 minutes — average reading time

Все тела, которые нас окружают - это материя. Конечно сейчас можно вспомнить и ряд объектов, которые сложно отнести именно к материи, скажем различного рода поля. Но пока давайте ограничимся самой простой материей, которая осязаема. Например, металлические сплавы.

Атом
Атом

Самая простая часть - молекулы

Материальные объекты по современным представлениям состоят из молекул. Молекулами называются структурные единицы с характерными признаками, которые являются этакими кирпичиками, из которых материал построен как кирпичная стенка. Признаки молекулы могут быть химическими свойствами, физическими свойствами и, конечно же, особенностью структур самой молекулы.

Молекула воды
Молекула воды

Молекулы удалось увидеть и сегодня даже микроскопы среднего уровня могут сфотографировать молекулу. Соответственно, и никаких вопросов или споров тут уже не возникает.

Следующая ступень - атомы

Но, исходя из здравого смысла, молекулы тоже должны из чего-то состоять или являться мельчайшей структурной единицей. Исследования, которые проводились ещё пару веков назад, доказали, что молекула состоит из атомов, ну а атомы тоже являются кирпичиками, но уже для строительства молекулы. Сами же атомы тоже наблюдаются в современные электронные микроскопы и тоже нет сомнения в их существовании.

Атом под микроскопом
Атом под микроскопом

Более глубокие научные работы показали, что и атом состоит из мельчайших объектов. Он образован протонами, нейтронами и электронами. Планетарная модель атома была предложена ещё Резерфордом и не теряет актуальности и сегодня, поскольку в упрощенной форме позволяет представить конструкцию любого атома. Хотя, современные представления уже и не считают эту конструкцию исчерпывающей.

В картину мира мы добавили сразу три структурных единицы. Тут уже всё стало сложнее, потому что появились вопросы, которые в полной мере современное исследовательское оборудование обработать не может.

Электрон уже не так однозначен

Изучение того же электрона продолжается и сегодня. Перед Наукой встал важный вопрос: существует ли электрон вообще? Ведь исходя из полевой теории элементарных частиц, электрон это лишь поляризованное переменное электромагнитное поле с постоянной составляющей. Массу электрона со скрипом удалось определить, а вот форма и размер - предметы спора. Однако, последние исследование всё же позволяют предполагать, что электрон "материален" в нашем понимании этого слова. Скажем, электрон оставляет след в пузырьковой камере. След могла бы оставить и энергия, но вопрос тогда в различимости границ такого следа.

Дальше возникает логичный вопрос из чего электрон состоит. Ведь он подобно более крупным структурным элементам должен состоять из каких-то более мелких частичек. Но пока выделить их не удалось. Потому электрон отнесли к лептонам. У него либо нет, либо пока не установлена внутренняя структура.

Протоны и их устройство

Гораздо интереснее дело обстоит с протонами. Протоны долгое время не могли выделить, поскольку если атом можно было развалить стандартным методом, то есть раскрутить с определенной силой и при достижении нужной энергии столкнуть, то развалить так протон не получалось. Однако, современная техника всё же смогла выполнить эту задачу и примерно в 1950-х годах протон всё-таки раскололи. Правда рады этому не были. Протон аналогично молекулам и атомам всё же состоит из кирпичиков.

Адроны

В результате распада протона были выявлены толпы частиц, объединенных названием адроны. Теперь вы наверняка понимаете, откуда взялось слово адронный колайдер. Сами по себе частички из группы адронов изучались не очень охотно, потому что постоянно распадались и при таких характерных размерах нельзя было говорить ни о какой фото фиксации процесса. Причем количество модификаций и количество частичек такого типа ужасало. В течение последующих лет изучения чуть ли не каждый день открывалась новая частица. Не будем сейчас рассматривать каждую частичку в отдельности.

Кварки

Было предположено, что структура у адронов тоже аналогична кирпичной стенке, то есть они тоже из чего-то состоят. И гипотеза была верной. В 1960-х году был предсказан кварк. В дальнейшем удалось определить, что кварк всё-таки существует. Правда существует он очень короткое время. Невозможность наблюдать кварки долгое время склоняла ученых и скептиков, что это всего лишь математическая абстракция. Но в результате экспериментов на андронном колайдере и выявления группы частиц с последующей их фиксацией, было доказано, что кварки всё же есть.

Кварк сегодня - частица хоть и теоретически доказанная, но всё равно не совсем стабильная. Кроме того, остаётся вопрос, из чего состоят сами кварки. Есть ряд положений, которые позволяют предположить, что кварки тоже можно расколотить на элементарные составляющие. Предсказано наличие преонов.

Нейтроны - ещё одна часть

Ещё у нас остались нейтроны, про которые мы забыли сказать. Нейтроны - это нейтральная частица, которая фактически уравновешивает протоны в ядре атома. Частица эта тяжелая. Вместе с протонами нейтроны относятся к группе нуклоны. Нейтроны также, как и протоны состоят из кварков. По последним данным нейтроны не совсем-таки нейтральные. Существуют ещё и антинейтроны, которые аннигилируют с нейтронами, а значит о нейтралитете говорить неправильно.

Выводы

Исходя из всего сказанного мы можем утверждать, что хоть наука о материалах и сделала огромный шаг вперёд, но говорить сегодня об однозначном понимании устройства вещества нельзя. Объективные знания и очевидные факты по новым теориям пока не накоплены. Поэтому, если спросить любого специалиста о происходящем, то он не сможет дать чёткий и ясный ответ. Будет огромное количество теории, а вот краткого описания из серии "атом состоит из электронов, протонов и нейтронов" мы не увидим. Оно и понятно. Модель мира пока анализируется и дорабатывается.

------------

Обязательно оцените статью лайком, напишите комментарий и подпишитесь на проект! Это очень важно для развития канала.

-------------

Советую также прочитать на нашем канале:

-----

Смотрите нас на YouTube и присоединяйтесь к телеге!