고대 사람들은 우리가 물, 땅, 불, 공기의 네 가지 '원소'로 구성되어 있다고 생각했습니다. 우리가 지금 알고 있는 것은 요소가 아닙니다. 현재 약 118개의 요소가 있습니다. 모든 원소는 한때 분할될 수 없다고 생각되었던 원자로 구성되어 있습니다. JJ 톰슨(JJ Thompson)과 러더퍼드(Rutherford)의 발견 이후 XNUMX세기 초에 원자는 중심부의 핵(양성자와 중성자로 구성됨)과 전자로 구성되어 있다는 것이 알려졌습니다. 궤도를 도는 약. 1970년대에는 양성자와 중성자도 기본이 아니라 '업 쿼크'와 '다운 쿼크'로 구성되어 있어 '전자', '업 쿼크', '다운 쿼크'가 모든 것의 가장 기본적인 구성 요소라는 것이 알려졌습니다. 에서 우주. 양자 물리학의 획기적인 발전을 통해 우리는 입자가 실제로 파생물이며 입자를 암시하는 장의 에너지 묶음 또는 패킷이 기본이 아니라는 것을 배웠습니다. 근본적인 것은 그 바탕이 되는 분야이다. 이제 우리는 양자장이 우주의 모든 것의 기본 구성 요소라고 말할 수 있습니다. 우주 (우리와 같은 첨단 생물학적 시스템 포함). 우리는 모두 양자장으로 구성되어 있습니다. 전하 및 질량과 같은 입자의 속성은 해당 필드가 다른 필드와 어떻게 상호 작용하는지에 대한 설명입니다. 예를 들어, 우리가 전자의 전하라고 부르는 특성은 전자장이 전자기장과 어떻게 상호 작용하는지에 대한 설명입니다. 그리고. 질량의 특성은 그것이 힉스 장과 어떻게 상호 작용하는지에 대한 설명입니다.
고대부터 사람들은 우리가 무엇으로 구성되어 있는지 궁금해했습니다. 이것은 우주 로 구성? 자연의 기본 구성 요소는 무엇입니까? 그리고 우주의 모든 것을 지배하는 자연의 기본 법칙은 무엇입니까? 우주? 표준 모델 과학의 이론은 이러한 질문에 답하는 이론이다. 이것은 지난 세기에 걸쳐 구축된 성공적인 과학이론이라고 하며, 인류의 대부분을 설명하는 단 하나의 이론이다. 우주.
사람들은 우리가 요소들로 구성되어 있다는 것을 일찍부터 알고 있었습니다. 각 요소는 차례로 원자로 구성됩니다. 처음에는 원자가 분리될 수 없다고 생각했습니다. 그러나 1897년 JJ 톰슨(JJ Thompson)은 음극선관을 통한 전기 방전을 이용해 전자를 발견했습니다. 얼마 지나지 않아 1908년에 그의 후계자 러더퍼드는 유명한 금박 실험을 통해 원자의 중심에 음전하를 띤 전자가 주위를 돌고 있는 작은 양전하 핵을 가지고 있음을 증명했습니다. 궤도. 그 결과 핵은 양성자와 중성자로 구성되어 있다는 사실이 밝혀졌습니다.
1970년대에 중성자와 양성자는 나눌 수 없는 것이 아니므로 기본이 아니지만 각 양성자와 중성자는 "업 쿼크"와 "다운 쿼크"(" 업 쿼크와 다운 쿼크는 단지 다른 쿼크일 뿐입니다. '위'와 '아래'라는 용어는 방향이나 시간과의 관계를 의미하지 않습니다. 양성자는 업 쿼크 XNUMX개와 다운 쿼크 XNUMX개로 구성되며, 중성자는 다운 쿼크 XNUMX개와 업 쿼크 XNUMX개로 구성됩니다. 따라서 "전자", "업 쿼크" 및 "다운 쿼크"는 모든 것을 구성하는 가장 기본적인 입자입니다. 우주. 그러나 과학의 발전으로 이러한 이해도 변화를 겪었습니다. 장은 입자가 아닌 근본적인 것으로 밝혀졌습니다.
입자는 기본이 아닙니다. 근본적인 것은 그것들의 기초가 되는 분야입니다. 우리는 모두 양자장으로 이루어져 있다.
현재의 과학 이해에 따르면, 우주 자연의 기본 구성 요소를 나타내는 '필드'라는 눈에 보이지 않는 추상 개체로 구성됩니다. 들판은 널리 퍼져 있는 것입니다. 우주 시간에 따라 변할 수 있는 공간의 모든 지점에서 특정 값을 취합니다. 마치 액체가 물결처럼 흔들리는 것과 같습니다. 우주예를 들어, 자기장과 전기장은 지구 전체에 퍼져 있습니다. 우주. 우리는 전기장이나 자기장을 볼 수 없지만 두 개의 자석을 가까이 가져갈 때 느끼는 힘에서 알 수 있듯이 이는 실제적이고 물리적입니다. 양자역학에 따르면, 장은 항상 일부 개별 덩어리로 뭉쳐져 있는 에너지와 달리 연속적인 것으로 생각됩니다.
양자장론은 양자역학과 장을 결합한 개념이다. 이에 따르면 전자 유체(즉, 이 유체 파동의 잔물결)는 작은 에너지 묶음으로 묶여집니다. 이러한 에너지 다발을 우리는 전자라고 부릅니다. 따라서 전자는 기본이 아닙니다. 그것들은 동일한 기본 필드의 파도입니다. 마찬가지로, 두 쿼크 장의 파동은 "업 쿼크"와 "다운 쿼크"를 생성합니다. 그리고 그 안에 있는 다른 모든 입자에도 마찬가지입니다. 우주. 필드는 모든 것의 기초가 됩니다. 우리가 입자라고 생각하는 것은 실제로 작은 에너지 묶음으로 묶인 장의 파동입니다. 우리의 기본 기본 빌딩 블록 우주 우리가 장이라고 부르는 액체 같은 물질입니다. 입자는 단지 이러한 장의 파생물일 뿐입니다. 순수 진공에서는 입자가 완전히 제거되어도 필드가 여전히 존재합니다.
자연계에서 가장 기본적인 양자장 세 가지는 '전자', '업 쿼크', '다운 쿼크'입니다. 네 번째로 중성미자가 있는데, 이는 우리를 구성하지는 않지만 우주의 다른 곳에서 중요한 역할을 합니다. 우주. 중성미자는 어디에나 있으며, 상호작용 없이 모든 것을 통과합니다.
https://www.scientificeuropean.co.uk/sciences/space/the-fast-radio-burst-frb-20220610a-originated-from-a-novel-source/물질분야: 네 가지 기본 양자 장과 관련 입자(즉, "전자", "업 쿼크", "다운 쿼크" 및 "중성미자")가 양자 양자의 기반을 형성합니다. 우주. 알 수 없는 이유로 이 네 가지 기본 입자는 두 번 이상 재생산됩니다. 전자는 "뮤온"과 "타우"(각각 전자보다 200배와 3000배 더 무겁습니다)를 생성합니다. 위쪽 쿼크는 "이상한 쿼크"와 "바닥 쿼크"를 생성합니다. 다운 쿼크는 "매력 쿼크"와 "톱 쿼크"를 생성합니다. 중성미자는 "뮤온 중성미자"와 "타우 중성미자"를 생성합니다.
따라서 입자를 생성하는 12개의 필드가 있습니다. 문제 분야.
아래는 12개의 입자를 구성하는 12개의 물질 필드 목록입니다. 우주.
역장: 12개의 물질장은 XNUMX가지 서로 다른 힘을 통해 서로 상호작용합니다. 중량, 전자기, 강력한 핵전력 (작은 규모의 핵에서만 작동하고 양성자와 중성자 내부에서 쿼크를 함께 유지) 약한 핵력 (방사성 붕괴를 담당하고 핵융합을 시작하는 소규모 핵에서만 작동) 이러한 각 힘은 장과 연관되어 있습니다. 전자기력은 글루온 필드, 강한 핵력과 약한 핵력과 관련된 분야는 다음과 같습니다. W 및 Z 보존 필드 중력과 관련된 장은 다음과 같습니다. 시공간 자체.
아래에는 네 가지 힘과 관련된 네 가지 힘 필드의 목록이 있습니다.
| 전자기력 | 글루온 필드 |
| 강하고 약한 핵력 | w & z 보손 필드 |
| 중량 | 시공간 |
XNUMXD덴탈의 우주 는 이 16개 필드(12개의 물질 필드와 4개의 힘과 관련된 XNUMX개의 필드)로 채워져 있습니다. 이러한 분야는 조화로운 방식으로 상호 작용합니다. 예를 들어, 전자장(물질 장 중 하나)이 위아래로 흔들리기 시작하면(거기에 전자가 있기 때문에) 다른 장 중 하나, 즉 전자기장이 시작됩니다. 또한 진동하고 잔물결이 발생합니다. 빛이 방출되어 약간 진동하게 됩니다. 어떤 시점이 되면 쿼크 장과 상호 작용하기 시작하여 진동하고 잔물결이 발생합니다. 우리가 완성하는 마지막 그림은 이 모든 들판이 서로 맞물려 조화로운 춤을 추는 것입니다.
힉스장
1960년대에는 피터 힉스(Peter Higgs)가 또 다른 분야를 예측했습니다. 1970년대에 이르러 이는 우리가 이해하는 데 필수적인 부분이 되었습니다. 우주. 그러나 2012년 LHC의 CERN 연구원들이 발견을 보고할 때까지 실험적 증거(힉스 장 파동을 만들면 관련 입자를 볼 수 있다는 의미)가 없었습니다. 입자는 모델에서 예측한 대로 정확히 행동했습니다. 힉스 입자의 수명은 약 10년으로 매우 짧습니다.- 22 초.
이것이 마지막 빌딩 블록이었다. 우주. 이 발견은 우리가 질량이라고 부르는 것을 담당하는 분야이기 때문에 중요했습니다. 우주.
입자의 속성(예: 전하 및 질량)은 해당 필드가 다른 필드와 상호 작용하는 방식에 대한 설명입니다.
이는 현재 존재하는 필드의 상호 작용입니다. 우주 우리가 경험하는 다양한 입자의 질량, 전하 등과 같은 특성을 발생시키는 것입니다. 예를 들어, 우리가 전자의 전하라고 부르는 특성은 전자장이 전자기장과 어떻게 상호 작용하는지에 대한 설명입니다. 마찬가지로 질량의 특성은 그것이 힉스 장과 어떻게 상호 작용하는지에 대한 설명입니다.
질량의 의미를 이해하기 위해서는 힉스장에 대한 이해가 꼭 필요했습니다. 우주. 힉스 분야의 발견은 1970년대부터 확립된 표준모형의 확증이기도 했다.
양자장과 입자 물리학은 역동적인 연구 분야입니다. 힉스 분야가 발견된 이후 표준모형에 영향을 미치는 여러 가지 발전이 이루어졌습니다. 표준 모델의 한계에 대한 답을 찾기 위한 탐구는 계속됩니다.
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출처 :
Royal Institution 2017. 양자 필드: 우주의 실제 빌딩 블록 - David Tong과 함께. 온라인에서 사용 가능 https://www.youtube.com/watch?v=zNVQfWC_evg
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