referaty.sk – Všetko čo študent potrebuje
Dorota
Pondelok, 6. februára 2023
Vznik Vesmíru (problém kvarkov a antykvarkov)
Dátum pridania: 22.07.2008 Oznámkuj: 12345
Autor referátu: GhostaK
 
Jazyk: Slovenčina Počet slov: 8 978
Referát vhodný pre: Stredná odborná škola Počet A4: 27.7
Priemerná známka: 3.01 Rýchle čítanie: 46m 10s
Pomalé čítanie: 69m 15s
 
Nase sucasne poznatky o podstate sil, viazucich spolu kvarky, pripustaju moznost, ze pri dostatocne velkych hustotach a teplote sa zlozene castice (napr. protony a neutrony) mozu rozsypat na komponenty, z ktorych su zlozene. Teda kvarky, ale aj castice, ktore ich spolu viazu, t.j. gluony. Vysledkom by mohla byt nova forma jadrovej hmoty, nazyvana kvark-gluonovou plazmou (QCP, quark-gluon plasma). V tomto stave sa kvarky mozu pohybovat na dostatocne velkych vzdialenostiach a nie byt uzavrete vo "vreci" rozmeru jadra, ako je tomu v beznej jadrovej hmote.

Podstatne tiez je, co hovoria nase sucasne teorie o vzniku Vesmiru. Vznikol asi pred 12 az 15 miliardami rokov obrovskou exploziou, ktoru volame Velky tresk (Big Bang). Domnievame sa, ze v zlomku sekundy po Velkom tresku, ked teplota a koncentracia energie bola nesmierne velka, vsetky kvarky a gluony museli existovat uplne volne, vo forme kvark-glonovej plazmy. V dosledku expanzie a nasledneho ochladzovania sa Vesmiru zhluky kvarkov kondenzovali v castice ako ich pozname v sucasnosti (proces podobny tomu, ked para pri ochladeni kondenzuje v kvapocky vody).

Kedze nikto volne kvarky nevidel, tento fascinujuci pribeh vzniku Vesmiru ostava len teoriou, aj ked velmi pravdepodobnou, ale teoriou. Preto v CERNe bol prijaty program zamerany na opatovne vytvorenie podmienok existujucich nasledne po Velkom Tresku (projekt laskyplne pomenovany "Maly Tresk"). Ucelom bolo zistit, ci kvarky mozeme uvolnit z pretrvavajucich vazieb a uvidiet proces ich opatovnej premeny v zlozene castice, ked nami vytvoreny system sa zacne ochladzovat. Aby sme vam vyrozpravali o tom pribeh, najprv sa musime dozvediet trochu viac o zahadnych elementikoch, nazyvanych kvarky.

Kusok historie
Pred rokom 1964 o kvarkoch vobec nikto nerozpraval, nechyroval. Mysleli sme si, ze atomy sa jednoducho skladaju z protonov, neutronov a elektronov a ze oni su najmensie stavebne ciastocky hmoty.
Existovalo mnoho znamych castic, ale Murray Gell-Mann a George Zweig nezavisle navrhli, ze rozdiely a podobnosti pozorovane medzi mnohymi objavenymi hadronmi mozu byt jednoducho vysvetlene, ak by sa pokladali za vytvorene z kvarkov. Gell-Mann vybral nazov "kvark" z knihy Jamesa Joyceho "Finnegans Wake".

Existuju dva rozdielne typy hadronov - baryony, take ako protony alebo neutrony, ktore su zlozene z troch kvarkov, a ostatne castice, nazyvane mezony, ktore su tvorene z kvarku a anti-kvarku. Podobnosti a rozdiely medzi hadronmi mali logicke vysvetlenie a vsetky predpokladane kombinacie boli zname, okrem jednej, tvorenej z troch podivnych kvarkov. Gell-Mann predpovedal existenciu tejto castice zo symetrie, ktoru nasiel medzi hadronmi, a nazval ju Omega baryonom. Keď bola Omega zaciatkom roku 1964 objavena, co bolo priblizne v rovnakom case ako bol publikovany clanok o kvarkoch, sa idea kvarkoch znacne rozsirila. Od roku 1964 sme mohli vysvetlit vsetky nam zname hadrony na zaklade rozlicnyh kombinacii troch rozdielnych typov kvarkov nazvanych horny (up), dolny (down) a podivny (strange). Koncom sestdesiatych a zaciatkom sedemdesiatych rokov rozptyly vysokoenergetických elektronov a neskor aj neutrino rozptylene na protonoch ukazali, ze boli odrazene od bodovych zloziek (konstituentov), ktore mali vlastnosti ocakavane z kvarkov. Takto sa z hypotezy stali kvarky realitou.

V roku 1974 bola objavena nova castica nazvaná J/y. Bolo rýchlo vysvetlene, ze tento mezon bol zlozeny z noveho typu kvarku, a povabneho kvarku ktoreho existencia bola teoreticky predtym predpovedana, a jeho anticastice. O dva roky neskor bol objaveny piaty kvark, nazvany spodny (bottom) a v roku 1995 siesty, nazvany vrchny (top) kvark.

Znovuvytvorenie Velkeho tresku
Ale ako vytvorit dostatocne vysoke teploty a energie na to, aby sa kvarky uvolnili z hadronov? Fyzici v CERNe to dosahuju vo vysokoenergetickych zrazkach tazkych ionov. Cim tazsie su iony, tým vacsia energia sa pri zrazke uvolni. Volba padla na iony olova, ktorych atomova hmotnost je okolo 208 a k ich zrazke dochadza pri energii okolo 3.5 TeV. Velke mnozstva energie su stlacene do velmi maleho priestoru (vysoka "energeticka hustota"). To by malo uvolnit kvarky a gluony do malej bubliny kvark-gluonovej plazmy. Vysledok je podobny horucemu plynu pod vysokym tlakom. Rychlo exploduje a sucasne sa rozpina a ochladzuje. S ochladzovanim sa kvarky kondenzuju do hadronov (proces znamy ako "hadronizacia"). Tieto hadrony dalej vzajomne reaguju, kym je hustota castic dostatocne vysoka. Ale tieto interakcie, sprostredkovane silnou silou, nastanu iba pri velmi kratkom dosahu. S rozsirovanim expanzie tieto interakcie slabnu a vzniknute castice dalej putuju vpred a von k detektorom, ktore su umiestnene vsade naokolo.
 
späť späť   6  |  7  |   8  |  9  |  10    ďalej ďalej
 
Copyright © 1999-2019 News and Media Holding, a.s.
Všetky práva vyhradené. Publikovanie alebo šírenie obsahu je zakázané bez predchádzajúceho súhlasu.