ბუნების ძალები (ნაწილი I)

არსებობს ოთხი ფუნდამენტური ძალა: გრავიტაცია, ელექტრომაგნიტური ძალა, სუსტი და ძლიერი ძალები. აქ იმ მოსაზრებას განვიხილავთ, რომლის მიხედვითაც ძალების მოქმედება ნაწილაკების გაცვლით ხორციელდება, ესენია: ფოტონები, W, Z და გლუონები. ამ ძალების განსხვავებული ბუნება ჩვენს გარშემო არსებულ სამყაროს ქმნის. თუ ნაწილაკები ბუნების ანბანის ასოებია, ძალები მისი გრამატიკა – ძალების უნიფიკაციაა.


 

სტანდარტული მოდელი


სამყაროს მართავს ოღხი ფუნდამენტური ძალა: მიზიდულობის ძალა ანუ, გრავიტაცია, ელექტრომაგნიტური ძალა და კიდევ ორი ძალა. რომლებიც მოქმედებენ ატომის ბირთვის გარშემო და მის შიგნით; მათ სუსტი და ძლიერი ძალები ეწოდება. ეს უკანასკნელი წყვილი მოქმედებს მანძილებზე, რომლებიც ატომის ზომაზე ნაკლებია და ამიტომ ჩვენი მაკროსკოპული შეგრძნებებისთვის ნაკლებადაა მისაღები, ვიდრე გრავიტაციული ან მაგნიტური ძალები. მიუხედავად ამისა, ისინი გადამწყვეტია ჩვენი არსებობისთვის, ვინაიდან უზრუნველყოფენ მზის სიმხურვალეს და ქმნიან სიცოცხლისთვის აუცილებელ სითბოს.

გრავიტაცია ჩვენთვის ყველაზე ნაცნობი ძალაა. ცალკელ ატომებსა და მათ შემადგენელ ნაწილაკებს შორის გრავიტაციული ეფექტები უმნიშვნელოა. მიზიდულობის ძალა ცალკეულ ნაწილაკებს შორის ძალიან მცირეა. იმდენად მცირე, რომ ნაწილაკთა ფიზიკაში ექსპერიმენტების დროს მისი უგულებელყოფა შეიძლება. ეს იმიტომ ხდება, რომ, მიუხედავად გრავიტაციის უნივერსალურობისა, მისი ეფექტი იკარება ზომასთან ერთად, სანამ ისეთი მძლავრი არ გახდება, რომ მარტომ იმოქმედოს კოსმოსურ მანძილებზე.

ელექტრული ძალები მოქმედებს შემდეგი წესით: “ერთი ნიშნის მუხტები მიიზიდებიან, საწინააღმდეგო ნიშნის მუხტები განიზიდებიან”. ამგვარად, უარყოფითად დამუხტული  ელექტრონის დაკავება მის ატომში მოძრაობის დროს დადებითად დამუხტული ბირთვის მიზიდულობის ძალით მიმდინარეობს. მოძრავი მუხტი მაგნიტურ ეფექტს იწვევს. მაგნიტური ღეროს ჩრდილოეთი და სამხრეთი პოლუსები ელექტრულად მოძრავი ატომების ერთობლივი მოქმედების შედეგია.

არსებითად ელექტრომაგნიტური ძალები ბევრად უფრო მძლავრია გრავიტაციულ ძალებზე; მიუხედავად ამისა, შეჯიბრი მიზიდვა-განზიდვის ძალებს შორის ანეირტალებს მათ მოქმედებას დიდ მანძლებზე, სადაც უკვე გრავიტაცია დომინირებს. დედამიწის გამდნარ გულში მბრუნავი ელექტრული მუხტები მაგნიტური ველის სივრცეში გადინების მიზეზია. კომპასის ისრის მიმართულება ჩრდილოეთი პოლუსისაკენ, რომელიც ათასობით კილომეტრებით შეიძლება იყოს დაშორებული, ამ ეფექტის შედეგია.

სწორედ ელექტრომაგნიტური ძალები კრავს ერთმანეთთან ატომებსა და მოლეკულებს, ქმნის მოცულობით ნივთიერებას. და ყველაფერი ირგვლივ შეკრულია ელექტრომაგნიტური ძალით. გრავიტაციის ძალამ ვაშლის დაცემა ამოიწვია ნიუტონის ფეხებთან, მაგრამ ელექტრომაგნიტურმა ძალამ, რომელმაც შექმნა მყარი ნიადაგი, გააჩერა ვაშლის მოძრაობა დედამიწის ცენტრისკენ. ვაშლს შეუძლია დიდი სიმაღლიდან ვარდნა სიმძიმის ძალის აჩქარებით, მაგრამ რა წამს იატაკს მოხვდება, ჩერდება და მყისიერად იჭყლიტება. ეს არის ელექტრომანიტური ძალის მოქმედების შედეგი.

ორი ძალის შესადარებლად მოვიყვანოთ ასეთი მაგალიტი: წყალბადის ატომი უარყოფითად დამუხტული ელექტრონისგან და დადებითად დამუხტული პროტონისგან შედგება. ისინი ურთერთმიიზიდებიან გრავიტაციული ძალის მოქმედებით; მიიზიდებიან საწინააღმდეგო დამუხტულობის გამოც. უკანასკნელი 10^40-ჯერ ძლიერია, ვიდრე გრავიტაციული მიზიდულობის ძალა. იმის წარმოსადგენად, თუ რა დიდია ეს შედარება, განვიხილოთ ხილული სამყაროს რადიუსი: სინათლის სიჩქარეა 10^16 მ/წელიწადში, გასული დრო დიდი აფეთქებიდან 10^10 წელიწადი, ასე რომ, მთელი სამყაროს რადიუსი დაახლოებით 10^25 მეტრია. ერთი პროტონის დიამეტრია 10^-15 მეტრი. ამრიგად, 10^40-ჯერ მეტია, ვიდრე სამყაროს ზომის შეფარდება პროტონის ზომასთან. ნათელია, რომ გრავიტაციის მოქმედება არსებული ენერგიების ნაწილაკებისთვის მშვიდად შეიძლება უგულებელვყოთ.

საწინააღმდეგო მუხტების მიზიდულობა აკავებს ელექტრონს მის ტრაექტორიაზე დაადებითი ბირთვის გარშემო, მაგრამ ერთსახელა მუხტების განზიდვა წარმოქმნის პარადოქსულ სიტუაციას თვითონ ბირთვის არსებობის გამო. ბირთვი კომპაქტური, დადებითი მუხტების, პროტონების კრებულია. როგორ შეუძლიათ ამ პროტონებს, რომლებიც განიცდიან ძლიერ განზიდვის ძალების მოქმედებას, ერთად არსებობა?

ეს ფაქტი, პირდაპირი დასტურია იმისა, რომ პროტონები და ნეიტრონები განიცდიან ისეთი ძილერი მიზიდვის ძალების მოქმედებას, რომლებიც საკმარისად მძლავრია მათი ერთ ადგილას შესაკვრელად და ელექტრული ძალების დამანგრეველი მოქმედების დასათრგუნვად. მათ “ძლიერი” ძალა ეწოდება. ძლიერი ძალა იმ წყვილის ერთი წევრია, რომლის მეორე წევრია “სუსტი” ძალა. ისინი ატომის ბირთვის შიგნით და მის გარშემო მოქმედებენ. მათი სახელები მიგვითითებს მათ სიმძლავრეზე ელექტრომაგნიტურ ძალებთან შედარებით ბირთვულ სკალაზე, ძალზე მცირე მანძილზე მოქმედებენ, უშუალოდ უცხონი არიან ჩვენი შეგრძნებებისთვის, მაგრამ აუცილებელი – ჩვენი არსებობისთვის.

ნაწილი  II

ნაწილი III

ნაწილი IV

(პოსტები დაიდება მალე)


წყარო: ნაწილაკების ფიზიკა – ძალიან მოკლე შესავალი, თავი 7 გვ: 102.

Advertisements

8 thoughts on “ბუნების ძალები (ნაწილი I)

  1. თსუ -ს ექნება ხო ელ ვერსია, დაჰაკე და გააბაზრე :დ კაი სერიაა ეგ ვაბშე, მანდ ანარქიზმიცაა გამოცემული ოქსფორდის მიერ მარა თსუ მაგას თარგმნის ეხლა? :დდ

    Like

    • ნეტა მესმოდეს ეგ სფერო, სიამოვნებით დავჰაკავდი :3 კი კარგი სერიაა 170ვე წიგნი მაქვს ინლგლისურად :დ:დ ილიაში ვნახე ამასწინ თერმოდინამიკაზე

      Like

      • ინგლისური პდფები? ესენი ბოღმები მაგას იზამენ? 2 ლარიც კი არ დაჯდებოდა ეგ წიგნი და 5 ლარად ყიდიან, ხარისხიანი ნაბეჭდი მაინც იყოს

        Like

      • ხო პდფ_ები. ბზრ არაა, თან მარტო 12 წიგნს თარგმნიან. სხვა წიგნების ფასი ნახე მაგათი გამოცემების? ამას კიდე არ ვჩივი

        Like

      • ფუუ მანდ იმენა შესვლა შეგზიზღდება, რას გავს ან რეები უდევთ თაროზე ერთიდაიგივე რომ შეავსონ ვითო მარა მაინც მეჩხერი როა..

        Like

      • თსუ_ს ჭიქები, მაიკები და ეგეთი მარაზმი რომ იყიდება :/ ილია კარგ წიგნებს თარგმნის, მარა ძვირია :დ ბიოინფორმატიკა რომ ვიყიდე დღეს 40 ღირდა ადრე და ეხლა 30% ფასდაკლება ყოფილა

        Liked by 1 person

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s