Forta si Gratie

Fermioni si Bosoni, cele doua tipuri generice de particule elementare

Particulele elementare care alcatuiesc energia si materia in universul cunoscut sunt de 2 tipuri:

- Particule de tip FERMIONIC - sunt acele particule elementare aflate in acea stare de existenta care nu le permite sa fie prezente mai multe in acelasi loc din spatiu in acelasi moment de timp; asadar pot fi considerate particule de materie (electroni, protoni, neutroni, etc.)

- Particule de tip BOSONIC - sunt acele particule elementare aflate in acea stare de existenta care le permite sa fie prezente mai multe in acelasi loc si in acelasi timp; acest gen de particule sunt considerate a fi particule de forta (foton pentru forta electromagnetica, gluon pentru forta nucleara tare, bosonii W+, W- si Z pentru forta nucleara slaba si gravitonul pentru forta gravitationala).

Orice particula de nivel subatomic identificata in ultimii 100 de ani este ori boson ori fermion.

Cel mai cunoscut boson este FOTONUL. Doi sau mai multi bosoni de acelasi tip (de exemplu fotoni) pot face exact acelasi lucru. De exemplu, laserul este o masina care genereaza fotoni facand exact acelasi lucru, fiecare si toti impreuna, dand nastere la o lumina foarte stralucitoare, monocromatica, hiper-energetica si extrem de precisa ca directie si sens, deplasandu-se pe un traseu perfect drept si foarte ingust. Toti fotonii dintr-o raza laser sunt aliniati in faza (sunt purtatori ai unui acelasi tip de unda electro-magnetica).

Nu poti sa realizezi o raza laser din fermioni. Un exemplu de fermion este electronul. Electronul are masa si de aceea nu se poate suprapune ca si pozitie si comportament in spatiu cu un alt electron (2 electroni ai unui atom nu pot orbita in mod identic in jurul nucleului atomic). Fotonii sunt energie si nu materie. Ei sunt usor refractati de o prisma, de apa, de ceata sau chiar de cantitati mari de aer (motivul principal pentru care laserele au fost greu utilizabile in afara laboratoarelor sau a mediilor inchise).

Un lucru interesant de mentionat este ca dintre particulele de tip fermionic cele mai cunoscute - electronii, protonii si neutronii - doar electronii sunt particule cu adevarat elementare, indestructibile si de nedescompus. In schimb protonii si neutronii sunt alacuiti din cuarci, care, indiferent de cate feluri sunt si cum interactioneaza intre ei, abia acestia pot fi considerati particule elementare la nivelul nucleului atomic.

Vom defini QUARCUL ca fiind particula fundamentala care intra in alcatuirea oricarui fermion care nu este electron. Denumirea de “quark” a luat nastere in anul 1964 cand Murray Gell-Mann si George Zweig au sugerat faptul ca sutele de particule grele cunoscute pana atunci ar putea fi explicate ca si combinatii de doar 3 sub-particule fundamentale, constituentii de baza ai oricarui nucleon, identificati ca fiind ingredientii primari ai oricarei „supe” atomice si care au fost ulterior denumiti quarci. Acestia, prin combinatii specifice formeaza protoni, neutroni si multe alte particule "grele".

Diferenta dintre un ELECTRON si un QUARK este ca ambele intra in alcatuirea atomului, electronul fiind intotdeauna particula elementara incarcata cu sarcina electrica negativa care orbiteaza in jurul nucleului atomic, in timp ce quarkul, alcatuind nucleonii, poate fi atat pozitiv cat si negativ, asocierea dintre quarci fiind cea care decide in final sarcina electrica si comportamentul particulei de tip nucleon rezultante.

Cunostintele cele mai noi despre PROTONI identifica insa in compozitia lor ceea ce s-ar putea numi quarci virtuali. Cei 3 quarci de baza din care sunt alcatuiti toti protonii determina doar 2% din masa protonului. Restul de masa provine dintr-o “spuma” de quark-uri care se creeaza din vidul cuantic (campul unificator si generator al tuturor fenomenelor materiale si energo-informationale din Universul cunoscut) pentru durate de timp infinitezimale, ca mai apoi sa dispara inapoi in vid, fenomen studiat de cromodinamica cuantica.

Spre deosebire de orice corp care poseda masa si care, pentru a fi deplasabil prin univers trebuie accelerat de la o viteza inferioara la una superioara in baza actiunii unei forte de miscare, fotonii calatoresc implicit cu viteza luminii (300.000 km/s) in orice directie potentiala, neavand masa. Modelul Standard in teoria fizicii particulelor elementare explica aceasta prin faptul ca fotonii nu interactioneaza cu asa numitul camp Higgs, bosonul Higgs fiind particula elementara care pune in evidenta existenta acestui camp raspunzator intr-o buna masura de masa "materiei grele". Fotonii este cert ca nu au masa (nu interactioneaza cu numitul camp Higgs si nici cu alte fenomene generatoare de masa) si nu au nici sarcina electrica. Ei calatoresc prin Univers in toate directiile, cu o viteza neschimbata, de 300.000 km/s. In lipsa proprietatilor generatoare de masa, particulele de materie ar zbura la randul lor in toate directiile prin Univers, asemenea fotonilor.

S-ar putea spune ca masa unei particule datorate campului Higgs corespunde afinitatii ei fata de acest camp. Cu cat "afinitatea este mai mare", cu atat masa este mai mare. Fotonul nu interactioneaza cu nici un fenomen generator de masa din acest Univers, de aceea masa lui este permanent 0 (zero).

Comentarii (4) COMENT. #1 - Farcas Am o intrebare, daca fotonul nu are masa, asta inseamna ca nici quark-ul, leptonii, electronii nu au masa? 11/06/2015 - 10:10   COMENT. #2 - Eduard Fotonul este boson. Electronul este fermion. Asadar electronul are masa. Aceasta este aproximativ 1/1836 din masa protonului. Cuarcul este de asemenea fermion, asadar la fel este si protonul (care se compune din cuarci). 11/08/2015 - 00:51   COMENT. #3 - Darius Salut! Daca electronii sunt indestructibili (intr-o anumita masura), atunci putem crea o gaura de vierme cu acestia? 03/07/2024 - 08:33   COMENT. #4 - Eduard Din cate cunosc eu, gaurile de vierme nu au fost inca observate sau create efectiv, ele, pentru moment, exista doar ca solutii ale ecuatiilor din teoria relativitatii generalizate. 03/08/2024 - 03:00   Nume E-mail (nu se publica online) Comentariu