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原子加速器是如何工作的

由:克雷格•Freudenrich博士。

强子,玻色子和大爆炸

强子

这些粒子是夸克的组合。它们有质量并驻留在原子核中。强子最常见的两个例子是质子和中子,每一个都是三个夸克的组合:

  • 质子= 2向上夸克+ 1向下夸克[质子的+1电荷= (+2/3)+ (+2/3)+ (-1/3)]
  • 中子= 2向下夸克+ 1向上夸克[0电荷= (-1/3)+ (-1/3)+ (+2/3)]

玻色子

人们认为,当力发生时,这些粒子会发生交换。力被定义为推力或拉力。但这并没有告诉我们它到底是什么,或者它是如何被调节的。理查德·费曼认为,当两个粒子交换a时,力就产生了玻色子,或测量粒子.想象两个人穿着旱冰鞋:如果一个人扔球,另一个人接住,他们就会被推向相反的方向。在这个类比中,溜冰者是基本粒子,球是力的载体,斥力是力。在粒子的例子中,我们看到了力和效果,但没有看到交换。

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已知的玻色子有四种:

  • 胶子-调节强大的力量,但只能在10距离范围内操作-13年厘米
  • WZ-调和弱力(1/ 10000强力),但只能在10的距离内操作-15年厘米
  • 光子-介质电磁力(1/137强力),作用于无限距离

第五级粒子(引力子),但尚未被发现。引力子被认为是引力的中介,引力是10-39年强大的力量作用于无限远的距离。

历史上,詹姆斯·克拉克·麦克斯韦在19世纪统一了电和磁。随着物理学家用更高的温度和能量建造出更强大的加速器,他们已经看到某些力聚集在一起,或统一起来。粒子加速器实验表明,电磁力和弱力可以结合在一起电弱力.许多物理学家认为,所有的力都源于很久以前存在的一个力。试图统一力量的理论被称为统一理论大统一理论.希望GUTs能告诉我们宇宙最初是什么样子的。因为加速器实验模拟了被认为只存在几分之一秒的条件大爆炸,他们可以提供证据来支持或反驳各种GUTs。

根据《生活大爆炸》:

  • 在大爆炸之前,宇宙非常热,非常小,物质只以自由夸克的形式存在。
  • 一旦爆炸发生:迅速膨胀发生,宇宙冷却。夸克结合成强子。分离的力量。(原子)组成。凝聚成星系、恒星等的物质。

通过制造越来越大的粒子加速器,物理学家可以模拟存在于10-43年大爆炸的几秒钟!

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