La teoría de cuerdas y la cromodinámica cuántica
Como la física cuántica intentó expandirse en el núcleo del átomo, se requieren nuevas tácticas. La teoría cuántica del núcleo atómico, y las partículas que lo componen, se llama cromodinámica cuántica
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QED intentó simplificar la situación sólo en el análisis de dos aspectos del átomo - el fotón y el electrón - que podría hacer al tratar el núcleo como un gigante, objeto muy distante. Con QED finalmente en su lugar, los físicos estaban listos para tomar una buena mirada en el núcleo del átomo.
Las piezas que componen el núcleo: nucleones
El núcleo de un átomo se compone de partículas llamadas nucleones, que vienen en dos tipos: con carga positiva protones y la noncharged neutrones. Los protones fueron descubiertos en 1919, mientras que los neutrones fueron descubiertas en 1932.
El protón es aproximadamente 1836 veces la masa del electrón. El neutrón es aproximadamente el mismo tamaño que el de protones, por lo que el par de ellos es sustancialmente mayor que el electrón. A pesar de esta diferencia de tamaño, el protón y el electrón tienen cargas eléctricas idénticas, pero de la muestra frente al protón es positivo, mientras que el electrón es negativa.
El crecimiento de la tecnología permitió el diseño y construcción del más grande y más potente aceleradores de partículas, que los físicos utilizan para romper las partículas entre sí y ver lo que sale. Con gran alegría, los físicos comenzaron a romper los protones entre sí, con la esperanza de descubrir lo que había dentro de ellos.
De hecho, este trabajo en tratar de descubrir los secretos de estos nucleones conduciría directamente a las primeras ideas sobre la teoría de cuerdas. Un joven físico del CERN aplica una fórmula matemática oscura para describir el comportamiento de las partículas en un acelerador de partículas, y esto es visto por muchos como el punto de partida de la teoría de cuerdas.
Las piezas que componen las piezas de del nucleón: Quarks
Hoy en día, los nucleones son conocidos por ser tipos de hadrones, que son partículas compuestas de partículas aún más pequeñas llamadas quarks. El concepto de quarks fue propuesta independientemente por Murray Gell-Mann y George Zweig en 1964 (aunque el nombre, tomado de James Joyce Finnegans Wake, es puro Gell-Mann), que en parte se ganó Gell-Mann el Premio Nobel 1969 de Física. Los quarks se mantienen unidos por todavía otras partículas, llamados gluones.
En este modelo, tanto el protón y el neutrón están compuestas de tres quarks. Estos quarks tienen propiedades cuánticas, como la masa, carga eléctrica, y el giro (ver la siguiente sección para obtener una explicación de giro). En realidad, hay un total de seis sabores (o tipos) de quarks, todos los cuales han sido observados experimentalmente:
Hasta quark
Abajo quark
Quark encanto
Quark extraño
Top quark
Quark Bottom
Las propiedades del protón y el neutrón están determinadas por la combinación específica de los quarks que los componen. Por ejemplo, la carga de un protón se alcanza sumando la carga eléctrica de los tres quarks dentro de él - dos quarks arriba y un quark abajo.
De hecho, cada protón está formado por dos quarks arriba y un quark abajo, así que todos son exactamente iguales. Cada neutrón es idéntico a todos los demás de neutrones (compuesto por un quark up y dos quarks abajo).
Además de las propiedades estándar cuánticos mecánicos (carga, masa y espín), los quarks tienen otra propiedad, que salió de la teoría, llamada color cargar. Esto es algo similar a la carga eléctrica en principio, pero es una propiedad totalmente distintos de los quarks. Se presenta en tres variedades, llamado rojo verde, y azul.
Debido QED describe la teoría cuántica de la carga eléctrica, QCD describe la teoría cuántica de la carga de color. La carga de color es la fuente de los cromodinámica cuántica nombre, porque " croma " es griego para ". Color "
Además de los quarks, existen partículas llamadas gluones. Los gluones unen los quarks juntos, algo así como bandas de goma (en un sentido muy metafórico). Estos gluones son los bosones gauge para la fuerza nuclear fuerte, al igual que los fotones son los bosones gauge para el electromagnetismo.
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