Реферат: Структура организации материи

<span Times New Roman",«serif»">МОРСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙУНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АДМИРАЛА Г. И. НЕВЕЛЬСКОГО 

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">Кафедрахимии и экологии

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">РЕФЕРАТ

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">Тема:

<span Times New Roman",«serif»">Структураорганизации материи

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">Выполнила

<span Times New Roman",«serif»">студентка

<span Times New Roman",«serif»">1-гокурса 81-м группы

<span Times New Roman",«serif»">_____________/ОвчароваД.А./

<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">

<span Times New Roman",«serif»">Датасдачи:

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">Принял

<span Times New Roman",«serif»">доценткафедры

<span Times New Roman",«serif»">химиии экологии

<span Times New Roman",«serif»">__________/ПанинЕ.С./

<span Times New Roman",«serif»">Датаприема:

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

Владивосток

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">2004

СОДЕРЖАНИЕ

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">                                                                                                                                   стр.

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">Введение                                                                                                  3

<span Times New Roman",«serif»">                                 

<span Times New Roman",«serif»">1.<span Times New Roman"">    

<span Times New Roman",«serif»">Гипотеза рождения материи                                                           4

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">2.<span Times New Roman"">    

<span Times New Roman",«serif»">Структурность и системностьматерии                                          6

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">3.<span Times New Roman"">    

<span Times New Roman",«serif»">Поле и вещество                                                                               8

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">4.<span Times New Roman"">    

<span Times New Roman",«serif»">Классификация элементарныхчастиц                                          9

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">5.<span Times New Roman"">    

<span Times New Roman",«serif»">Уровни структурной организацииматерии применительно к астрономическим масштабам                                                        11

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">    Заключение                                                                                            19

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">     Литература                                                                                             20

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">ВВЕДЕНИЕ

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">На пороге ХХ в. наука подошла к тому,чем всегда занималась мифология — к вопросу о происхождении мира и материи.

<span Times New Roman",«serif»">    Важнейшей задачей современного естествознания является созданиеестественнонаучной картины мира. В процессе ее создания возникает вопрос опроисхождении и изменении различных материальных продуктов и явлений, об ихколичественных, качественных характеристиках.

     Материя — этобесконечное множество всех существующих в мире объектов и систем, субстратлюбых свойств, связей, отношений и форм движения. Материя включает в себя нетолько все непосредственно наблюдаемые объекты и тела природы, но и все те,которые в принципе могут быть познаны в будущем на основе совершенствованиясредств наблюдения и эксперимента. Весь окружающий нас мир представляет собойдвижущуюся материю в её бесконечно разнообразных формах и проявлениях, со всемиеё свойствами, связями и отношениями. 

<span Times New Roman",«serif»">    В современной науке в основе представлений о строении материального миралежит системный подход, согласно которому любой объект материального мира, будьто атом, планета и т. д. может быть рассмотрен как система — сложноеобразование включающее составные части, элементы и связи между ними.

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">Гипотеза рождения материи.

<span Times New Roman",«serif»"> 

Синергетика, которая сначала называлась термодинамикойоткрытых систем, изменила представление о мире. Мы говорили о моделях Вселеннойи могли понимать, что Вселенная появилась после того, как некто “нажало накнопку”. Физика ХХ в. сначала изменило отношение к тому, что считать материей икак она соотносится с пространством и временем, а в конце ХХ в. по-новомувзглянула на процесс развития. Развитие понимается в синергетике как процессстановления качественно нового, того, что еще не существовало в природе ипредсказать которое невозможно.

<span Times New Roman",«serif»">     На пороге ХХI в. наука подошла к тому, чемвсегда занималась мифология — к вопросу о происхождении мира и материи.Кибернетика решает проблему разума, синергетика — проблему рождения материи.Механизм, который ею предлагается, — это спонтанная флуктуация, событие в точкебифуркации, экспоненциальный процесс до определенного момента.

<span Times New Roman",«serif»">Дуализмньютоновской Вселенной ( с одной стороны, пространство-время, с другой — материя ) сменился эквивалентностью пространства-времени и материи в уравненияхЭнштейна. Предлагаемая нами модификация уравнений Энштейна, учитывающаярождение материи, выражает “неэквивалентность” материи и пространства-времени.В нашем варианте уравнения Энштейна устанавливают взаимосвязь не только междупространством-временем и материей, но и энтропией. Вводимый намикосмологический механизм приводит к необратимому “разделению фаз” междуматерией и гравитацией. В первоначальном вакууме они смешаны, в существующейныне Вселенной мы наблюдаем материю, переносчик гравитации, “плавающей” впространсве-времени. Фундаментальная двойственность нашей Вселеннойпредставляется нам сегодня результатом первичного всплеска энтропии”<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language:AR-SA">[1]

Причиной всплеска энтропии может быть распад чего-то высокоорганизованного, чтозаставляет вспомнить стоиков, Плотина и “Веды”.

<span Times New Roman",«serif»">     Основным понятием предстает понятиенеустойчивости. Если что-то есть, то устойчивость невозможна. Возникаетспонтанная флуктуация. Так из хаоса (неустойчивости) рождается космос. Приспонтанной флуктуации поля начинается самопроизвольный процесс порождениячастиц в плоть до какого-то момента, когда он прекращается. Частицы порождаютсяэнергией по модели, сформулированной в синергетике.

<span Times New Roman",«serif»">     Первые частицы, которые появились, былинестабильными элементарными частицами без массы покоя и с кротчайшим временемсуществования. Затем они превратились в стабильные, существующие поныне.Нестабильные частицы И. Пригожин отождествляет с черными мини-дырами, которыераспадаются на обычную материю и излучение.

<span Times New Roman",«serif»">     “Существует некоторая аналогия спереохлажденной жидкостью и порогом перехода в кристаллическое состояние. Мыможем наблюдать в переохлажденной жидкости флуктуации, приводящие к образованиюкрохотных кристаллов, которые то появляются, то снова растворяются. Но еслиобразуется крупный кристалл, то происходит необратимое событие: кристаллизациявсей жидкости… Аналогично, очень малая вероятность критической функции ввакууме Минковского указывает на то, что стрела времени  уже существует в нем в латентной,потенциальной форме, но проявляется, только когда неустойчивость приводит крождению Вселенной”<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">[2]

<span Times New Roman",«serif»">    В модели И. Пригожина имеет местопроизводство энтропии, пропорциональное скорости рождения частиц. Ипреобразование  пространства-временипроизводит энтропию. Причем сначала возникает пространство-время, а затем онопроизводит частицы, поскольку процесс производства пространства-времени изматерии невозможен. Итак, последовательность рождения материи из вакуума:

<span Times New Roman",«serif»">Спонтаннаяфлуктация -> Точка бифуркации ->

<span Times New Roman",«serif»">          Черные мини-дыры ->Пространство-время -> Частицы

<span Times New Roman",«serif»">    Квантовый вакуум отличается от ничто тем,что имеет универсальные постоянные, которые могут служить аналогом всеединства.Тут вспоминаются и Абсолютная Идея Гегеля, и мир идей, и пустота буддистов.Филосовских аналогов очень много.

<span Times New Roman",«serif»">    Модель рождения материи Пригожинапринажлежит к классу неустойчивых вероятностных систем. Конец рождения материисвязан с временем жизни черных мини-дыр. Высшая цель данной игрушечной модели — построение дарвиновской теории элементарных частиц.

<span Times New Roman",«serif»">    Какая судьба Вселенной, исходя из даннойгипотизы Пригожина? “Стандартная модель предсказывает, что в конце концов нашаВселенная  обречена на смерть, либо  в результате непрерывного расширения(тепловая смерть), либо в результате последующего сжатия (“страшный треск”).Для вселенной, родившейся под знаком неустойчивости из вакуума Минковского, этоуже не так. Ничего не мешает нам предположить возможность повторныхнеустойчивостей”. Размеры Вселенной растут в модели Пригожина по экспоненте какследствие неустойчивости вакуума. В результате расширения Вселенной принерождении материи Вселенная приближается к первоначальному состоянию вакуума.Потом возможна новая Флуктуация.

<span Times New Roman",«serif»">     “Энштейновская космология стала венцомдостижений классического подхода к познаваемости. В стандартной модели материязадана: она эволюционирует только в соответствии с фазами расширения Вселенной.Но, как мы видели, неустойчивость возникает, стоит нам только учесть проблемурождения материи. Таким образом, особая точка Большого Взрыва заменяетсярождением материи и кривизны Пространства-времени. Энштейновскоепространство-время, соответствующее искривленной Вселенной, при нашем подходевозникает как следствие необратимых процессов. Стрела времени становитсяпринципиально важным элементом, лежащим в основе самих определений материи ипространства-времени. Однако наша модель не соответствует рождению стрелывремени из “ничего”. Космологическая стрела времени Уже предполагаетсянеустойчивостью квантового вакуума”<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language:AR-SA">[3]

   

<span Times New Roman",«serif»">     Наконец, еще один вопрос: можно ли создатьединую теорию физики, или, как ее называют еще, “теорию всего”? “Если такаяуниверсальная теория когда-нибудь будет сформулирована, она должна будетвключать в себя динамическую неустойчивость и таким образом учитывать нарушениесимметрии во времени, необратимость и вероятность. И тогда надежду напостроение такой “теории всего”, из которой можно было бы вывести полноеописание физической реальности, придется оставить”. Другими словами, нетзнания, которое овладело бы универсальным ключом ко всем без исключенияявлениям природы.

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">   

<span Times New Roman",«serif»">Структурность и системность материи.

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">Важнейшимиатрибутами материи являются структурность и системность. Они выражаютупорядоченность существования материи и те конкретные формы, в которых онапроявляется. Под структурой материи обычно понимается ее строение в микромире,существование в виде молекул, атомов, элементарных частиц и т. д. Это связаннос тем, что человек, являясь микроскопическим существом, привык ксоответствующим масштабам, поэтому понятие строения материи ассоциируется, какправило, с микрообъектами. Но если рассматривать материю в целом, то понятиеструктуры материи будет охватывать также различные макроскопические тела, всекосмические системы мегамира. С этой точки зрения структура материи проявляетсяв существовании бесконечного многообразия целостных систем, тесно связанныхмежду собой. Из всего многообразия форм объективной реальности (то естьматерии), эмпирически доступной для наблюдения является конечная областьматериального мира, которая простирается от 10-15 см до 1028см (около 20 млрд. световых лет), а во времени­­­­ — до 2*1010  лет. В этих доступных нам масштабахструктурность материи проявляется в ее системной организации, существовании ввиде множества иерархически взаимосвязанных систем: Метагалактика, отдельнаягалактика, звездная система, планета, отдельные тела, молекулы, атомы,элементарные частицы.

<span Times New Roman",«serif»">     Наряду со структурностью неотъемлемымсвойством материи является ее системность. Система — это внутренне (или внешне)упорядоченное множество взаимосвязанных элементов, определенная целостность,проявляющая себя как нечто единое по отношению к другим объектам  или внешним условиям. Во всех целостныхсистемах связь между элементами является более устойчивой, упорядоченной и внутренне необходимой, чем связькаждого из элементов с окружающей средой. В неживой природе множество объектов будетцелостной системой только в том случае, если энергия связи между ними больше ихсуммарной кинетической энергии совместно с энергией внешних воздействий,направленных на разрушение системы. В противном случае система не возникнет илираспадется. Энергия внутренних связей — это общая энергия, которую нужно былобы приложить последовательно к каждому из элементов, чтобы удалить его изсистемы на большое расстояние, то есть “растащить” систему. Поскольку этаэнергия не возникает из ничего, стабильность и целостность систем оказываетсякосвенно обусловленной действием закона сохранения энергии.

<span Times New Roman",«serif»">     Внутренняя энергия связи может иметьразличное значение в зависимости от характера сил, объединяющих тела в системы.С переходом от космических систем к макроскопическим телам, молекулам и атомамк гравитационным силам добавляются электромагнитные, намного более мощные, чемпервые. В атомных ядрах действуют еще более мощные ядерные силы. Чем меньшеразмеры материальных систем, тем более прочно связаны между собой их элементы.При переходе к элементарным частицам энергия внутренних связей возрастает ещебольше и оказывается сопоставимой с их собственной энергией.

<span Times New Roman",«serif»">     Именно на уровне микромира физика ищетсегодня ответы на вопросы, из чего состоит материя? Есть ли конкретный пределделимости материи? — вопросы, издавна волновавшие человечество.

<span Times New Roman",«serif»">     Долгое время атом считался конечнымпределом делимости материи, а так же тем элементарным “кирпичиком” вещества, изкоторого сложены все предметы и явления нашего мира. Но уже к началу ХХ в.выяснилось, что это не так. Был открыт электрон, а затем другие элементарныечастицы, число которых постоянно возрастает и на сегодняшний день превысило 300разновидностей. У большинства элементарных частиц есть античастицы,отличающиеся противоположными знаками электрического заряда и магнитногомомента: для электронов — позитроны, для протона — антипротон, для нейтрона — антинейтрон и т. д. Все другие свойства античастиц аналогичны свойствам обычныхчастиц. Из них могут образовываться устойчивые атомные ядра, атомы, молекулы иантивещество, подчиняющееся тем же законам движения, что и обычное вещество.При соприкосновении вещества с антивеществом происходит процесс аннигиляции — превращения частиц и античастиц в фотоны и мезоны больших энергий.

<span Times New Roman",«serif»">     Можно констатировать, что современнаяфизика довольно неплохо изучила процессы, протекающие в микромире,систематизировав эти знания и представив их в таких теориях, как квантоваямеханика, квантовая электродинамика, квантовая хромодинамика. Об основах этихтеорий, отражающий современный уровень знаний о строении материи, и необходимопоговорить.

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">Поле и вещество.

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">В литературечасто основные формы материи подразделяют на поле и вещество. Такое делениеимеет некоторый смысл, но оно ограничено. Под веществом имеют в виду различныечастицы и тела, которым присуща масса покоя, тогда как поля и их кванты массыпокоя не имеют, хотя обладают энергией, импульсом и множеством других свойств.Но поле и вещество нельзя противопоставлять друг другу. Если рассматриватьструктуру вещества, то во всех системах внутреннее пространство будет “занято”полями, на долю собственно частиц приходится ничтожная часть общего объемасистемы (примерно 10-36 – 10-40 объема), то есть полявходят в структуру вещества. В свою очередь, квантами полей выступают частицы,относящиеся к веществу. В этой неразрывной взаимосвязи частиц и полей можновидеть одно из важнейших проявлений единства прерывности и непрерывности вструктуре материи.

<span Times New Roman",«serif»">     Частицы обладают относительнойпрерывностью и локализованностью в пространстве, тогда как поля непрерывнораспределены в нем. При этом поля не являются абсолютно континуальными средами.При излучении и поглощении они проявляются относительно дискретно — в видеквантов: фотонов, мезонов и др. Кванты полей взаимодействуют с частицамивещества как дискретные образования. Частицы вещества также нельзя представлятьв виде каких — то микроскопических шариков с абсолютно резкими гранями. Частицынеотделимы от полей, и не существует абсолютно резкой границы, где кончаетсясобственно частица и начинается ее внешнее поле. В пограничной областисуществует непрерывный взаимопереход полей и частиц.

<span Times New Roman",«serif»">     Характеризуя единство прерывного инепрерывного в структуре материи, следует также упомянуть единство  корпускулярных и волновых свойств всех частицвещества. Обладая относительной дискретностью, микрообъекты при взаимодействияхи движении могут проявлять волновые свойства, способность к дифракции иинтерференции, они характеризуются длиной волны, обратно пропорциональной ихмассе и скорости

<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">a<span Times New Roman",«serif»"><span Times New Roman",«serif»">= <span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: EN-US">h<span Times New Roman",«serif»">/<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">mv<span Times New Roman",«serif»">  , где <span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">h<span Times New Roman",«serif»">  — постоянная Планка, одна из двухуниверсальных физических констант (вторая — скорость света в вакууме) Этосоотношение устанавливает взаимосвязь корпускулярного  параметра частицы — массы — с волновымпараметром  этой же частицы — длинойволны.

<span Times New Roman",«serif»">     Как поле, так и вещество обладаютопределенными физическими параметрами. Под полем в физике понимаютспецифическую форму распределения материи в пространстве и времени: в каждойточке пространства-времени существует определенное числовое значениепараметра,   характеризующего этуматерию. Например, движущееся поле (волна) описывается длиной волны, фазой,аплитудой и их изменениями во времени и пространстве. Другая ипостась материи — частицы — характеризуются иным набором параметров: спин, заряд, масса покоя,время жизни и ряд квантовых чисел.

<span Times New Roman",«serif»">     Важнейшей характеристикой частицы служитспин, собственный момент количества движения. В классической механике такаявеличина характеризует вращение тела, например, волчка. Но буквальный переносэтого понятия на макрочастицу теряет смысл, поскольку элементарные частицыневозможно представить вращающимися крохотными волчками. В физике спининтерпретируется как внутренняя степень свободы частицы, обеспечивающая ейдополнительное физическое состояние. В отличие от классического моментаколичества движения, который может принимать любые значения в их непрерывнойпоследовательности, спин принимает только положительные дискретные значения,пропорциональные постоянной Планка. Коэффициент пропорциональности называется спиновым квантовым числом, уодних частиц он имеет целочисленное значение (0, 1, 2...), а у других — полуцелые значения (1/2, 3/2...).

<span Times New Roman",«serif»">     Свойства и поведение частиц существеннозависят от того, целое или полуцелое значение имеет их спин. Исходя из этогозначения, можно систематизировать и классифицировать данные об элементарныхчастицах.

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">Классификация элементарных частиц.

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">    

<span Times New Roman",«serif»">Исходяиз значения спина, все элементарные частицы можно разделить на две группы.Частицы с полуцелым спином называются фермионами( в честь известного физика Ферми). Все эти частицы обладают свойством,имеющим характер закона — частицы с полуцелым спином могут находится вместелишь при условии, что их физические состояния (то есть вся совокупностьхарактеризующих частиц параметров) не одинаковы.  Этот закон в квантовой механике называетсязапретом Паули. Частицы с целочисленным спином называются бозонами (в честь другого крупного физика — Бозе). На них запретПаули не распространяется, и они могут находится вместе в любом количестве.

<span Times New Roman",«serif»">     Такое разделение частиц на две группыимеет далеко идущие последствия. Так, поля фермионов всегда остаютсяквантованными, и  в классическом пределеони переходят в частицы. Например, мы знаем, что электрон, являющийся фермионом( его спин равен 1/2), в классическом пределе выступает как истинная частица,хотя и обладает волновыми свойствами. То же относится к протону, нейтрону ивсем другим частицам-фермионам. Поля же бозонов в пределе переходят вклассические поля. Так, один из представителей бозонных частиц  — фотон ( его спин равен 1) — в пределестановится классическим электромагнитным полем (свет, радиоволны).Существование фермионов и бозонов создает важнейшую предпосылку для проявленийпривычного нашего макромира, состоящего из атомного вещества (фермионы)  и излучений (бозоны).

<span Times New Roman",«serif»">     Зная, что все элементарные частицыявляются либо бозонами, либо фермионами, можно попытаться ответить на вопрос обэлементарных “кирпичиках” материи, давно волновавший человечество. Сегодня вмикромире выделяют четыре уровня вещества: молекулярный, атомный, нуклонный(уровень атомного ядра и составляющих его частиц) и кварковый. Но ужеобсуждается возможный облик пятого (суперструнного) уровня. Каждый вновьоткрываемый уровень качественно отличается от ранее известных, егохарактеризуют иные свойства и иные законы поведения соответствующих частиц.Поиск самых простых частиц вещества привел исследователей к пониманию того, чтоабсолютной элементарности не существует, что частица любого уровня сложна всвоей сущности и в своих проявлениях, она неотделима от других физическихреальностей, в числе которых особая роль принадлежит фону — физическомувакууму. Условно же принято считать элементарными те частицы, у которых сегодняне обнаружена внутренняя структура, а их размеры недоступны измерению (онименьше, чем 10-15  см).

<span Times New Roman",«serif»">     Известны три класса таких частиц: лептоны,кварки и бозоны. Лептоны и кварки относятся к фермионам.

<span Times New Roman",«serif»">     Класс лептонов состоит из шести частиц ишести античастиц (электрон, мюон, тау-лептон и три вида нейтрино). Лептоныиграют важную роль в структуре мира. Особенно велико значение электрона инейтрино. Но лептоны не учавствуют в образовании ядерных частиц — нуклонов, и впроцессах, называемых сильным взаимодействием.

<span Times New Roman",«serif»">     Класс кварков, как и класс лептонов,содержит шесть частиц и столько же античастиц. Физики назвали каждый типкварков ароматом. Этот термин, ассоциирующейся с обонянием, на самом делеобозначает квантовое число, приписываемое частицам данного типа. Ароматыобозначаются первыми буквами английских слов, принятых в качестве их названия:up, down, strange, charmed, beauty, truth. Кварки — электрически заряженныечастицы. Но их  заряды имеют дробныезначения по отношению к заряду электрона, условно принимаемого за 1, и равны1/3 или 2/3 с плюсом или минусом. Экспериментальные поиски дробного зарядаоказались безуспешными, хотя точность измерений была доведена  до исключительно высоких значений. Очевидно,существование в природе дробного электрического заряда возможно при условии,что такие заряды вместе со своими частицами-носителями образуют связанныеобъединения, в которых суммарный электрический заряд равен либо 0, либо <span Times New Roman""><span Times New Roman"">±

1.

<span Times New Roman",«serif»">     Также не удалось обнаружить ни один кваркв свободном состоянии, хотя эксперименты на ускорителях дают убедительныекосвенные доказательства их реального существования в связанном состоянии.Кварки и антикварки группируются либо по две, либо по три частицы, образуясоставные частицы, названные адронами. Кварки существуют только в такихсоставных частицах, вне их в современных условиях они существовать не могут, иэто — принципиальное свойство вещества на данном микроуровне.

<span Times New Roman",«serif»">      Составленные из кварков адроныподразделяются на три группы. Первая — барионы — образуется комбинациями изтрех кварков. Эта группа включает протон и нейтрон — фундаментальную основуатомных ядер. Вторую группу образуют частицы, получаемые путём сочетания кваркаи антикварка. Они называются мезонами. Ещё одна группа содержит частицы,образуемые сочетаниями трёх антикварков. В неё попадают антипротон, то есть то,что составляет основу антивещества. Выше перечисленные частицы-адронысоставляют лишь небольшую часть образующихся из кварков частиц. Большую частьих составляют так называемые резонансы — неустойчивые коротко живущие частицы,быстро распадающиеся на стабильные частицы.

<span Times New Roman",«serif»">     В описанной стройной схеме обнаруживаетсяпринципиальный дефект. Кварки будучи фермионами, должны подчиняться запретуПаули и не могут соединяться вмести, если их состояния одинаковы. А в барионныхи антибарионных частицах кварки одного аромата часто оказываются вместе.Например, протон образуется комбинацией кварков, записываемой так: uud, нейтрон- u

<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">d<span Times New Roman",«serif»">d.Казалось бы, нарушается запрет Паули. Для устранения этого противоречия ввелипредположение, что кварки одного аромата не идентичны, что они различаютсяхарактером взаимодействия друг с другом и поэтому для их описания ввели ещёодно квантовое число. С присущим физикам своеобразным чувством юмора егоназвали “цветом”. Как “аромат” не имеет отношения к запаху так  и “цвет” не имеет ничего общего собщепринятом смыслом этого слова. Введение нового квантового числа оказалосьудачным, недавние эксперименты на ускорителях подтвердили, что разделениекварков одного аромата на три цвета - красный, зелёный, синий — отражает действительность.

<span Times New Roman",«serif»">     При объединении кварков и антикварков вадроны должны выполняться два условия: суммарный электрический заряд кварков вадроне должен быть целочисленным; кварки соединяющиеся в адрон, должныполностью компенсировать свои цветовые заряды и удовлетворять признакубезцветности. Это связано с тем, что только кварки проявляют способность ксильному взаимодействию, связанному с цветовыми силами. Адроны такихспособностей не имеют в силу своей безцветности (конфаймент).

<span Times New Roman",«serif»">     Таковы основы современных представлений остроении материи на микроуровне.

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»"> Уровниструктурной организации материи применительно к астрономическим масштабам.

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">

<span Times New Roman",«serif»">     В астрономии всякий даже минимальныхразмеров объект — астероид, метеорит, микрометеор — индивидуален. Каждый из нихявляется системой имеющей свою историю и непременно как-либо эволюционирующей.

<span Times New Roman",«serif»">     Среди уровней структурной иерархии материив астрономии обычно выделяют: планету,звезду, галактику, метагалактику. При рассмотрении объектов Солнечной  системы следует упомянуть об открытияхпоследних лет, которые принципиально изменили наши представления о планетах идругих элементах этой системы. К исследованию ближайших соседей Солнца можноподойти, как к исследованию “статистической выборки”  во Вселенной. На уровне галактик следует  также обратиться исследованиям последних лет.Что же касается метагалактики, то здесь прежде всего, представляет интересконцепция Большого взрыва.

<span Times New Roman",«serif»">     Солнечная система. Солнечная системапредставляет собой некоторую область пространства, в которой преобладаетпритяжение Солнца и размеры которой превышают расстояние от Солнца до Земли в2*105 раз. Её составные части — Солнце, планеты, спутники планет,кометы, метеоритные тела, космическая пыль. Наблюдаемые размеры Солнечнойсистемы определяются орбитой Плутона (около 40 а.е.).Солнце как звезда — этотипичный желтый карлик, раскаленный плазменный шар. Оно вращается вокруг своейоси в том же направлении, что и Земля, и имеет магнитное поле. Существуетотдельная область физики — “физика Солнца”, которая изучает его в разныхаспектах (внутреннее строение, излучение, атмосфера и т.д.).

<span Times New Roman",«serif»">     Планеты обычно разделяют на две группы:Меркурий, Венера, Земля, Марс — внутренние; Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун(планеты-гиганты) — внешние. Плутон по физическим характеристикам отличается отпланет-гигантов обычно рассматривается отдельно. Внешние планеты имеютнаибольшее число спутников (около 90%).

<span Times New Roman",«serif»">     Как известно первая теория происхожденияСолнечной системы была предложена И. Кантом и П. Лапласом, потом были выдвинутыи другие гипотезы. Современные концепции происхождения солнечной системыучитывают силы электромагнитного происхождения. Согласно теории шведскогофизика Х. Альфвена, важную роль при образовании этой системы сыгралиэлектромагнитные силы. И именно электромагнитные силы главным образомопределяют взаимодействие солнечного ветра со всеми планетами. Солнечный ветер- это постоянное истечение  плазмысолнечной короны в межпланетное пространство. И в зависимости от того, имеет липлазма магнитное поле, а если имеет, то на сколько оно сильное, солнечный ветерпо разному “обтекает” планеты. Земля обладает магнитным полем около 0,5 Ге наповерхности, Венера и Марс почти не обладают им, а Юпитер имеет довольносильное магнитное поле.

<span Times New Roman",«serif»">     Исследование планет, проведённое в течениедвух последних десятилетий, преподнесло сюрпризы, о которых астрономыпредыдущих поколений и не помышляли. Например, Венера имеет совершеннонеожиданные показатели по составу атмосферы, температуре и давлению на ееповерхности. Основной слой облаков атмосферы этой планеты имеет толщину 24 км.В нем содержатся следующие газы: CO — 96,4%, N — 3,4%, H O — 0,135%.Концентрации 36Аr,  38Ar,  20Ne  оказались неожиданно большими. Например,концентрация  36Ar в 200-300раз больше, чем на Земле.

<span Times New Roman",«serif»">     В приделах Солнечной системы наблюдаютсяяркие и необычные явления, например, падение болидов — крупных и исключительноярких метеоров, видимых, как серая дымка, даже днем. За каждым таким болидомтянется огненный хвост, слышен свист, грохот или треск. Морозной тихой ночьюгде-нибудь в сельской местности болиды как бы распарывают небо с сухим и резкимтреском, похожим на треск разрываемой ткани.

<span Times New Roman",«serif»">     Лунотрясения обусловлены воздействиемЗемли (приливные силы) во время нахождения планет (планеты и спутника) на минимальных расстояниях друг от друга.При этом на поверхности Луны выходят газы (из ее недр), которые, по — видимому,создают свечение оранжево — красного цвета. При этом на поверхность Луны выходят газы ( из ее недр), которыепо-видимому, создают свечение оранжево-красного цвета. Эти газы, возможно,очень холодные и представляют собой пары льда, или двуокись углерода.

<span Times New Roman",«serif»">     Теория развития звёзд. И.С.Шкловский считает, что эволюция звезды осуществляется следующим образом. Понекоторым причинам начинает конденсироваться облако межзвездной газовопылевойсреды. Потом под влиянием сил всемирного тяготения из этого облака образуетсясравнительно плотный газовый шар, который пока нельзя назвать звездой, таккак  в его центральных областяхтемпература ещё недостаточна для того, чтобы могли начаться термоядерныереакции. Это протозвезда. Она продолжается сжиматься, вследствие чеготемпература её повышается, а размеры уменьшаются. Наконец, температура звёздныхнедр оказывается достаточной для того, чтобы там начались термоядерные реакции. При этом давления газа внутри будущейзвезды уравновешивает притяжение, и газовый шар перестаёт сжимать