మనం చివరికి దేనితో తయారయ్యాం? విశ్వం యొక్క ప్రాథమిక బిల్డింగ్ బ్లాక్‌లు ఏమిటి?

ప్రాచీన ప్రజలు మనం నాలుగు 'మూలకాల'తో రూపొందించబడ్డామని భావించారు - నీరు, భూమి, అగ్ని మరియు గాలి; ఇప్పుడు మనకు తెలిసినవి మూలకాలు కాదు. ప్రస్తుతం, కొన్ని 118 అంశాలు ఉన్నాయి. అన్ని మూలకాలు ఒకప్పుడు అవిభాజ్యమైనవిగా భావించబడిన పరమాణువులతో రూపొందించబడ్డాయి. JJ థాంప్సన్ మరియు రూథర్‌ఫోర్డ్ యొక్క ఆవిష్కరణల తరువాత ఇరవయ్యవ శతాబ్దం ప్రారంభంలో, పరమాణువులు కేంద్రంలో మరియు ఎలక్ట్రాన్‌ల వద్ద ఉన్న న్యూక్లియై (ప్రోటాన్‌లు మరియు న్యూట్రాన్‌లతో తయారు చేయబడినవి)తో రూపొందించబడ్డాయి. కక్ష్యలో చుట్టూ. 1970ల నాటికి, ప్రోటాన్‌లు మరియు న్యూట్రాన్‌లు కూడా ప్రాథమికమైనవి కావు, కానీ 'అప్ క్వార్క్‌లు' మరియు 'డౌన్ క్వార్క్‌లు'తో రూపొందించబడ్డాయి, తద్వారా 'ఎలక్ట్రాన్‌లు', 'అప్ క్వార్క్‌లు' మరియు 'డౌన్ క్వార్క్‌లు' మూడు అత్యంత ప్రాథమిక భాగాలుగా మారాయి. లో విశ్వం. క్వాంటం ఫిజిక్స్‌లో పాత్‌బ్రేకింగ్ డెవలప్‌మెంట్‌లతో, కణాలు వాస్తవానికి ఉత్పన్నాలు అని, కణాలను సూచించే ఫీల్డ్‌లలోని శక్తి యొక్క కట్టలు లేదా ప్యాకెట్లు ప్రాథమికమైనవి కాదని మేము తెలుసుకున్నాము. వాటికి ఆధారమైన క్షేత్రమే ప్రాథమికమైనది. క్వాంటం ఫీల్డ్‌లు అన్నింటికీ ప్రాథమిక బిల్డింగ్ బ్లాక్‌లు అని మనం ఇప్పుడు చెప్పగలం విశ్వం (మనలాంటి అధునాతన జీవ వ్యవస్థలతో సహా). మనమందరం క్వాంటం క్షేత్రాలతో రూపొందించాము. ఎలెక్ట్రిక్ చార్జ్ మరియు మాస్ వంటి కణాల లక్షణాలు, వాటి ఫీల్డ్‌లు ఇతర ఫీల్డ్‌లతో ఎలా సంకర్షణ చెందుతాయో తెలిపే ప్రకటనలు. ఉదాహరణకు, ఎలక్ట్రాన్ యొక్క ఎలెక్ట్రిక్ చార్జ్ అని మనం పిలుస్తున్న ఆస్తి, ఎలక్ట్రాన్ల క్షేత్రం విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రంతో ఎలా సంకర్షణ చెందుతుందో తెలియజేస్తుంది. మరియు. దాని ద్రవ్యరాశి యొక్క లక్షణం అది హిగ్స్ ఫీల్డ్‌తో ఎలా సంకర్షణ చెందుతుందనే దాని గురించిన ప్రకటన.  

పురాతన కాలం నుండి, మనం దేనితో రూపొందించబడ్డామని ప్రజలు ఆలోచిస్తున్నారు? ఏమిటి విశ్వం తో తయారు చేయబడినది? ప్రకృతి యొక్క ప్రాథమిక నిర్మాణ వస్తువులు ఏమిటి? మరియు, ప్రకృతిలోని ప్రతిదానిని నియంత్రించే ప్రాథమిక నియమాలు ఏమిటి విశ్వం? ప్రామాణిక మోడల్ సైన్స్ అనేది ఈ ప్రశ్నలకు సమాధానమిచ్చే సిద్ధాంతం. ఇది గత శతాబ్దాలుగా రూపొందించబడిన విజ్ఞాన శాస్త్రం యొక్క విజయవంతమైన సిద్ధాంతం అని చెప్పబడింది, ఒకే ఒక్క సిద్ధాంతం చాలా విషయాలను వివరిస్తుంది విశ్వం.  

మనం మూలకాలతో రూపొందించబడ్డామని ప్రజలకు ముందుగానే తెలుసు. ప్రతి మూలకం, క్రమంగా, అణువులతో రూపొందించబడింది. మొదట్లో, పరమాణువులు విడదీయరానివి అని భావించారు. అయినప్పటికీ, 1897లో JJ థాంప్సన్ కాథోడ్ రే ట్యూబ్ ద్వారా విద్యుత్ విడుదలను ఉపయోగించి ఎలక్ట్రాన్‌లను కనుగొన్నాడు. వెంటనే, 1908లో, అతని వారసుడు రూథర్‌ఫోర్డ్ తన ప్రసిద్ధ బంగారు రేకు ప్రయోగం ద్వారా ఒక పరమాణువు కేంద్రంలో ఒక చిన్న ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడిన కేంద్రకాన్ని కలిగి ఉందని నిరూపించాడు, దాని చుట్టూ ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడిన ఎలక్ట్రాన్లు తిరుగుతాయి. కక్ష్యలు. తదనంతరం, న్యూక్లియైలు ప్రోటాన్లు మరియు న్యూట్రాన్లతో తయారవుతాయని కనుగొనబడింది.  

1970లలో, న్యూట్రాన్‌లు మరియు ప్రోటాన్‌లు విడదీయరానివి కావు కాబట్టి ప్రాథమికమైనవి కావు, అయితే ప్రతి ప్రోటాన్ మరియు న్యూట్రాన్‌లు క్వార్క్‌లు అని పిలువబడే మూడు చిన్న కణాలతో రూపొందించబడ్డాయి, అవి రెండు రకాలు - “అప్ క్వార్క్‌లు” మరియు “డౌన్ క్వార్క్‌లు” (" అప్ క్వార్క్” మరియు “డౌన్ క్వార్క్” కేవలం భిన్నమైన క్వార్క్‌లు మాత్రమే 'అప్' మరియు 'డౌన్' అనే పదాలు దిశ లేదా సమయానికి ఎటువంటి సంబంధాన్ని సూచించవు. ప్రోటాన్‌లు రెండు “అప్ క్వార్క్‌లు” మరియు “డౌన్ క్వార్క్”తో రూపొందించబడ్డాయి, అయితే న్యూట్రాన్ రెండు “డౌన్ క్వార్క్‌లు” మరియు “అప్ క్వార్క్”తో రూపొందించబడింది. ఈ విధంగా, "ఎలక్ట్రాన్లు", "అప్ క్వార్క్‌లు" మరియు "డౌన్ క్వార్క్‌లు" అనేవి మూడు అత్యంత ప్రాథమిక కణాలు, ఇవి అన్నింటిని నిర్మించే బ్లాక్‌లు విశ్వం. అయితే, సైన్స్ పురోగతితో, ఈ అవగాహన కూడా మార్పులను చూసింది. క్షేత్రాలు ప్రాథమికమైనవి మరియు కణాలు కాదు.  

కణాలు ప్రాథమికమైనవి కావు. వాటికి ఆధారమైన క్షేత్రమే ప్రాథమికమైనది. మనమందరం క్వాంటం క్షేత్రాలతో రూపొందించాము. 

సైన్స్ యొక్క ప్రస్తుత అవగాహన ప్రకారం, ప్రతిదీ విశ్వం ప్రకృతి యొక్క ప్రాథమిక బిల్డింగ్ బ్లాక్‌లను సూచించే 'ఫీల్డ్‌లు' అని పిలువబడే అదృశ్య నైరూప్య ఎంటిటీలతో రూపొందించబడింది. క్షేత్రం అంటే అంతటా వ్యాపించి ఉన్న విషయం విశ్వం మరియు కాలానుగుణంగా మారగల స్పేస్‌లోని ప్రతి పాయింట్ వద్ద ఒక నిర్దిష్ట విలువను తీసుకుంటుంది. ఇది ద్రవం యొక్క అలల వంటిది, అది అంతటా ఊగుతుంది విశ్వం, ఉదాహరణకు, అయస్కాంత మరియు విద్యుత్ క్షేత్రాలు అంతటా వ్యాపించి ఉంటాయి విశ్వం. మేము విద్యుత్ లేదా అయస్కాంత క్షేత్రాలను చూడలేనప్పటికీ, అవి రెండు అయస్కాంతాలను దగ్గరగా తీసుకువస్తే మనకు కలిగే శక్తి ద్వారా అవి నిజమైనవి మరియు భౌతికమైనవి. క్వాంటం మెకానిక్స్ ప్రకారం, కొన్ని వివిక్త గడ్డలలో ఎల్లప్పుడూ పార్శిల్ చేయబడిన శక్తి వలె కాకుండా క్షేత్రాలు నిరంతరంగా ఉంటాయి.

క్వాంటం ఫీల్డ్ థియరీ అనేది క్వాంటం మెకానిక్స్‌ను ఫీల్డ్‌లకు కలపడం. దీని ప్రకారం, ఎలక్ట్రాన్ ద్రవం (అనగా. ఈ ద్రవం యొక్క తరంగాల అలలు) శక్తి యొక్క చిన్న కట్టలుగా ముడిపడి ఉంటుంది. ఈ శక్తి కట్టలను మనం ఎలక్ట్రాన్లు అని పిలుస్తాము. అందువలన, ఎలక్ట్రాన్లు ప్రాథమికమైనవి కావు. అవి అదే అంతర్లీన క్షేత్రానికి చెందిన అలలు. అదేవిధంగా, రెండు క్వార్క్ ఫీల్డ్‌ల అలలు "అప్ క్వార్క్‌లు" మరియు "డౌన్ క్వార్క్‌లు" పుట్టుకొస్తాయి. మరియు ప్రతి ఇతర కణాల విషయంలోనూ ఇదే వర్తిస్తుంది విశ్వం. క్షేత్రాలు ప్రతిదానికీ ఆధారం. మనం కణాలుగా భావించేవి వాస్తవానికి క్షేత్రాల తరంగాలను శక్తి యొక్క చిన్న కట్టలుగా కట్టివేస్తాయి. మా యొక్క ప్రాథమిక ప్రాథమిక బిల్డింగ్ బ్లాక్స్ విశ్వం ఈ ద్రవం లాంటి పదార్ధాలను మనం క్షేత్రాలు అని పిలుస్తాము. కణాలు ఈ క్షేత్రాల యొక్క ఉత్పన్నాలు మాత్రమే. స్వచ్ఛమైన శూన్యంలో, కణాలు పూర్తిగా బయటకు తీసినప్పుడు, క్షేత్రాలు ఇప్పటికీ ఉన్నాయి.   

ప్రకృతిలో మూడు ప్రాథమిక క్వాంటం క్షేత్రాలు "ఎలక్ట్రాన్", "అప్ క్వార్క్" మరియు "డౌన్ క్వార్క్". న్యూట్రినో అని పిలవబడే నాల్గవది ఉంది, అయినప్పటికీ, అవి మనల్ని ఏర్పరచవు కానీ ఇతర చోట్ల ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయి విశ్వం. న్యూట్రినోలు ప్రతిచోటా ఉన్నాయి, అవి పరస్పర చర్య లేకుండా ప్రతిచోటా ప్రవహిస్తాయి.

https://www.scientificeuropean.co.uk/sciences/space/the-fast-radio-burst-frb-20220610a-originated-from-a-novel-source/పదార్థ క్షేత్రాలు: నాలుగు ప్రాథమిక క్వాంటం ఫీల్డ్‌లు మరియు వాటి అనుబంధ కణాలు (అనగా, "ఎలక్ట్రాన్", "అప్ క్వార్క్", "డౌన్ క్వార్క్" మరియు "న్యూట్రినో") విశ్వం. తెలియని కారణాల వల్ల, ఈ నాలుగు ప్రాథమిక కణాలు తమను తాము రెండుసార్లు పునరుత్పత్తి చేస్తాయి. ఎలక్ట్రాన్లు "ముయాన్" మరియు "టౌ"లను పునరుత్పత్తి చేస్తాయి (ఇవి వరుసగా ఎలక్ట్రాన్ల కంటే 200 రెట్లు మరియు 3000 రెట్లు బరువుగా ఉంటాయి); అప్ క్వార్క్‌లు "విచిత్రమైన క్వార్క్" మరియు "బాటమ్ క్వార్క్"లకు దారితీస్తాయి; డౌన్ క్వార్క్‌లు "చార్మ్ క్వార్క్" మరియు "టాప్ క్వార్క్"లకు దారితీస్తాయి; న్యూట్రినో "మ్యూన్ న్యూట్రినో" మరియు "టౌ న్యూట్రినో"లకు దారి తీస్తుంది.  

ఈ విధంగా, కణాలకు దారితీసే 12 క్షేత్రాలు ఉన్నాయి, వాటిని మనం అంటాము పదార్థ క్షేత్రాలు.

లో 12 కణాలను తయారు చేసే 12 పదార్థ క్షేత్రాల జాబితా క్రింద ఉంది విశ్వం.  

ఫోర్స్ ఫీల్డ్‌లు: 12 పదార్థ క్షేత్రాలు నాలుగు వేర్వేరు శక్తుల ద్వారా పరస్పరం పరస్పరం సంకర్షణ చెందుతాయి - గురుత్వాకర్షణ, విద్యుదయస్కాంతముగా, బలమైన అణు శక్తులు (న్యూక్లియస్ యొక్క చిన్న స్థాయి వద్ద మాత్రమే పనిచేస్తాయి, ప్రోటాన్లు మరియు న్యూట్రాన్ల లోపల క్వార్క్‌లను కలిపి ఉంచుతాయి) మరియు బలహీనమైన అణు శక్తులు (రేడియో యాక్టివ్ క్షయం మరియు న్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్‌ను ప్రారంభించే చిన్న స్థాయి కేంద్రకం వద్ద మాత్రమే పనిచేస్తాయి). ఈ శక్తులు ప్రతి ఒక్కటి క్షేత్రానికి అనుబంధించబడి ఉంటాయి - విద్యుదయస్కాంత శక్తితో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది గ్లూన్ ఫీల్డ్, బలమైన మరియు బలహీనమైన అణు శక్తులతో అనుబంధించబడిన క్షేత్రాలు W మరియు Z బోసాన్ క్షేత్రం మరియు గురుత్వాకర్షణకు సంబంధించిన క్షేత్రం స్పేస్-టైమ్ కూడా.

నాలుగు శక్తులతో అనుబంధించబడిన నాలుగు ఫోర్స్ ఫీల్డ్‌ల జాబితా క్రింద ఉంది.    

మా విశ్వం ఈ 16 ఫీల్డ్‌లతో నిండి ఉంటుంది (12 మ్యాటర్ ఫీల్డ్‌లు ప్లస్ 4 ఫీల్డ్‌లు నాలుగు ఫోర్స్‌లతో అనుబంధించబడ్డాయి). ఈ ఫీల్డ్‌లు శ్రావ్యమైన మార్గాల్లో కలిసి పనిచేస్తాయి. ఉదాహరణకు, ఎలక్ట్రాన్ ఫీల్డ్ (పదార్థ క్షేత్రాలలో ఒకటి), పైకి క్రిందికి వేవ్ చేయడం ప్రారంభించినప్పుడు (ఎందుకంటే అక్కడ ఎలక్ట్రాన్ ఉంది), అది ఇతర ఫీల్డ్‌లలో ఒకదానిని కిక్ చేస్తుంది, ఇది ఎలక్ట్రో-మాగ్నెటిక్ ఫీల్డ్ అని చెప్పండి. కూడా డోలనం మరియు అలలు. కొద్దిగా డోలనం చేసే కాంతి ఉంటుంది. ఏదో ఒక సమయంలో, ఇది క్వార్క్ ఫీల్డ్‌తో సంకర్షణ చెందడం ప్రారంభిస్తుంది, ఇది క్రమంగా డోలనం మరియు అలలు అవుతుంది. మేము ముగించే చివరి చిత్రం, ఈ అన్ని రంగాల మధ్య ఒకదానికొకటి ఒకదానితో ఒకటి అనుసంధానించబడిన శ్రావ్యమైన నృత్యం.  

హిగ్స్ ఫీల్డ్

1960లలో, పీటర్ హిగ్స్ మరొక ఫీల్డ్‌ను అంచనా వేశారు. 1970ల నాటికి, ఇది గురించి మన అవగాహనలో అంతర్భాగమైంది విశ్వం. కానీ LHCలోని CERN పరిశోధకులు దాని ఆవిష్కరణను నివేదించే వరకు 2012 వరకు ఎటువంటి ప్రయోగాత్మక ఆధారాలు లేవు (అంటే, మనం హిగ్స్ ఫీల్డ్ అలలను చేస్తే, అనుబంధిత కణాన్ని మనం చూడాలి). కణం సరిగ్గా మోడల్ అంచనా వేసిన విధంగానే ప్రవర్తించింది. హిగ్స్ కణం చాలా తక్కువ జీవితాన్ని కలిగి ఉంది, దాదాపు 10^-22 సెకన్లు.  

ఇది చివరి బిల్డింగ్ బ్లాక్ విశ్వం. ఈ ఆవిష్కరణ ముఖ్యమైనది ఎందుకంటే ఈ క్షేత్రం మనం ద్రవ్యరాశి అని పిలుస్తాము విశ్వం.  

కణాల లక్షణాలు (విద్యుత్ ఛార్జ్ మరియు ద్రవ్యరాశి వంటివి) వాటి ఫీల్డ్‌లు ఇతర ఫీల్డ్‌లతో ఎలా సంకర్షణ చెందుతాయో తెలిపే ప్రకటనలు.  

ఇది లో ఉన్న ఫీల్డ్‌ల పరస్పర చర్య విశ్వం అది మనం అనుభవించిన వివిధ కణాల ద్రవ్యరాశి, ఛార్జ్ మొదలైన లక్షణాలను కలిగిస్తుంది. ఉదాహరణకు, ఎలక్ట్రాన్ యొక్క ఎలెక్ట్రిక్ చార్జ్ అని మనం పిలుస్తున్న ఆస్తి, ఎలక్ట్రాన్ల క్షేత్రం విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రంతో ఎలా సంకర్షణ చెందుతుందో తెలియజేస్తుంది. అదేవిధంగా, దాని ద్రవ్యరాశి యొక్క లక్షణం అది హిగ్స్ ఫీల్డ్‌తో ఎలా సంకర్షణ చెందుతుంది అనే ప్రకటన.

హిగ్స్ ఫీల్డ్‌పై అవగాహన అవసరం, తద్వారా మేము ద్రవ్యరాశి యొక్క అర్థాన్ని అర్థం చేసుకున్నాము విశ్వం. హిగ్స్ ఫీల్డ్ యొక్క ఆవిష్కరణ 1970ల నుండి అమలులో ఉన్న స్టాండర్డ్ మోడల్ యొక్క నిర్ధారణ.

క్వాంటం ఫీల్డ్‌లు మరియు పార్టికల్ ఫిజిక్స్ డైనమిక్ అధ్యయన రంగాలు. హిగ్స్ క్షేత్రాన్ని కనుగొన్నప్పటి నుండి, స్టాండర్డ్ మోడల్‌పై బేరింగ్‌లను కలిగి ఉన్న అనేక పరిణామాలు జరిగాయి. స్టాండర్డ్ మోడల్ పరిమితుల కోసం సమాధానాల కోసం అన్వేషణ కొనసాగుతోంది.

*** 

మూలాలు:  

ది రాయల్ ఇన్స్టిట్యూషన్ 2017. క్వాంటం ఫీల్డ్స్: ది రియల్ బిల్డింగ్ బ్లాక్స్ ఆఫ్ ది యూనివర్స్ - డేవిడ్ టోంగ్‌తో. ఆన్‌లైన్‌లో అందుబాటులో ఉంది https://www.youtube.com/watch?v=zNVQfWC_evg  

***