
	interaktívne zoznámenie s kozmom

Teraz ste tu: Stefanik » Fyzika a astronómia » Stavebné kamene mikrosveta späť na astroportal.sk

Stavebné kamene mikrosveta

Podľa našich súčasných znalostí celá veľkolepá zložitosť vesmíru sa skladá z veľmi malého počtu stavebných kameňov. Priestor je vyplnený hmotou, ktorá sa mení v čase. Hmota sa všade skladá z rovnakých častíc, z ktorých štyri základné typy síl vytvárajú väčšie a zložitejšie celky.

Každú vec, kameň, človeka, galaxiu, možno považovať za sústavu elementárnych častíc. Postupne sme odhaľovali, že hmota sa skladá z atómov (z gréckeho atomos = nedeliteľný), ktoré však sú deliteľné a skladajú sa z jadra a elektrónového obalu. Aj jadro môžeme rozložiť na elementárne (= základné) častice: protóny a neutróny. Opäť sme sa však unáhlili s označením "základné", pretože aj tieto častice sa skladajú z menších čiastočiek, z kvarkov. Nik zatiaľ nevie, či má objavovanie stále jemnejšej štruktúry hmoty koniec.

Dnes poznáme mnoho rôznych častíc hmoty, všetky sa však skladajú zo šiestich kvarkov a šiestich leptónov. Rozdeľujeme ich do troch "rodín", či "generácií", pretože vlastnosti častíc v jednotlivých rodinách sú obdobné, líšia sa hlavne hmotnosťou. Podobné vlastnosti ako elektrón má aj mión a tauón, ale sú podstatne ťažšie ako elektrón. Súčasný vesmír sa skladá takmer výlučne z protónov (skladá sa z kvarkov uud), neutrónov (zložený z kvarkov udd) a elektrónov s príslušným neutrínom, čiže z častíc prvej generácie.

Pri najenergetickejších dejoch v dnešnom vesmíre sa veľmi vzácne uplatnia aj častice druhej generácie. Tretia generácia častíc bola doposiaľ zistená experimentálne iba pri laboratórnych pokusoch na urýchľovačoch častíc. Vyššie generácie (II. a III.) sa zrejme uplatnili iba v prvotných fázach vzniku vesmíru a dnes sa nevyskytujú. Všetky častice majú aj svoje zrkadlové obrazy, nazývané antičastice. Antihmota je v dnešnom vesmíre veľmi vzácna.

Častice sa navzájom ovplyvňujú štyrmi základnými interakciami (silami). Silové pôsobenie častíc hmoty je sprostredkované ďalšími časticami síl.

Silná jadrová sila pôsobí iba na veľmi malú vzdialenosť, drží protóny a neutróny v jadre atómu. Vďaka silnej jadrovej sile existujú atómy zložitejšie ako vodík. Táto sila uvoľňuje energiu v jadre Slnka, ktorá zásobuje život na Zemi. Prenos silnej jadrovej sily sprostredkuje osem druhov častíc (z kvarkov) nazývaných gluóny.

Slabá jadrová sila pôsobí na ešte menšie vzdialenosti ako silná jadrová sila. Prejavuje sa predovšetkým ako rádioaktívny rozpad mnohých nerastov. Vďaka rádioaktívnemu rozpadu je jadro Zeme horúce a toto teplo sa dostáva na povrch ako vodné gejzíry a horúca láva pri sopečných výbuchoch. Prostredníkom slabej jadrovej sily sú tri bosóny.

Elektromagnetická sila spôsobuje všetky deje, ktoré skúma chémia. Vďaka elektromagnetickej sile udierajú blesky a vodičmi preteká elektrina. Elektrická sila drží pokope všetky menšie telesá vrátane kryštálov, ľudského tela, alebo komét. Táto sila má neobmedzený dosah, aj keď jej intenzita klesá s druhou mocninou vzdialenosti, ale pôsobí iba na elektricky nabité častice (elektrón, protón). Atóm je v bežnom stave elektricky neutrálny, pretože má rovnaký počet elektrónov a protónov, ktorých náboj sa navzájom ruší. Prenos elektromagnetickej sily sprostredkujú fotóny (napríklad svetlo).

Gravitačná sila je spomedzi základných síl najslabšia, no práve gravitácia takmer výhradne formuje všetky sústavy telies väčších rozmerov (približne od stoviek metrov po milióny parsekov), napríklad zaguľacuje planéty a drží ich na dráhe okolo Slnka. Podobne ako elektromagnetická sila má aj gravitácia neobmedzený dosah s intenzitou klesajúcou so vzdialenosťou, pôsobí však na všetky hmotné telesá bez rozdielu. Prenášačom gravitačnej príťažlivosti sú gravitóny, ktoré v súčasnosti ešte neboli experimentálne overené, ale intenzívne sa na tom pracuje.

Stavebné kamene mikrosveta

Pozri tiež...