Quantum of Science

Protoni bi mogli sadržati elementarnu česticu koja ima veću masu od njih samih. Ovo je još jedan signal da u fizici elementarnih čestica ne mora 2+2 biti uvijek 4.  Protoni su kompozitne čestice koje se sastoje od tri elementarne čestice i to fermiona, tipično 2 gornja i jednog donjeg kvarka. Ostali kvarkovi - vršni, dubinski, čarobni i čudni (top, bottom, charm i strange) imaju  veće mase i nestabilni su. Čarobni kvark je  vrsta elementarne čestice od kojih se sastoji tvar , a prema masi je treći najteži kvark po redu između šest okusa kvarkova. Protoni također mogu sadržavati čarobni kvark, elementarnu česticu koja je 1.5 puta veća od mase samog protona. Što je još čudnije, kada proton ima čarobni kvark, ova teška čestica i dalje nosi samo oko polovinu mase protona. Ova magija se svodi na probabilistički svijet kvantne fizike. Iako čarobni kvark ima veliku masu, vjerovatnost da će se pojaviti u protonu prilično je mala, tako da se velika masa i mala vjerojatnost međusob...

    Novi pentakvark, ovdje prikazan kao par standardnih hadrona labavo povezanih u strukturu sličnu molekuli, sastoji se od čarobnog/šarmantno/charm kvarka i čarobnog antikvarka te gornjeg, donjeg i čudnog kvarka, izvor ilustracije: CERN 2022 Međunarodna LHCb kolaboracija na Velikom hadronskom sudaraču (LHC) uočila je tri nikad prije viđene čestice: novu vrstu "pentakvarka" i 2 nove vrste tetrakvarka. Nalazi, predstavljeni na CERN-ovom seminaru početkom jula 2022. godine, dodaju tri nova egzotična člana rastućem popisu novih hadrona pronađenih u LHC-u. Oni će pomoći fizičarima da bolje razumiju kako se kvarkovi povezuju u te kompozitne čestice. Kvarkovi su elementarne čestice i dolaze u šest okusa: gornji, donji, čarobni (charm ili "šarmantni"), čudni, vršni i dubinski. Obično se spajaju u skupine od 2 i 3 (u protonima i neutronima) kako bi formirali hadrone kao što su protoni i neutroni koji čine atomske jezgre. Međutim, rjeđe se mogu kombinovati u kompozitne česti...

Tetrakvark, umjetnički prikaz, izvor: CERN Već su opservirane čestice koje sadrže nekoliko kvarkova, pa i one koje sadrže nestabilnije kvarkove, kakvi su šarmantni kvarkovi. Da ponovimo - postoji 6 vrsta kvarkova, od kojih su najstabilniji gornji i donji, a manje stabilini su vršni, dubinski, šarmatni i strani kvark. Murray Gell-Mann ih je nazvao up, down, top, bottom, charm i strange. Pronađena je i "dvostruko šarmantna"  tj "dvostruko čarobna"  čestica, hadron od 2 šarmantna/čarobna  kvarka i jednog gornjeg kvarka.   Da stvar bude komplikovanija, osim kvarkova, postoje i njihove antičestice, simetrične čestice, koje zovemo antikvarkovi. Antikvarkovi i kvarkovi zajedno mogu graditi različite kompozitne čestice, poput charmonium pentakvarka . Ili par kvark-antikvark može graditi mezon. Dakle, antikvarkovi imaju ista mnoga svojstva kao i kvarkovi (recimo spin i masu) a razlikuju se samo u jednom (električni naboj). Postoje i tetrakvarko...

Postoje stvari koje jako zbunjuju fizičare i onda oni svojim istraživanjima zbunjuju nas. Možda nama te stvari ne znače puno, ali jako su važne - i to ne samo fizičarima.  Recimo, problem leži u činjenici da masa nukleusa svega 9% dolazi od mase kvarkova koji čine protone i neutrone. Jednostavno, u kosmosu postoji jedan dio neobjašnjene normalne mase, one koju ne zovemo tamna materija. Mase koja čini mene, vas, svijet oko nas. Masa elektrona je zanemarljivo mala tako da masa atoma uglavnom potječe od nukleusa.  Higgsov mehanizam - mehanizam interakcije elementarnih čestica sa Higgsovim poljem oko Higgsovog bozona, objašnjava samo masu elementarnih čestica i to je bit detekcije ove čestice 2019. godine. Ali to nije dovoljno. Objašnjava, recimo, masu kvarkova, ali masa kvarkova ne objašnjava masu nukleusa atoma. Dakle, sad je, nadam se jasnije, važnost rješavanja ovog problema u fizici.  Masa protona iznosi oko 938 MeV/ c 2   a dobar dio te mase do...

U nedostatku slike interakcije vršnog kvarka i Higgsovog bozona, stavljam svoju sliku kako se kreveljim ispred CMS detektora Veliki hadronski sudarač - LHC, neko je vrijeme malo odmarao, kako bi se pripremio za nove sudare. Nekad u aprilu ove godine počelo je "uštimavanje" i zagrijavanje LHC i CMS detektora, da bi se prvi sudari desili nešto malo poslije. I novi krug sudara - nova otkrića.  Početkom juna (4. juni 2018.) u Physical Review Letters objavljen je rad  pod naslovom " Observation of  t ¯ t H Production "  koji dolazi sa CMS CERN-ovog eksperimenta, a drugi rad od tima ATLAS pod naslovom " Observation of Higgs boson production in association with a top quark pair at the LHC with the ATLAS detector "  je predan i trenutno je u "preprintu" na arXiv.org. U ovim radovima je pokazano kako su sudari u LHC pokazali povezanost dvije najteže čestice prema Standardnom modelu: vršnog kvarka (top quark) i Higgsovog bozona.  Zaš...

Izvor: CERN/Daniel Dominguez Na konferenciji Evropskog društva za fiziku (European Physical Society, EPS) fizike visokih energija koja se održava 5.-12. juli 2017. u Veneciji, naučnici iz CERN-a koji vode LHCb eksperiment objavili su postojanje nove čestice. Nova čestica je barion, što znači da se radi o kompozitnoj, a ne elementarnoj čestici i srodna je neutronima i protonima, kompozitnim česticama koje mnogo bolje poznajemo. Barioni su čestice koje se sastoje od tri kvarka, pri čemu se proton sastoji od dva gornja (up) i jednog donjeg (down) kvarka, a neutron se sastoji od dva donja i jednog gornjeg kvarka. Osim ovih, laganih kvarkova, postoje još 4 okusa kvarkova - vršni (top), dubinski (bottom), čarobni (charm) i strani (strange) te je za očekivati da i ovi kvarkovi grade neke kompozitne čestice.   Kvarkovi se ujedinjuju u hadrone, kompozitne čestice na koje djeluje jaka sila i kojih ima 2 vrste: barioni, poput protona i neutrona koji se sastoje od 3 kvarka i me...

Sve oko nas se sastoji od atoma i molekula. Molekule su sačinjene od atoma istih ili različitih elemenata povezanih određenim vezama. Atomi su toliko mali da ne samo da ih ne možemo vidjeti, nego ih ne bismo ni mogli izbrojati u jednoj jedinoj tački na kraju rečenice. Zapravo, u jednoj tački bi ih bilo toliko mnogo da mi nemamo riječ koja imenuje taj broj: ima ih više od stotina i stotina milijardi. U jednom gramu zlata bi bilo oko 3x10 21 atoma zlata. Možete li zamisliti taj broj? Napišimo iza broja tri 21 nulu i to je taj broj. Taj broj je veći od broja ljudi na planeti Zemlji i ovom trenutku. Ako se molekule sastoje od atoma, iz čega se sastoje atomi? Oni se sastoje od još manjih čestica: protona, neutrona i elektrona . Sve čestice koje su manje od atoma, iz kojih se atom sastoji, zovemo subatomske čestice . Sub na latinskom znači „ispod“, dakle, subatomske čestice su čestice ispod atoma, tj. jednostavnije i manje od atoma. Neke od ovih subatomskih čestica mogu ...

Ljudi danas preziru nauku. Neki je čak mrze. Međutim, iz potpuno pogrešnih razloga. Jasno mi je da neko može    kritikovati nauku i naučnike zbog atomske bombe, zbog onog skandala sa DDT-jem, zbog razvoja umjetne inteligencije i uopšte, zbog upotrebe naučnih dostignuća u vojne svrhe, ali ne mogu shvatiti da je nekome argument protiv nauke to što što su astronomi dali šifrovano ime nekog udaljenoj planete te je to predznak sudnjeg dana, znak da je nauka zla, površna, mehanistička i istrošena. To otprilike izgleda ovako: Naučnici su "tipovi". Nauka je "pustinja beznađa i statistike" i "zastrašujuće je što se propagira takav pogled na svijet". Znate, kada imate redovnu platu u firmi koja profitira od naučnih dostignuća korištenja elektromagnetne sile i prenosa informacija putem određenih frekvencija, šta drugo da radite u životu nego da pljujete po nauci?  Premisa 1: Naučnici dali ime planeti HD 188733 b Premisa 2: Prirodne nauke su m...

model elektronskog oblaka Premda ovaj blog često kritikuje loše stvari u udžbenicima prirodnih nauka, potrkrepljujući kritiku primjerima, red je da se nekad kaže i nešto lijepo. Kritikovala sam udžbenik Muratović/Gabela Fizika za 9.razred, jer je elektromagnetizam, na način koji je predočen u ovom udžbeniku, vrlo apstraktan, nejasan i gotvo na nivou magije. Ipak, udžbenik istih autorica za 7. razred (a to je prvi put da se djeca susreću sa fizikom) nije loš: mnogo se insistira na matematici, pretvaranju veličina u veće ili manje, na mjerenju - a to je zaista osnov za bilo šta u nauci. Shvatiti kako pretvoriti jedan kubni centimetar u litar ili kubni metar i da te matematičke operacije postaju rutinske - to je osnov za rad sa fizikom do kraja školovanja. Na kraju ove knjige - nakon upoznavanje sa osnovnim jedinicima SI sistema, dolazi i upoznavanje sa materijom i atomima. Lično mislim da bi djeca još u 5. razredu trebala znati da postoji atom i da se sastoji od elektrona...