قواعد بازی

مدل استاندارد ذرات بنیادی و چگونگی برهم كنش آنها را توضیح می دهد. برای فهم كامل طبیعت، همچنین باید بدانیم كه كدام قواعد برای محاسبه نتایج برهم كنش ها استفاده می شود. به عنوان …

مدل استاندارد ذرات بنیادی و چگونگی برهم كنش آنها را توضیح می دهد. برای فهم كامل طبیعت، همچنین باید بدانیم كه كدام قواعد برای محاسبه نتایج برهم كنش ها استفاده می شود. به عنوان مثال قانون نیوتن ( ma= F) می تواند برای روشن شدن مطلب به ما كمك كند.

F نیرو است، m جرم ذره و a شتاب ذره ناشی از نیرو. حتی اگر ذرات و نیروهای وارد بر آنها را بشناسید نمی توانید رفتار ذرات را محاسبه كنید، مگر اینكه قانون ma= Fرا بدانید. نسخه مدرن این قوانین نظریه میدان های كوانتومی نسبیتی است كه در اوایل نیمه دوم قرن بیستم ابداع شده است. در نیمه دوم قرن بیستم تحول مدل استاندارد، طبیعت ذرات و نیروها _ كه با قواعد نظریه میدان های كوانتومی بازی می كنند- را به پژوهشگران آموخت. مفهوم سنتی نیرو توسط مدل استاندارد نیز بسط یافت.

ذرات وقتی برهم كنش می كنند علاوه بر جذب و دفع كردن می توانند ماهیت خود را تغییر دهند و به وجود بیایند یا نابود شوند.

نمودارهای فاینمن (a-g در شكل بالا) كه توسط ریچارد پ. فاینمن (Richard P.Feynman) ابداع شدند به عنوان ابزاری مفید برای توصیف نظریه میدان های كوانتومی به كار می روند. خط های مستقیم مسیر ذرات مادی را نشان می دهند. خط های موج دار نشان دهنده مسیر ذرات نیرو هستند. الكترومغناطیس توسط گسیل یا دریافت نوترون ها توسط ذرات باردار (مانند الكترون ها و كوارك ها) تولید می شود. در «a» الكترون ورودی یك فوتون گسیل می كند و در مسیری جدید به راهش ادامه می دهد. نیروی قوی حاوی گلوآن های گسیل شده یا جذب شده توسط كوارك ها است. (b) نیروی ضعیف حاوی ذرات W و Z است، كه هم توسط كوارك ها و هم لپتون ها (الكترون ها، میوآن ها، تاوها و نوترینو ها) جذب یا گسیل می شوند. (d و c) دقت كنید كه چگونه ذره W باعث تغییر ماهیت الكترون می شود. گلوآن ها (E) و Wها و Z ها (F) با هم برهم كنش می كنند، كه برای فوتون ها صحیح نیست.به نمودار های a تا f پایه های برهم كنش می گویند. نیروها به وسیله جمع دو یا چند پایه تولید می شوند. برای مثال، نیروی الكترومغناطیس بین یك الكترون و یك كوارك به وسیله فرستادن یك فوتون (g) تولید می شود. هرچیز كه در جهان ما اتفاق می افتد، به جز گرانش، تركیبی از این پایه ها است.