S=0 S=1 S=2

Существуют частицы, которые после полного оборота не принимают прежнего вида : их нужно дважды полностью повернуть ! Такие частицы называются спин ½.

19. Какой спин имеет частицы, составляющие вещество Вселенной ?

Все известные частицы можно разделить на две группы : 1) частицы со спином ½ , из которых состоит любое вещество во Вселенной (нейтроны, протоны, легкие частицы и тяжелые частицы – гипероны) ; 2) частицы со спином 0,1 и 2, которые создают силы, действующие между частицами вещества (фотоны и частицы под общим названием мезоны).

20. В чем отличие электромагнитных сил от гравитационных ?

Гравитационная сила. Эти силы носят гравитационный характер. Это означает, что всякая частица находится под действием гравитационной силы, величина которой зависит от массы и энергии частицы. Это очень слабая сила, которую мы вообще не заметили бы, если бы не ее два специфических свойства : гравитационные силы действуют на больших расстояниях и всегда являются силами притяжения.

В квантово – механическом подходе к гравитационному полю считается, что гравитационная сила, действующая между двумя частицами материи, переносится частицей со спином 2, которая называется гравитоном. Гравитон не обладает собственной массой и поэтому переносимая им сила является дальнодействующей. Гравитационное взаимодействие между Солнцем и Землей объясняется тем, что частицы, из которых состоит Земля и Солнце обмениваются гравитонами. Несмотря на то, что в обмене участвуют лишь вертикальные частицы, создаваемый ими эффект безусловно поддается измерению, т.к. этот эффект – вращение Земли вокруг Солнца. Реальные гравитоны распространяются в виде воли, но они очень слабые и их трудно зарегистрировать, это пока никому не удалось.

Следующий этап взаимодействия создается электромагнитными силами, которые действуют между электрически заряженными частицами, но не отвечают за взаимодействие таких незаряженных частиц как гравитоны. Электромагнитные взаимодействия гораздо сильнее гравитационных : электромагнитная сила, действующая между двумя электронами, примерно в 10^40 больше гравитационной силы. В отличие от гравитационных сил, которые являются силами притяжения, одинаковые по знаку заряды отталкиваются, разноименно заряженные – притягиваются.

21.Частицы с каким спином ответственны за взаимодействие?

В квантовой механике предполагается, что все силы или взаимодействия между частицами вещества переносятся частицами с целочисленным спином, равным 0,1,2. Это происходит следующим образом. Частица вещества, например, электрон или кварк, испускает другую частицу, которая является переносчиком взаимодействия (например, фотон).

22. Что такое конфайнмент в кварковой теории ?

Сильное ядерное взаимодействие представляет собой взаимодействие, которое удерживает кварки внутри протона и нейтрона, а протоны и нейтроны внутри атомного ядра. Переносчиком сильного взаимодействия считается частица со спином 1, которая называется глюоном. Глюоны взаимодействуют только с кварками и другими глюонами. У сильного взаимодействия есть одно необычное свойство – оно обладает конфайнментом. Конфайнмент (ограничение, удержание) состоит в том, что частица всегда удерживается в бесцветных комбинациях. Один кварк не может существовать сам по себе, потому что тогда он должен иметь цвет (красный, зеленый, синий). Следствием конфайнмента является то, что мы не можем наблюдать отдельный кварк или глюон.

23. Зачем нужна единая теория Вселенной ?

Единая теория, охватывающая все взаимодействия «проливает свет» и на само наше существование. Не исключено, что наше существование есть следствие образования протонов. Такая картина начала Вселенной представляется наиболее естественной. Земное вещество в основном состоит из протонов, но в нем нет ни антипротонов, ни антинейтронов. Эксперименты с космическими лучами подтверждают, что то же самое справедливо и для всего вещества в нашей Галактике.

Но теории великого объединения не включают в себя гравитационное взаимодействие.

Гравитационные силы так малы, что их влиянием можно пренебречь, когда мы имеем дело с элементарными частицами или атомами. Однако гравитационные силы являются дальнодействующими, да еще и всегда силами притяжения, это означает, что результаты их воздействия всегда суммируются. Следовательно, если имеется достаточное количество вещества, то гравитационные силы могут стать больше всех остальных сил. Вот почему эволюция Вселенной определяется именно гравитацией.

Большинство физиков верят в создание единой теории, в которой все четыре силы оказались бы разновидностью одной.

24. В чем выражается сущность четвертой глобальной естественно-научной революцией ?

Четвертая глобальная естественно-научная революция предопределяется необходимым, но окончательно еще никем не осуществляемым синтезом, доминирующим в макромасштабах общей теории относительности Эйнштейна с выступающими на передний план в микромасштабах квантовыми представлениями о строении материи в единую физическую теорию, объединяющую все четыре фундаментальных взаимодействия - гравитационное, электромагнитное, слабое и сильное.

25. Какая наука из естественных наук является одновременно и научной и производством ?

Химия как наука с момента своего рождения ставила перед собой весьма практические цели и с тех пор она всегда была нужна человечеству для того, чтобы получать из природных веществ по возможности все необходимые металлы и керамику, известь и цемент, стекло и бетон, красители и лекарства, взрывчатые вещества и горючесмазочные материалы, каучук и пластмассы.

Поэтому все химические занятия, которые были приобретены в течение многих веков подчинены единственной главной задаче химии – задаче получения веществ с необходимыми свойствами.

Химия, как никакая другая естественная наука, тесно связана с производством новых веществ.

26. В чем суть основной проблемы химии ?

Основная двуединая проблема химии это :

1) получение веществ с заданными свойствами – производственная задача ;

2) выявление способов управления свойствами вещества – задача научного исследования.

27. Какие способы решения основной проблемы химии вам известны ?

Существуют четыре способа решения основной проблемы химии, которые связаны прежде всего с наличием всего четырех основных природных факторов, от которых зависят свойства получаемых веществ : основные природные факторы, влияюшие на свойства получаемых веществ :

1) состав вещества (элементарный, молекулярный) ;

2) структура молекул ;

3) термодинамические и кинетические условия химической реакции, в

процессе которой это вещество получается.

4) уровень организации вещества.

28. В чем различия между терминами «структура вещества» и «строение вещества» ?