Mecánica cuántica minimalista: comprenda qué son los bosones, fermiones y Higgs en una sola imagen

Como todos sabemos, la mecánica cuántica es el núcleo de la física moderna, y la exploración de los físicos de los "componentes mínimos" del universo continúa hasta el día de hoy. Desde las moléculas y los átomos hasta los protones, neutrones y electrones que forman los átomos, todos ellos pueden resultar familiares para muchas personas.

Sin embargo, con el descubrimiento de varios quarks con nombres extraños (quark up, quark down, quark top, quark extraño, etc.), así como el descubrimiento de neutrinos y bosones, así como el misterioso quark descubierto en 2012, El público en general está confundido acerca del bosón Gus, ¿qué son estos...

Si se explica en un lenguaje muy simple, se puede resumir en: la clasificación y el papel de estas partículas, en De hecho, está explicando cómo los cuantos microscópicos interactúan y se unen para formar el mundo macroscópico que vemos.

En pocas palabras, las partículas elementales se dividen en dos categorías principales, bosones y fermiones.

Los fermiones son las partículas básicas que forman la materia y siguen el principio de exclusión.

Los bosones (como los fotones) sirven como partículas de intercambio, pasan entre partículas y son los encargados de generar la fuerza de interacción.

Hay 12 tipos de fermiones y sus correspondientes antipartículas en la naturaleza. Cada cuatro de ellos es una generación, y un *** se divide en tres generaciones:

Para entenderlos, debes. Es necesario comprender la relación entre las partículas y las fuerzas de interacción, y la física moderna está unificando estas fuerzas para completar la "gran unificación".

Gravedad universal: casi insignificante; las partículas intercambian gravitones para generar gravedad.

Fuerza electromagnética: Es la interacción entre partículas cargadas que une a los átomos; es la base de las reacciones químicas.

La electrodinámica cuántica (QED) es una teoría que explica la interacción electromagnética entre partículas: las partículas generan fuerza al pasar fotones entre sí. La electrodinámica cuántica fue fundada por físicos como Feynman en la década de 1940. Feynman también inventó el famoso "diagrama de Feynman" para dibujar la interacción entre partículas.

Fuerza de interacción fuerte: une el núcleo atómico, es decir, la parte que contiene protones y neutrones, de modo que el núcleo atómico no se desintegre debido a la repulsión mutua de la fuerza electromagnética.

> La cromodinámica cuántica (QCD) explica la interacción fuerte: cuando los quarks intercambian gluones entre sí, se produce una interacción fuerte. (Estas partículas se llaman gluones, también porque unen quarks)

Fuerza de interacción débil: causante de algunos fenómenos de radiación y una de las fuerzas responsables de la síntesis de átomos en el interior de las estrellas.

La fuerza débil funciona intercambiando tres bosones, una teoría que predice la existencia del bosón de Higgs.

(El 4 de julio de 2017, organizaciones europeas y de investigación anunciaron el descubrimiento del bosón de Higgs. Esta es la fuerza más significativa desde que Faraday y Maxwell unificaron la fuerza electromagnética hace 150 años. Unificación. )

Si los fermiones forman la materia, entonces los bosones son los encargados de generar las fuerzas entre ellos: la interacción fuerte, la fuerza electromagnética y la interacción débil. Este es el modelo estándar de partículas elementales.