Jump to content

Damhna

Athraigh naisc
Ón Vicipéid, an chiclipéid shaor.
Lampa plasma a léiríonn cuid de na feiniméin plasma is casta, lena n-áirítear filiméadh.
NO2-N2O4
Quartz oisan

Go hiondúil, san fhisic chlasaiceach agus sa cheimic ghinearálta, is éard is damhna ann ná ní a líonann spás trí thoirt a bheith aige. agus a mbíonn mais aige, bíodh an rud sin gásach, leachtach nó soladach.[1]

I ndeireadh na dála, tá gach réad laethúil ar féidir teagmháil a dhéanamh leis comhdhéanta d’adamh, atá comhdhéanta de cháithníní fo-adamhacha ag idirghníomhú, agus in úsáid laethúil chomh maith le húsáid eolaíoch. Go ginearálta bíonn adamh i gceist le “hábhar”, agus aon rud atá comhdhéanta díobh, agus aon cháithníní (nó cuingreacha de cháithníní) a ghníomhaíonn amhail is go bhfuil fosmhais agus toirt acu araon. Mar sin féin ní chuimsíonn sé cáithníní gan mhais mar fhótóin, nó feiniméin fhuinnimh nó tonnta eile cosúil le solas.[2][3] Tá ábhar ann i staideanna éagsúla (ar a dtugtar pasanna freisin). Ina measc seo tá na gnáthstaideanna clasaiceacha, ar nós soladach, leachtach agus gásach - mar shampla tá uisce ann mar oighear, uisce leachtach, agus gal gásach - ach is féidir staideanna eile a bheith ann freisin, lena n-áirítear plasma, comhdhlútháin Bhose-Einstein, comhdhlútháin fheirmíónacha, agus plasma cuarc-glúón .[4]

De ghnáth, is féidir adamh a shamhlú mar núicléas de phrótóin agus neodróin, agus mar “scamall” máguaird de leictreoin a “ghlacann spás” agus iad ag gluaiseacht ar fithis timpeall an núicléis .[5][6] Níl ach cuid den cheart le seo, áfach, toisc go bhfuil cáithníní fo-adamhacha agus a n-airíonna faoi rialú ag a nádúr chandamach, rud a chiallaíonn nach ngníomhaíonn siad cosúil mar a ghníomhaíonn gnáth rudaí - is féidir leo gníomhú mar thonnta chomh maith le cáithníní agus ní bhíonn a mhéideanna nó a shuíomhanna soiléir. San tSamhail Chaighdeánach um Fhisic Cháithníní, ní coincheap bunúsach é an t-ábhar toisc gur eintitis chandamach iad cáithníní bunúsacha na n-adamh, nach bhfuil “méid” nó “toirt” bunúsach acu sa ghnáth chiall den fhocal. Mar gheall ar phrionsabal an eisiaimh agus idirghníomhaíochtaí bunúsacha eile, cuirtear iallach ar roinnt “ponc-cháithníní” ar a dtugtar feirmíóin (cuairc, leaptóin), agus go leor comhábhar agus adamh, fad a choinneáil ó cháithníní eile faoi dhálaí laethúla; cruthaíonn sé seo airí an damhna a fheictear dúinn mar damhna ag glacadh spáis..

Ar feadh cuid mhaith de stair na n-eolaíochtaí nádúrtha rinne daoine machnamh ar nádúr cruinn an damhna. Bhí an smaoineamh gur tógadh an damhna o bhloic thógála scoite, nó ó cháithníní, mar a thugtar air, chun cinn go neamhspleách san tSean-Ghréig agus san tSean- India freisin i measc Búdaithe, Hiondúigh agus Jainí sa chéad mhílaois R. Ch.

Chuir an Gréagach Democritos (~470–380 R.Ch.) i bhfáth an teoiric go raibh na damhnaí uile déanta d'adaimh. De réir an fhealsaimh úd, ní féidir leanúint de roinnt damhna ar bith go síoraí mar go dtiocfaí ar deireadh ar mhionbhair sen samhna nach bhféadfaí a roinnt níos mó. Ar mhíonbhar díobh sin, thug Democritos an t-ainm ἄτομον, atomon (adamh), a chiallaíonn aonad do-roinnte.

I measc na bhfealsúna eile a mhol teoiric na gcáithníní bhí Kanada (c. 6ú haois R. Ch. nó ina dhiaidh sin), agus Leúcippos (~ 490 RC).

Comparáid le mais

Níor cheart damhna a mheascadh le mais, toisc nach ionann an dá rud san fhisic nua-aimseartha.[7] Is téarma ginearálta é an damhna a chuireann síos ar aon ‘substaint fhisiceach’. I gcodarsnacht leis sin, ní substaint í mais ach airí cainníochtúil den damhna agus substaintí nó córais eile; sainmhínítear cineálacha éagsúla maise laistigh den fhisic - lena n-áirítear fosmhais, ach gan a bheith teoranta dóibh; an mhais táimhe, an mhais thámhúil, an mhais choibhneasaíoc agus an mhais le fuinneamh.

Cé go bhfuil tuairimí difriúla ann faoi cad ba cheart a mheas mar dhamhna, tá sainmhínithe chruinne eolaíochta ag mais an damhna. Difríocht eile is ea go bhfuil “malairt” ann ar a dtugtar frithdhamhna ag damhna, ach níl a mhalairt den téarma mais ann - níl a leithéid de rud ann mar “frithmhais” nó “mais dhiúltach “, chomh fada agus is eol, cé go bpléann eolaithe an coincheap. Tá an t-airí (.i. dearfach) chéanna ag “frithdhamhna“ agus a mhacasamhail “damhna“.

Baineann réimsí na n-eolaíochtaí éagsúla úsáid as an téarma damhna ar bhealaí éagsúla, agus uaireanta neamh-chomhoiriúnacha. Tá cuid de na bealaí seo bunaithe ar bhríonna scaoilte stairiúla, ón am nuair nach raibh aon chúis ann mais a idirdhealú ó chainníocht damhna faoi leith. Mar sin, níl aon bhrí eolaíoch amháin leis an bhfocal "damhna" a chomhaontaítear go huilíoch. Go heolaíoch, tá an téarma "mais" sainmhínithe go maith, ach is féidir "damhna" a shainiú ar bhealaí éagsúla. Uaireanta i réimse na fisice is ionann “damhna” agus cáithníní a thaispeánann fosmhais (i.e., nach féidir leo taisteal ar luas an tsolais), mar shampla cuairc agus leaptóin. Mar sin féin, san fhisic agus sa cheimic araon, taispeánann damhnaí airíonna cosúil le tonnta agus airíonna cosúil le cáithníní, déacht toinne is cáithnín mar a thugtar air.[8][9][10]

Baineann réimsí éagsúla eolaíochta úsáid as an téarma ábhar ar bhealaí éagsúla, agus uaireanta neamh-chomhoiriúnacha. Tá cuid de na bealaí seo bunaithe ar bhríonna scaoilte stairiúla, ó am nuair nach raibh aon chúis ann mais a idirdhealú ó chainníocht ábhair amháin. Mar sin, níl aon bhrí eolaíoch amháin leis an bhfocal "ábhar" a chomhaontaítear go huilíoch. Go heolaíoch, tá an téarma "mais" sainmhínithe go maith, ach is féidir "ábhar" a shainiú ar bhealaí éagsúla. Uaireanta i réimse na fisice ní hionann “ábhar” agus cáithníní a thaispeánann mais scíthe (i.e., nach féidir leo taisteal ar luas an tsolais), mar shampla cairéil agus leaptóin. Mar sin féin, san fhisic agus sa cheimic araon, taispeánann ábhar airíonna cosúil le tonnta agus cosúil le cáithníní, dé-mhaireachtáil na gcáithníní tonn mar a thugtar orthu.

Ní chuirtear san áireamh ranníocaíocht i réimse fuinnimh ná fórsa, nach mbíonn aitheanta mar dhamhna ann féin (cé gur féidir leo cur le mais rudaí). Tá mórán na cruinne inbhraiteach chomhdhéanta de dhamhna, cé nach meastar solas de ghnáth a bheith san áireamh sa chomhthéacs seo. Ar an drochuair, i gcomhair cuspóirí eolaíochta, bíonn sainmhíniú scaoilte ag "damhna".

Sainmhíniú

Bunaithe ar adaimh

Sainmhíniú atá bunaithe ar a struchtúr fisiceach agus ceimiceach an damhna is ea : Is éard is damhna ann na ní a líonann spás agus a mbíonn mais ann.[11] Uaireanta tugtar gnáthábhar ar ábhar adamhach den sórt sin. Mar shampla, is damhna é an t-aigéad dí-ocsairibeanúicléasach (DNA) faoin sainmhíniú seo toisc go bhfuil na móilíní déanta as adaimh. Is féidir an sainmhíniú a leathnú amach chun adamh agus móilíní luchtaithe a áireamh, ionas go n-áireofar plasmaí (gáis iain) agus leictrilítí (tuaslagáin ianacha), nach léir a bheith san áireamh i sainmhíniú na n-adamh. Nó mar mhalairt air sin is féidir phrótóin, neodróin agus leictreoin a ghlacadh san áireamh freisin.

Bunaithe ar phrótóin, neodróin agus leictreoin

B’fhéidir go mbeadh an shainmhíniú seo a leanas ní ba chumasaí: tá damhna comhdhéanta den rud as a ndéantar adaimh agus móilíní, rud a chiallaíonn aon rud déanta as prótóin luchtaithe go dearfach, neodróin neodracha, agus leictreoin luchtaithe go diúltach.[12] Téann an sainmhíniú seo níos faide ná hadamh agus móilíní, áfach, chun substaintí a dhéantar as na bloic thógála seo nach adaimh nó móilíní amháin iad a áireamh, mar shampla léasacha leictreon i bhfeadán ga-chatóideach ó shean-teilifíseán, nó damhnaí an abhaic bháin- go hiondúil, núicléis charbóin agus ocsaigine i bhfarraige de leictreoin díghrádaithe. Ar leibhéal micreascópach, géilleann comhchodanna na ndamhnaí mar phrótóin, neodróin agus leictreoin do dhlíthe na meicnice chandamacha agus taispeánann siad déacht thonn-cháithnín. Ag leibhéal níos doimhne fós, tá prótóin agus neodróin comhdhéanta de chuairc agus na réimsí fórsa (glúóin) a cheanglaíonn iad le chéile, agus as a dtagann an chéad sainmhíniú eile.

Bunaithe ar chuairc agus leaptóin

Mar a fheictear sa phlé thuas, bhí go leor sainmhínithe luatha ar an ní a dtugtar “gnáthdhamhna” air bunaithe ar a struchtúr nó ar a “bhloic thógála”. Ar scála na gcáithníní bunúsacha, is féidir sainmhíniú a leanann an traidisiún seo a lua mar: "is éard is gnáth-dhamhna ann ná gach rud atá comhdhéanta de chuairc agus leaptóin," nó "is éard is gnáth-dhamhna ann ná gach rud atá comhdhéanta d'aon fheirmíóin bhunaidh seachas frithchuairc agus frithleaptóin" .Seo a leanas an nasc idir na foirmlithe seo.

Comhcheanglaíonn leaptóin (an leictreon a bheith ar an cheann is cáiliúla), agus cuairc (as a ndéantar baróin, mar phrótóin agus neodróin) chun adamh a chruthú, agus móilíní ina dhiaidh sin. Toisc go ndeirtear gur damhna iad adaimh agus móilíní, tá sé nádúrtha é a shainmhíniú mar seo a leanas: "is éard is gnáthdhamhna ann ná neach ar bith a dhéantar as adaimh agus móilíní". (Tabhair faoi deara, áfach, gur féidir damhna nach adaimh nó móilíní iad a dhéanamh as na bloic thógála seo.) Ansin, toisc gur leaptóin iad leictreoin, agus prótóin, agus go bhfuil neodróin déanta as cuairc, mar thoradh ar an sainmhíniú seo, ar a uain, is é an sainmhíniú ar dhamhna ná "cuairc agus leaptóin", gurb iad sin dhá cheann de na ceithre chineál feirmíón bunusach (an dá cheann eile ná na frithchuairc agus na frithleaptóin, ar féidir a mheas mar fhrithdhamhna mar a thuairiscítear níos déanaí). Deir Carithers agus Grannis: "Tá gnáthdhamhna comhdhéanta go hiomlán de cháithníní den chéad ghlúin, eadhon na cuairc [suas] agus [síos], móide an leictreon agus a neodrón.", agus dá bhrí sin ní bhíonn siad go coitianta


De réir an tsainmhínithe "cuairc agus leaptóin", damhnaí a bhéas s​​na cáithníní bunúsacha agus comhchodacha a dhéantar as na cuairc (i ndath corcra) agus na leaptóin (i ndath uaine)- cé nach mbeadh na bósóín tomhais (i ndath dearg) ina n-ábhair. Mar sin féin, cuireann fuinneamh idirghníomhaíoch, gné dhílis de cháithníní comhchodacha (mar shampla, glúóin a bhfuil baint acu le neodróin agus prótóin) le mais an ghnáthdhamhna.

Bunaithe ar fheirmíóin bhunaidh (mais, toirt agus spás)

Sainmhíniú coiteann nó traidisiúnta ar damhna is ea "aon rud a bhfuil mais agus toirt aige (a líonann spás)". Mar shampla, déarfaí go bhfuil carr déanta as damhna, toisc go bhfuil mais agus toirt aige (líonann sé spás).[13][14]

Téann an tuairim go líonann damhna spás siar go dtí na cianaoiseanna. Mar sin féin, ní bhfuarthas míniú go dtí le déanaí ar an bhfáth go líonann damhna spás, agus maítear go bhfuil sé mar thoradh ar an bhfeiniméan a thuairiscítear i bprionsabal eisiaimh Pauli,[15][16] a bhaineann le feirmíóin. Dhá shampla ar leith ina mbaineann prionsabal an eisiaimh go soiléir le damhna ag líonadh an spáis ná abhaic bhána agus neodrónréaltaí, a phléitear thíos.

Mar sin, is féidir damhna a shainiú mar gach rud atá comhdhéanta d'fheirmíóin bhunúsacha. Cé nach mbuailimid orthu sa saol laethúil, is iad frithchuairc (mar shampla an frithphrótón) agus frithleaptóin (mar an posatrón) frithcháithníní an chuairc agus an leaptóin, agus is feirmíóin bhunúsacha iad freisin, agus go bunúsach tá na hairíonna céanna acu le cuairc agus leaptóin, lena n-áirítear infheidhmeacht phrionsabal eisiaimh Pauli. a gcuireann cosc ​​ar dhá cháithnín a bheith san áit chéanna ag an am céanna (sa staid chéanna), .i. go bhfuil ar gach cáithnín "spás a líonadh". Mar thoradh ar an shainmhíniú ar leith seo, cuimsítear aon rud a dhéantar as frithdhamhnaí chomh maith leis an ngnáth cuarc agus lepton, agus mar sin, aon rud atá déanta as méasóin, ar cáithníní éagobhsaí iad atá comhdhéanta de chuarc agus d'fhrithchuarc.

I dteoiric ghinearálta na coibhneasachta agus na cosmeolaíochta

I gcomhthéacs na coibhneasachta, ní cainníocht bhreiseánach í an mhais, sa chiall nach féidir le fosmhaiseanna na gcáithníní a chur i gcóras chun fhosmhaiseanna iomlán an chórais a fháil.[17] Mar sin, sa choibhneasacht de ghnáth is dearcadh níos ginearálta é nach é suim na bhfosmaiseanna, ach teinseoir an mhóimintim fhuinnimh a chainníonn méid an damhna. Tugann an teinseoir seo an fhosmhais i gcomhair an chórais go léir. Dá bhrí sin, uaireanta meastar "damhna" mar rud ar bith a chuireann le móiminteam fuinnimh an chórais, is é sin, aon rud nach domhantarraingt amháin é.[18][19] Tá an dearcadh seo coitianta i réimsí a dhéileálann le coibhneasacht ghinearálta mar chosmeolaíocht. Is é an dearcadh seo, go bhfuil cáithníní agus réimsí éadroma agus mais eile go léir mar chuid den “damhna”.

Struchtúr

I bhfisic na gcáithníní, is cáithníní iad feirmíóin a ghéilleann do Staitistic Fermi-Dirac. Is féidir le feirmíóin a bheith bunúsach, cosúil leis an leictreon - nó comhchodach, cosúil leis an bprótón agus an neodrón. Sa tSamhail Chaighdeánach, tá dhá chineál feirmíón ann: cuairc agus leaptóin, a phléitear ina dhiaidh seo.

Cuairc

Tugtar cuairc ar na codanna a bhfuil na hadróin - grúpa de cháithníní a chuimsíonn na núicléóin, is é sin, an prótón is an neodrón - déanta astu. (Is gá a phointeáil amach nach bhfuil na leaptóin, ar nós an leictreoin, déanta as cuairc!) An focal cuarc féin, tháinig sé as an úrscéal úd Finnegans Wake le James Joyce.

Is cáithníní ollmhóra guairne-1⁄2 iad na cuairc, rud a thugann le tuiscint gur feirmíóin iad. Tá lucht leictreach de- 1⁄3 e (íoschuairc) nó + 2⁄3 e (uaschuairc) acu. Chun comparáid a dhéanamh, tá lucht daite −1 e ag leictreon. Bíonn lucht daite orthu freisin, arb ionann é agus an lucht leictreach den idirghníomhú láidir. Bíonn cuairc faoi réir meatha radaighníomhaigh freisin, rud a chiallaíonn go bhfuil siad faoi réir an idirghníomhaithe laig.

Airíonna na gcuarc[20]
ainm siombail guairní lucht leictreach
(e)		 mais
(MeV/c2)		 mais atá inchomparáide le frithcháithnín frithcháithnín
siombail
Uaschuairc
Uaschuarc u ​1⁄2 +​2⁄3 1.5 go 3.3 ~ 5 leictreon Frith-uaschuarc u-
Briochtchuarc c ​1⁄2 +​2⁄3 1160 go 1340 ~1 proton Frith-bhriochtchuarc c-
Barrchuarc t ​1⁄2 +​2⁄3 169,100 go 173,300 ~180 protón nó
~1 Adamh tungstain 		Frith-bharrchuarc t-
íoschuairc
Íoschuarc d ​1⁄2 −1⁄3 3.5 go 6.0 ~10 leictreon Frith-íoschuarc d-
Cuarc coimhthíoch s ​1⁄2 −1⁄3 70 go 130 ~ 200 leictreon Cuarc frithchoimhthíoch s-
Bunchuarc b ​1⁄2 −1⁄3 4130 go 4370 ~ 5 protón Frith-bhunchuarc b-

Baróin

Is feirmíóin iad na baróin a idirghníomhíonn go láidir; agus mar sin tá siad faoi réir staitisticí Fermi-Dirac. Tugtar "barón" ar cháithnín fo-adamhach atá déanta as trí chuarc. Is iad an prótón agus an neodrón na baróin is coitianta a aimsítear sa dúlra, agus a bhíonn istigh i núicléas an adaimh, ach tá go leor barón éagobhsaí eile ann freisin. De ghnáth tagraíonn an téarma "barón" do thríchuairc - cáithníní déanta as trí chuarc. Chomh maith leis sin, tugtar peinteachuaird ar baróin "coimhthíocha" déanta as ceithre chuarc agus frithchuarc amháin, ach ní ghlactar go ginearálta go bhfuil siad ann.

Chuid den chruinne atá déanta as baróin (gach adamh san áireamh) is ea an damhna barónach. Ní chuimsíonn an chuid seo den chruinne fuinneamh dorcha, damhna dorcha, dúphoill nó cineálacha éagsúla damhna díghrádaithe, mar shampla réaltaí abhaic bhána chumadh agus neodrónréaltaí. Tugann solas micreathonnach a chonaic an taiscéalaí WMAP le fios nach bhfuil ach thart ar 4.6% den chuid sin den chruinne laistigh de raon na dteileascóp is fearr (is é sin, damhna a d’fhéadfadh a bheith infheicthe toisc go bhféadfadh solas teacht chugainn uaidh). déanta as damhna barónach. Damhna dorcha is ea thart ar 26.8%, agus fuinneamh dorcha thart ar 68.3%.[21] Go deimhin, ní fheictear formhór mór an ghnáthdhamhna sa chruinne, ós rud é go bhfuil réaltaí agus gáis infheicthe taobh istigh de réaltraí agus réaltbhraislí freagrach as níos lú ná 10 faoin gcéad den ghnáthdhamhna a chuireann le dlús maise-fuinnimh na cruinne.[22]

Damhna hadrónach

Is féidir le damhna hadrónach tagairt a dhéanamh do ‘gnáth’ damhna barónach, déanta as hadróin (baróin agus méasóin), nó damhna cuairc (ginearálú den núicléas adamhach), .i. an damhna crómaidhinimiciúil chandamach (CDC) atá ag teocht 'íseal'.[23] Cuimsíonn sé damhna díchineálach agus toradh imbhuailtí núicléacha troma ardfhuinnimh.[24] Seachas ó dhamhna dorcha.

Damhna díchineálach

San fhisic, tagraíonn damhna díchineálach do bhunstaid gháis fheirmíóin ag teocht gar do nialas iomlán.[25] Éilíonn prionsabal eisiaimh Pauli nach féidir ach dhá fheirmíóin a bheith i staid chandamach, ceann amháin an ghuairne-suas agus an ceann eile an ghuairne-anuas. Dá réir sin, ag teocht nialasach, líonann na feirmíóin leibhéil leordhóthanacha chun freastal ar na feirmíóin go léir atá ar fáil - agus i gcás go leor fheirmíón, éiríonn an uasfhuinneamh cinéiteach (ar a dtugtar fuinneamh Fermi) agus brú an gháis an-mhór, agus braitheann sé ar líon na bhfeirmíón seachas an teocht, murab ionann agus gnáthstaid an damhna.

Ceaptar go bhfaightear damhna díchineálach le linn éabhlóid na réaltaí troma.[26] Ba chúis leis an léiriú le Subramanayan Chandrasekhar go bhfuil uasmhéid maise ceadaithe ag abhaic bhána mar gheall ar phrionsabal an eisiaimh, réabhlóid i dteoiric éabhlóid na réalta.[27]

Cuimsíonn damhna díchineálach an chuid den chruinne atá comhdhéanta de neodrónréaltaí agus abhaic bhána.

Damhna coimhthíoch

Is cineál áirithe cuairc quark é damhna coimhthíoch, a mheastar de ghnáth mar leacht d'uaschuarc, d'íoschuarc agus de chuarc coimhthíoch. Tá sé i gcodarsnacht le damhna núicléach, atá ina leacht de neodróin agus prótóin (a thógtar iad féin as uaschuairc agus íoschuairc), agus le damhna de chuarc neamhchoimhthíoch, ar cuarc leachtach é nach bhfuil ann ach uaschuairc, íoschuairc. Ag dlús ard go leor, táthar ag súil go mbeidh damhna coimhthíoch dath-forsheoltach. Ceaptar go bhfuil dmhna coimhthíoch le fáil i gcroílár neodrónréaltaí, nó, níos tuairimí, mar bhraoiníní aonraithe a bhféadfadh méideanna éagsúla díobh a bheith ann ó feimtiméadair (strangelet) go ciliméadair (réaltaí cuairc).

Dhá chiall den téarma "damhna coimhthíoch "

I bhfisic na gcáithníní agus sa réaltfhisic, úsáidtear an téarma ar dhá bhealach, ceann níos leithne agus an ceann eile níos sainiúla.

  1. Sa bhrí níos leithne níl ann ach ábhar cuairc ina bhfuil trí chineál cuarc: uaschuairc, íoschuairc, agus bríochtchuairc. Sa sainmhíniú seo, tá brú criticiúil agus dlús criticiúil gaolmhar ann, agus nuair a bhíonn ábhar núicléach (déanta as prótóin agus neodróin) comhbhrúite níos faide ná an dlús seo, díthiomsaíonn na prótóin agus na neodróin ina gcuairc, ag táirgeadh cuarcábhar (ábhar choimhthíoch is dócha).
  2. Sa bhrí is cúinge cuaircábhar níos cobhsaí ná ábhar núicléach atá i gceist. Tugtar “hipitéis na n-ábhar coimhthíoch” Bhodmer agus Witten, ar an smaoineamh seo, go bhféadfadh sé seo tarlú. Sa sainmhíniú seo, is é nialas an brú criticiúil: is fíor-bhunstaid na n-damhnaí i gcónaí is ea "na cuairc". Tá na núicléis a fheicimid san damhna timpeall orainn, ar braoiníní damhnaí núicléacha iad, bíonn meiteachobhsaíocht acu i ndáiríre, agus dá dtabharfaí go leor ama dóibh (nó an spreagadh seachtrach ceart) a mheathfadh ina bhraoiníní de dhamhnaí coimhthíocha, .i.coimhthílín.

Leaptón

Is cáithníní de ghuairne-1⁄2 iad leaptóin, rud a chiallaíonn gur feirmíóin iad. Tá lucht leictreach de −1 e (leaptóin luchtaithe) nó de 0 e (neoidríonónna) acu. Murab ionann agus cuairc, ní lucht daite ar leaptóin, rud a chiallaíonn nach bhfeidhmíonn an fórsa láidir orthu. Déantar meath radaighníomhach ar leaptóin freisin, rud a chiallaíonn go bhfuil siad faoi réir na hidirghníomhaíochta lag. Is cáithníní ollmhóra iad na leaptóin, dá bhrí sin tá siad faoi réir na domhantarraingthe.

Airíonna na Leaptón
ainm siombail guairne lucht leictreach
(e)		 mais
(MeV/c2)		 mais atá inchomparáide le frithcháithnín frithcháithnín
siombail
charged leptons[28]
leictreon e- 1/2 −1 0.5110 1 leictreon frithleictreon e+
muón μ− 1/2 −1 105.7 ~ 200 leictreon frithmhúón μ+
tóón τ− 1/2 −1 1,777 ~ 2 prótón frithtóón τ+
neutrinos[29]
neoidríonó leictreoin Ve 1/2 0 <0.00046 < 1/1000 leictreon frithneoidríonó leictreoin V-e
neoidríonó muóin Vμ 1/2 0 < 0.19 < 1/2 leictreon frithneoidríonó muóin V-μ
neoidríonó tóóin Vτ 1/2 0 < 18.2 < 40 leictreon frithneoidríonó tóóin V-τ

Pasanna

Learáid ag taispeaint na gcéimeanna seo a leanas: an pas soladach, an pas leachtach, agus an pas gásach i ngnáthábhar simplí

An 3 phas nó staid ar féidir go mbeidh damhna iontu: solad, leacht is gás, chomh maith le staid níos coimhthíocha (mar shampla plasmaí, sárshreabháin, sáesholaid, comhdhlútháin Bose-Einstein. Braitheann pas damhna ar leith ar an teocht is an brú atá i bhfeidhm air. Tugtar an pastrasdul ar an athrú ó phas amháin go pas eile, cosúil le fiuchadh nó leá. Léiríonn pasléaráid pasanna damhna ag teochtaí is brúnna éagsúla.

Frithdhamhna

Nuair a rinne Paul Dirac iarracht ar theoiric choibhneasachta Einstein a chuingriú le teoiric an chandaim sa bhliain 1927, fuair sé toradh neamhghnách: thug na cothromóidí dhá réiteach, le luachanna dearfacha agus luachanna diúltacha le haghaidh fhuinneamh leictreoin shaor. Bheadh sé cathaitheach an réiteach diúltach a dhíbhe mar cheann “neamhfhisiciúil”, ach ní raibh Dirac sásta glacadh leis seo. Chreid sé go raibh na cothromóidí ag iarraidh rud éigin a insint dúinn. Ba é an míniú ba shoiléire ar an toradh ar leith sin a tháinig ón matamaitic ná go raibh cáithníní ag a raibh “airíonna contrártha” agus a bhí ag an leictreon, an cáithnín a bhí faoi bhreathnú i gcothromóidí Dirac. Ní raibh Dirac sásta a phostaláidiú go raibh a leithéid de cháithnín ann, toisc go raibh aeráid iomlán na dtuairimí in aghaidh aonáin nua a chur leis an liosta de “bhloic bhunúsacha thógála an damhna”. Faoi dheireadh, bhí sé soiléir go raibh réaltacht fhisiciúil a thagann leis na torthaí a thugann an mhatamaitic. Thuar Dirac go raibh “frithcháithnín” chun an leictreoin. Bheadh a chuid airíonna, amhail lucht leictreach, cothrom le méid an leictreoin, ach bheadh na hairíonna siúd contrártha leo freisin. Roinnt blianta ian dhiaidh sin thug Carl C. Anderson cáithnín den sórt sin faoi deara nuair a shainaithin sé rianta den dís “leictreon-posatrón” a cruthaíodh ó fhuinneamh trí radaíocht chosmach. Tá a fhios againn anois go bhfuil macasamhail atá comhdhéanta d’fhrithdhamhna ní amháin ag gach leictreon, ach ag gach cáithnín. Tá ár gcuid den chruinne comhdhéanta de rud ar a dtugann muid “damhna”, ach tá samplaí d’fhrithdhamhna ar ár bpláinéad i láthair ar scála an-bheag.[30]

Imchoimeád an damhna

Caomhnaítear dhá chainníocht ar féidir leo méid na ndamhnaí a shainiú sa chiall chuarc-leaptón (agus frithdhamhna sa chiall frithchuarc-frithleaptón), uimhir bharóin agus uimhir leaptóin, sa tSamhail Chaighdeánach. Tá uimhir bharóin de a 1 (a haon) ag barón, mar phrótón nó neodrón, agus tugtar uimhir bharóin de 1/3 (aon trian) do chuarc, toisc go bhfuil trí cinn i mbarón. Mar sin tá glanmhéid an dhamhna, arna thomhas ag líon na gcuarc (lúide líon na frithchuarc, a bhfuil uimhir bharóin −1/3 ag gach ceann acu) i gcomhréir le huimhir bharóin, agus uimhir na leaptón (lúide frithleaptóin), ar a dtugtar uimhir na leaptón, agus atá do-athraithe go praiticiúil in aon phróiseas. Mar sin, fiú amháin i mbuama núicléach, ní dhéantar aon cheann de na baróin (prótóin agus neodróin ina bhfuil na núicléis adamhacha comhdhéanta as) a scriosadh - tá an oiread barón ann tar éis an imoibrithe agus a bhí roimhe. Mar sin ní scriostar aon cheann de na cáithníní seo agus ní mhalartaítear aon cheann díobh fiú do cháithníní neamh-dhamhna (cosúil le fótóin solais nó radaíochta). Ina áit sin, scaoiltear fuinneamh nascach núicléach (agus b’fhéidir crómaidinimiciúil), de réir mar a bhíonn na baróin seo ceangailte i núicléis mheánmhéide a bhfuil níos lú fuinnimh acu (agus, mar an gcéanna, níos lú maise) in aghaidh an núicléóin i gcomparáid leis na núicléis bhunaidh bheaga (hidrigin) agus mhóra (plútóiniam srl.). Fiú amháin maidir le díothú leictreon-posatrón, níl aon glandhamhna á scriosadh, toisc go raibh glandhamhna nialasach (uimhir leaptóin agus uimhir iomlán nialasach) i dtosach roimh an díothaithe - is ionann 1 leaptón lúide 1 fritjleiptón agus glan-uimhir leaptóin 0 (nialas) - agus ní athraíonn glanmhéid an damhnna toisc go bhfanann sé go díreach ag nialas tar éis an díchothaithe.

Cineálacha eile

Is éard atá i ngnáthdhamhna, mar a shainmhínítear le haghaidh cuarc agus leaptón, thart 4% d'fhuinneamh na cruinne inbhraite. Teoiricítear go bhfuil an fuinneamh atá fágtha mar gheall ar fhoirmeacha suaithinseacha, a bhfuil 23% ina dhamhna dorcha agus 73% ina fhuinneamh dorcha.[31][32] and 73% is dark energy.[33][34]

Damhna dorcha

San réaltfhisic agus sa chosmeolaíocht, is éard is damhna dorcha ann ná damhna de chomhdhéanamh anaithnid nach scaoileann nó nach fgrithchaitheann go leor radaíochta leictreamaighnéadaí le bheith tugtha faoi deara go díreach, ach ar féidir a láithreacht a thuiscint ó éifeachtaí imtharraingthe ar dhamhna infheicthe.[35][36] Éilíonn fianaise breathnóireachta ar an chruinne luath ruinne agus ó theoiric na hollphléisce go bhfuil fuinneamh agus mais ag an damhna seo, ach nach bhfuil sé comhdhéanta de ghnáth-baróin (prótóin agus neodróin). Is é an dearcadh a nglactar leis go coitianta ná go bhfuil an chuid is mó den dhamhna dorcha neamhbharónach i nádúr. Dá bhrí sin, tá sé comhdhéanta de cháithníní nár tugadh faoi deara go fóill sa tsaotharlann. B’fhéidir gur cáithníní forshiméadrachta iad,[37] nach cáithníní den tSamhail Chaighdeánach iad, ach iarsmaí cruthaithe ag fuinneamh an-ard i gcéim luath na cruinne agus atá fós ag snámh thart.[35]

Fuinneamh dorcha

Fuinneamh aineoil is ea an fuinneamh dorcha i gcosmeolaíocht fhisiciúil agus i réalteolaíocht; tá sé le fáil ar fud an spáis agus tá claonadh aige chun leathnú na cruinne a ghéarú de réir dhlí Hubble.[38][39] Is í teoiric an fhuinnimh dhorcha is fearr a dhearbhaíonn na grinnithe a rinneadh ó na 1990idí i leith, grinnithe a thaispeánann go bhfuil leathnú na cruinne ag brostú.[40]

Má dhéantar talamh slán de go bhfuil bunus le samhail chomhréireachta na cosmeolaíochta, cuireann na tomhais is fearr in iúl go bhfáisctear 68% den fhuinneamh sa chruinne inbhraite as an bhfuinneamh dorcha.[41][42][43][44] Tá dlús an fhuinnimh dhorcha an-íseal (~ 7 × 10−30 g/cm3), i bhfad níos ísle ná dlús an ghnáthdhamhna nó an fhuinnimh dhorcha laistigh de réaltraí. Ach tá tábhacht ar leith leis i maisfhuinnimh na cruinne toisc go bhfuil sé aonfhoirmeach trasna an spáis.[45][46][47] Maítear go bhfuil dhá chineál fuinnimh dhorcha ann: an chomhréireacht chosmeolaíoch a líonann an spás go haonchineálach mar dhlús buan fuinnimh,[48][49] agus réimsí scálacha ar nós saineisinte nó moduli, cainníochtaí dinimiciúla ar féidir lena ndlús fuinnimh athrú san am agus sa spás.

Ó tá cosmeolaíocht na comhréireachta ag brath ar shamhail shimplí, creidtear[50] go bhféadfaí fáil réidh le teoiric an fhuinnimh dhorcha dá dtabharfaí cuntas níos beaichte ar na struchtúir atá le fáil ar gach scála sa chruinne.[51]

Damhna coimhthíoch

Is éard is damhna coimhthíoc ann ná coincheap fhisic na gcáithníní, a bhféadfadh damhna dorcha agus fuinneamh dorcha a chuimsiú, ach a théann níos faide chun aon dhamhna hipitéiseach a sháraíonn ceann amháin nó níos mó d'airíonna aitheanta na ndamhnaí D’fhéadfadh go mbeadh airíonna hipitéiseacha cosúil le mais dhiúltach ag roinnt damhnaí den sórt sin.

Forbairt stairiúil

Seandacht (c. 600 RC - c. 322 RC)

San tSean-India, d’fhorbair na Búdaithe, na Hiondúigh agus na Jainí teoiric cháithníneach faoi dhamhnaí, ag cur i láthair mar fhíricíin go bhfuil gach damhna déanta as adaimh (paramanu, pudgala) agus go bhfuil siad féin atá ann ” go síoraí, doscriosta agus neamhiomlán” agus a chomhcheanglaíonn agus a dícheanglaíonn de réir dhlíthe bunúsacha nádúrtha áirithe chun ábhar níos casta a dhéanamh nó a athrú le himeacht ama. Cheangail siad a gcuid smaointe faoi anam, nó easpa anama, ina dteoiric ar dhamhna. Ba iad na forbróirí agus na cosantóirí ba láidre den teoiric seo ná an scoil Nyaya-Vaisheshika, le smaointe an fhealsaimh Kanada (c. 6ú haois RC) an ceann is mó a raibh tóir air. D’fhorbair na Búdaithe na smaointe seo freisin ag deireadh an 1ú mílaois RCR, smaointe a bhí cosúil le scoil na Vaishashika, ach ceann nár áiríodh aon anam ná coinsias.

Tagairtí

  1. ↑ Eolaíocht Bhunúsach. An Gúm. Rialtas na hÉireann 1990
  2. ↑ The Philosophy of Vacuum. https://books.google.com/books?id=ZU1LL4IbDKcC&pg=PA21
  3. ↑ Matter (physics).|encyclopedia=McGraw-Hill's Access Science: Encyclopedia of Science and Technology https://web.archive.org/web/20110617073828/http://www.accessscience.com/abstract.aspx?id=410600&referURL=
  4. ↑ Teimpléad:Cite press
  5. ↑ P. Davies (1992). "The New Physics: A Synthesis". Cambridge University Press. 
  6. ↑ Gerard't Hooft (1997). "In search of the ultimate building blocks". Cambridge University Press. 
  7. ↑ J. Mongillo (2007). "Nanotechnology 101". Greenwood Publishing. 
  8. ↑ P.C.W. Davies (1979). "The Forces of Nature". Cambridge University Press. “matter field.” 
  9. ↑ S. Weinberg (1998). "The Quantum Theory of Fields". Cambridge University Press. 
  10. ↑ M. Masujima (2008). "Path Integral Quantization and Stochastic Quantization". Springer. 
  11. ↑ Eolaíocht Bhunúsach, An Gúm, Lth.129.
  12. ↑ M. de Podesta (2002). "Understanding the Properties of Matter". CRC Press. 
  13. ↑ S.M. Walker (2005). "What is Matter?". Lerner Publications. 
  14. ↑ J.Kenkel (2000). "Chemistry: An Industry-based Introduction with CD-ROM". CRC Press. “All basic science textbooks define matter as simply the collective aggregate of all material substances that occupy space and have mass or weight.” 
  15. ↑ K.A. Peacock (2008). "The Quantum Revolution: A Historical Perspective". Greenwood Publishing Group. 
  16. ↑ M.H. Krieger (1998). "Constitutions of Matter: Mathematically Modeling the Most Everyday of Physical Phenomena". University of Chicago Press. 
  17. ↑ Earráid leis an lua: Invalid <ref> tag; no text was provided for refs named Penrose
  18. ↑ S.M. Caroll (2004). "Spacetime and Geometry": 163–164. Addison Wesley. 
  19. ↑ P. Davies (1992). "The New Physics: A Synthesis". Cambridge University Press. “Matter fields: the fields whose quanta describe the elementary particles that make up the material content of the Universe (as opposed to the gravitons and their supersymmetric partners).” 
  20. ↑ C. Amsler (2008). "Reviews of Particle Physics: Quarks". Physics Letters B 667 (1–5). doi:10.1016/j.physletb.2008.07.018. Bibcode: 2008PhLB..667....1A. 
  21. ↑ Tá ort na shonrú' 'teideal = agus' 'url = nuair a úsáideann {{ lua idirlín}}."".
  22. ↑ "The baryon content of the Universe" (as en) (1992-09-01). Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 258 (1): 14P–18P. doi:10.1093/mnras/258.1.14P. ISSN 0035-8711. Bibcode: 1992MNRAS.258P..14P. 
  23. ↑ "The Phase Diagram of Hadronic Matter" (2009). The European Physical Journal C 59 (1): 67–73. doi:10.1140/epjc/s10052-008-0795-z. Bibcode: 2009EPJC...59...67C. 
  24. ↑ Menezes, Débora P. (23 April 2016). "Modelling Hadronic Matter". Journal of Physics: Conference Series 706 (3): 032001. doi:10.1088/1742-6596/706/3/032001. Bibcode: 2016JPhCS.706c2001M. 
  25. ↑ H.S. Goldberg (1987). "Physics of Stellar Evolution and Cosmology". Taylor & Francis. 
  26. ↑ H.S. Goldberg (1987). "Physics of Stellar Evolution and Cosmology". Taylor & Francis. 
  27. ↑ J.-P. Luminet (1992). "Black Holes". Cambridge University Press. 
  28. ↑ C. Amsler (2008). "Review of Particle Physics: Leptons". Physics Letters B 667 (1–5). doi:10.1016/j.physletb.2008.07.018. Bibcode: 2008PhLB..667....1A. 
  29. ↑ C. Amsler (2008). "Review of Particle Physics: Neutrinos Properties". Physics Letters B 667 (1–5). doi:10.1016/j.physletb.2008.07.018. Bibcode: 2008PhLB..667....1A. 
  30. ↑ AN FHISIC, TREOIRLÍNTE DO MHÚINTEOIRÍ. https://www.curriculumonline.ie/getmedia/cb9eafc7-1a08-4ff7-a926-3af26f19b83f/SCSEC27_Physics_guidelines_gaeilge_1.pdf Curtha i gcartlann 2021-03-01 ar an Wayback Machine
  31. ↑ K. Pretzl (2004). "Structure and Dynamics of Elementary Matter". Walter Greiner. 
  32. ↑ K. Freeman (2006). "In Search of Dark Matter". Birkhäuser Verlag. 
  33. ↑ J.C. Wheeler (2007). "Cosmic Catastrophes: Exploding Stars, Black Holes, and Mapping the Universe". Cambridge University Press. 
  34. ↑ J. Gribbin (2007). "The Origins of the Future: Ten Questions for the Next Ten Years". Yale University Press. 
  35. ↑ 35.0 35.1 D. Majumdar (2007). "Dark matter – possible candidates and direct detection". Bibcode: 2008pahh.book..319M. 
  36. ↑ Teimpléad:Cite arXiv
  37. ↑ K.A. Olive (2009). "Colliders and Cosmology". European Physical Journal C 59 (2): 269–295. doi:10.1140/epjc/s10052-008-0738-8. Bibcode: 2009EPJC...59..269O. 
  38. ↑ "Cosmos Controversy: The Universe Is Expanding, but How Fast?". The New York Times.
  39. ↑ Peebles, P. J. E.; Ratra, Bharat, "The cosmological constant and dark energy," 2003, Reviews of Modern Physics, arxiv=astro-ph/0207347, imleabhar 75, eagrán 2, lgh 559–606: DOI 10.1103/RevModPhys.75.559|bibcode=2003RvMP...75..559P}}
  40. ↑ "Have Dark Forces Been Messing With the Cosmos? – Axions? Phantom energy? Astrophysicists scramble to patch a hole in the universe, rewriting cosmic history in the process.". The New York Times.
  41. ↑ "Planck 2013 results. I. Overview of products and scientific results – Table 9, Astronomy and Astrophysics, imleabhar 571, lch A1: P. A. R. Ade; N. Aghanim; C. Armitage-Caplan; et al. (Planck Collaboration) C. Arnaud; M. Ashdown; M. Atrio-Barandela; F. Aumont; J. Aussel; H. Baccigalupi; C. Banday; A. J. Barreiro; R. B. Barrena; R. Bartelmann; M. Bartlett; J. G. Bartolo; N. Basak; S. Battaner; E. Battye; R. Benabed; K. Benoît; A. Benoit-Lévy; A. Bernard; J.-P. Bersanelli; M. Bertincourt; B. Bethermin; M. Bielewicz; P. Bikmaev; I. Blanchard; A. Bobin; 22 Márta 2013, arxiv=1303.5062|bibcode = 2014A&A...571A...1P: DOI 10.1051/0004-6361/201321529
  42. ↑ http://www.sciops.esa.int/index.php?project=PLANCK&page=Planck_Published_Papers Curtha i gcartlann 2016-08-13 ar an Wayback Machine, "Planck 2013 Results Papers," Astronomy and Astrophysics, imleabhar 571, lch A1: P. A. R. Ade; N. Aghanim; C. Armitage-Caplan; et al. (Planck Collaboration) C. Arnaud; M. Ashdown; M. Atrio-Barandela; F. Aumont; J. Aussel; H. Baccigalupi; C. Banday; A. J. Barreiro; R. B. Barrena; R. Bartelmann; M. Bartlett; J. G. Bartolo; N. Basak; S. Battaner; E. Battye; R. Benabed; K. Benoît; A. Benoit-Lévy; A. Bernard; J.-P. Bersanelli; M. Bertincourt; B. Bethermin; M. Bielewicz; P. Bikmaev; I. Blanchard; A. Bobin: 31 Márta 2013, arxiv=1303.5062 |bibcode=2014A&A...571A...1P |doi=10.1051/0004-6361/201321529
  43. ↑ "First Planck results: the Universe is still weird and interesting".
  44. ↑ Sean Carroll, Ph.D., Caltech, 2007, The Teaching Company, Dark Matter, Dark Energy: The Dark Side of the Universe, Guidebook Part 2 page 46. Retrieved Oct. 7, 2013, "...dark energy: A smooth, persistent component of invisible energy, thought to make up about 70 percent of the current energy density of the universe. Dark energy is known to be smooth because it doesn't accumulate preferentially in galaxies and clusters..."
  45. ↑ Paul J. Steinhardt (2006). "{{{title}}}". Science 312 (5777): 1180–1183. doi:10.1126/science.1126231. PMID 16675662. Bibcode: 2006Sci...312.1180S. 
  46. ↑ "Dark Energy". Hyperphysics.
  47. ↑ "Dark Matter(Dark Energy)". Cartlannaíodh an bunleathanach ar 2014-12-25. Dáta rochtana: 2021-03-13.
  48. ↑ "Moon findings muddy the water".
  49. ↑ Carroll, Sean, 2001: http://relativity.livingreviews.org/Articles/lrr-2001-1/index.html Curtha i gcartlann 2006-10-13 ar an Wayback Machine, "The cosmological constant|journal=Living Reviews in Relativity," imleabhar 4, eagrán 1, lch 1, léite 2006-09-28: DOI 10.12942/lrr-2001-1|pmid=28179856|pmc=5256042|arxiv=astro-ph/0004075|bibcode=2001LRR.....4....1C
  50. ↑ Buchert, T; Carfora, M; Ellis, G F R; Kolb, E W; MacCallum, M A H; Ostrowski, J J; Räsänen, S; Roukema, B F; Andersson, L; Coley, A A; Wiltshire, D L: 2015-11-05, "Is there proof that backreaction of inhomogeneities is irrelevant in cosmology?": http://stacks.iop.org/0264-9381/32/i=21/a=215021?key=crossref.a87c19114f05a706324dc8391352fbd5, Classical and Quantum Gravity, imleabhar 32, eagrán 21, lgh 215021, DOI 10.1088/0264-9381/32/21/215021, ISSN 0264-9381
  51. ↑ Clarkson, Chris; Ellis, George; Larena, Julien; Umeh, Obinna (2011-11-01): "Does the growth of structure affect our dynamical models of the Universe? The averaging, backreaction, and fitting problems in cosmology": http://stacks.iop.org/0034-4885/74/i=11/a=112901?key=crossref.50224d44d3de1e7fc151ad98fad9c7cf, Reports on Progress in Physics, imleabhar 74, eagrán 11, lgh 112901: DOI 10.1088/0034-4885/74/11/112901, ISSN 0034-4885

Féach freisin

Aisghafa ó "https://ga.wikipedia.org/w/index.php?title=Damhna&oldid=1206919"