שטודיע פון פּאַרטיקל פיזיק
טיילכעל פיזיק, אָפט גערופן הויך-ענערגיע פיזיק, איז אַ צווייַג פון פיזיק וואָס שטודירט די פונדאַמענטאַלע טיילכלעך וואָס מאַכן אויס מאַטעריע און די ינטעראַקשאַנז צווישן זיי. די טיילכלעך אַרייַננעמען קוואַרקס, לעפּטאָנען, באָזאָנס, און פילע אנדערע סובאַטאָמישע ענטיטיז וואָס פאָרמען די בנין בלאַקס פון די וניווערס. די שטודיע ניט בלויז גיט טיפע ינסייץ אין זייער סטרוקטור, אָבער אויך אַנטפּלעקט די סודות פון די וניווערס אויף די קלענסטע מעגלעך מדרגה.
א קורצע געשיכטע פון פּאַרטיקל פיזיק
מאָדערנע טיילכעל פיזיק האָט זיך אָנגעהויבן אין די פריע 20סטע יאָרהונדערט מיט דער ענטדעקונג פון דעם עלעקטראָן דורך דזש. דזש. טאָמסאָן אין 1897. אין דער ערשטער העלפט פון דעם 20סטן יאָרהונדערט, האָט די ענטדעקונג פון דעם פּראָטאָן און נעיטראָן דורך ערנעסט ראַטערפאָרד און דזשיימס טשאַדוויק צוגעגעבן אַ קריטישן עלעמענט צום פארשטאנד פון סובאַטאָמישער פיזיק. די תקופה איז נאכגעפאָלגט געוואָרן דורך דער אַנטוויקלונג פון קוואַנטום טעאָריע און ספּעציעלע רעלאַטיוויטעט, וואָס האָט טראַנספאָרמירט וויסנשאַפטלער'ס מיינונגען וועגן טיילכעל אינטעראַקציעס אויף דער סובאַטאָמישער וואָג.
די עקספּערימענטאַלע ענטדעקונג פון פּאַרטיקלען ווי נעוטרינאָס, פּיאָנען און מיאָנען האָט געעפֿנט דעם וועג פֿאַר אַ מער קאָמפּליצירטער טאַבעלע פֿון עלעמענטאַרע פּאַרטיקלען. נאָך דער צווייטער וועלט־מלחמה האָט די קאָנסטרוקציע פֿון פּאַרטיקל־אַקסעלעראַטאָרן ווי CERN אין אייראָפּע און Fermilab אין די פֿאַראייניקטע שטאַטן געפֿירט צו עטלעכע שליסל־ענטדעקונגען אין פּאַרטיקל־פֿיזיק.
סטאַנדאַרט מאָדעל פון פּאַרטיקל פיזיק
דער סטאַנדאַרד מאָדעל איז די מערסט מצליחה טעאָריע פֿאַר באַשרײַבן גרונטלעכע פּאַרטיקלען און זייערע אינטעראַקציעס. עס איז ביידע עלעקטראָשוואַך (קאָמבינירט עלעקטראָמאַגנעטיזם און די שוואַכע אינטעראַקציע) און קוואַנטום כראָמאָדינאַמיש (מיט דער שטאַרקער אינטעראַקציע). בכלל, פּאַרטיקלען אין דעם סטאַנדאַרד מאָדעל ווערן קלאַסיפֿיצירט אין צוויי הויפּט קאַטעגאָריעס: פֿערמיאָנען און באָזאָנען.
פערמיאָנען ווערן ווייטער צעטיילט אין צוויי גרופּעס: קוואַרקס און לעפּטאָנס. קוואַרקס זענען די פּאַרטיקלען וואָס מאַכן אויס פּראָטאָנען און נעיטראָנען, וואָס אין דער ריי מאַכן אויס אַטאָם קערנס. עס זענען זעקס טיפּן קוואַרקס: אַרויף, אַראָפּ, טשאַרם, סטריינדזש, שפּיץ, און דנאָ. לעפּטאָנס באַשטייען פון עלעקטראָנען, מיאָונען, טאַוס, און זייערע ריספּעקטיווע נעיטרינאָס.
באָזאָנען זענען פּאַרטיקלען וואָס פאַרמיטלען פונדאַמענטאַלע כוחות. למשל, פאָטאָנען זענען די טרעגער פון דער עלעקטראָמאַגנעטישער קראַפט, גלואָנען זענען די טרעגער פון דער שטאַרקער קראַפט, און W און Z באָזאָנען זענען די טרעגער פון דער שוואַכער קראַפט. דער היגס באָזאָן, וועמענס ענטדעקונג איז געוואָרן אַנאָנסירט אין 2012 ביי CERN, גיט אַ מעכאַניזם וואָס דערקלערט ווי פונדאַמענטאַלע פּאַרטיקלען באַקומען זייער מאַסע.
עקספּערימענטן און דעטעקטאָרן
פאָרשונג אין פּאַרטיקל פיזיק פֿאַרלאָזט זיך שטאַרק אויף עקספּערימענטן וואָס ווערן דורכגעפֿירט אין פּאַרטיקל אַקסעלעראַטאָר לאַבאָראַטאָריעס. CERN (די אייראָפּעיִשע אָרגאַניזאַציע פֿאַר נוקלעאַרע פאָרשונג), מיט איר גרויסער האַדראָן קאָלידער (LHC) אַקסעלעראַטאָר, איז איינער פֿון די פֿירנדיקע צענטערס פֿאַר דער דאָזיקער פאָרשונג. דער אַקסעלעראַטאָר אַקסעלערירט פּאַרטיקלען צו גיכקייטן נאָענט צו דער גיכקייט פֿון ליכט און דערנאָך קאָלידירט זיי צוזאַמען צו שאַפֿן הויך-ענערגיע באַדינגונגען ענלעך צו דער צייט גלייך נאָך דעם גרויסן קלאַפּ.
טיילכעל דעטעקטאָרן זענען אויך אַן אינטעגראַלער טייל פון טיילכעל פיזיק עקספּערימענטן, וואָס העלפֿן צו אַנאַליזירן די רעזולטאַטן פון טיילכעל קאָליזיעס. למשל, גרויסע דעטעקטאָרן ווי ATLAS און CMS ביים LHC ווערן גענוצט צו דעטעקטירן די פֿאַרשידענע טיילכעל פּראָדוצירט אין קאָליזיעס. די דעטעקטאָרן לאָזן פיזיקער צו ידענטיפיצירן נייע טיילכעל און פּראָצעסן וואָס זענען נישט גלייך קענטיק.
קילע פּאַרטיקלען פון דער צוקונפֿט: סופּער-סימעטריע און טונקעלע פּאַרטיקלען
כאָטש דער סטאַנדאַרד מאָדעל איז געווען באַמערקעוודיק געראָטן, בלייבן פילע פֿראַגעס אומגעענטפערט. איינע פֿון זיי איז די עקזיסטענץ פֿון טונקעלער מאַטעריע, וואָס מאַכט אויס אַרום 27% פֿון דער אוניווערס. כאָטש די עקזיסטענץ פֿון טונקעלער מאַטעריע קען באַוויזן ווערן דורך אירע גראַוויטאַציאָנעלע עפֿעקטן, זענען אירע קאָמפּאָנענטן פֿון זיי נאָך נישט דעטעקטירט געוואָרן.
דערצו, סופּערסימעטריע טעאָריע (SUSY) איז איין טעאָריע וואָס פּרוּווט צו קאָמפּלעמענטירן דעם סטאַנדאַרד מאָדעל. SUSY פֿאָרשלאָגט אַז פֿאַר יעדן פּאַרטיקל אין דעם סטאַנדאַרד מאָדעל, איז דאָ אַ "סופּערפּאַרטנער" מיט אַ העכערער מאַסע. די טעאָריע קען געבן אַן איינבליק אין דעם היגס מאַסע פּראָבלעם, די כייעראַרכיע, און מעגלעך טונקעלע מאַטעריע.
ניצט פון פּאַרטיקל פיזיק אין וואָכעדיק לעבן
כאָטש די שטודיע פון פּאַרטיקל פיזיק קען אויסזען זייער טעאָרעטיש און ווייט פון וואָכעדיק לעבן, האט עס געמאַכט באַדייטנדיקע ביישטייערונגען צו דער אַנטוויקלונג פון טעכנאָלאָגיעס וואָס מיר נוצן יעדן טאָג. איין בייַשפּיל איז די אַנטוויקלונג פון די וועלט ווייד וועב (WWW) ביי CERN פֿאַר די צוועק פון טיילן פּאַרטיקל פיזיק עקספּערימענטאַלע דאַטן. אַנדערע טעכנאָלאָגיעס, אַזאַ ווי פּאָסיטראָן ימישאַן טאָמאָגראַפי (PET) סקאַנס אין מעדיצין, האָבן אויך זייערע וואָרצלען אין פּאַרטיקל פיזיק פאָרשונג.
אַוואַנסירטע און צוקונפֿטיקע אויספאָרשונג
טיילכעל פיזיק איז א שטענדיג-אנטוויקלנדיק פעלד וואס שטייט פאר אויפריגענדע אויפגאבעס. איין הויפט אויפגאבע איז צו באקומען א בעסער פארשטאנד פון גראוויטי אויף דער קוואנטום-וואסשטאב, וואס איז דערווייל נישט גוט באדעקט דורך דעם סטאנדארט מאדעל. סטרינג טעאריע און שלייף קוואנטום גראוויטי זענען צוויי פארזוכן צו פאראייניקן גראוויטי מיט די פרינציפן פון קוואנטום מעכאניק.
אין דער צוקונפט וועלן טיילכעל פיזיק עקספּערימענטן ווייטער אנגיין אין דער האפענונג צו אַנטדעקן נייע טיילכעל און אינטעראַקציעס וואָס קענען פירן פיזיקער צו אַ נייער תקופה פון פארשטיין דעם קאָסמאָס. די עקספּערימענטן וועלן דורכגעפירט ווערן ניט נאָר ביי גרויסע טיילכעל אַקסעלעראַטאָרן ווי דער LHC, נאָר אויך אין פֿאַרשידענע אַנדערע עקספּערימענטאַלע פּראָיעקטן, ווי אונטערערדישע נעוטרינאָ דעטעקטאָר עקספּערימענטן אָדער אין קאָסמאָס ניצנדיק קאָסמישע שטראַלן.
קעסימפּולאַן
טיילכעל פיזיק איז א שטודיע וואס איז נישט נאר אינטעלעקטועל פאסינירנד, נאר אויך קריטיש פארן פארשריט פון וויסנשאפט און טעכנאלאגיע. פון פארשטיין די יסודות'דיגע בוי-שטיינער פון דעם אוניווערס ביזן אנטוויקלען טעכנאלאגיעס וואס פארבעסערן די קוואליטעט פון לעבן, איז דער איינפלוס פון טיילכעל פיזיק ברייט און שטארק. מיט נייע עקספערימענטאלע טעכנאלאגיעס און כסדר אפדעיטירטע טעאריעס, איז די צוקונפט פון טיילכעל פיזיק פול מיט צוזאג און וועלט-פארענדערנדע מאמענטן פון אויפדעקונג.
