משתמש:Avneref/מדע/פיזיקה/אמיר אקסל


לחצו כדי להקטין חזרה
למעלהקסוםעליוןפוטוןבוזון היגסלמטהמוזרתחתוןגלואוןנייטרינו אלקטרונינייטרינו מיואונינייטרינו טאואניבוזון Zאלקטרוןמיואוןטאובוזון Wמסהמטעןספיןקווארקיםלפטוניםבוזוני כיולפרמיוניםבוזוניםדורות של פרמיוניםStandard Model of Elementary Particles-he.svg
לדף הקובץ

המודל הסטנדרטי של פיזיקת החלקיקים
(לחצו על חלקיק כדי להגיע לערך המתאים)

אמיר אקסל[1], המסע אל שחר היקום. אריה ניר הוצאה לאור
המודל הסטנדרטי






מדעניםעריכה

שם פרס נובל בסיס שדה
ג'ק שטיינברגר ב-1988 עם לדרמן, מלווין שוורץ ב-CERN גילוי נייטרינו מיואוני
(J)לאון לדרמן 1988 פרמילאב, אוניברסיטת שיקגו
(J)סטיבן ויינברג 1979 אוניברסיטת קליפורניה בברקלי, המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס הכוח האלקטרו-חלש
(J)שלדון גלשאו 1979 אוניברסיטת הרווארד
חררדוס ט'הופט ב-1999 אוניברסיטת אוטרכט רנורמליזציה של שדה כיול?
(J)מרטין פרל 1995 אוניברסיטת סטנפורד, SLAC הלפטון טאו
(J)לאונרד ססקינד - אוניברסיטת סטנפורד חור שחור, מיתרים, העקרון ההולוגרפי (אנ') (עם הופט)
ג'ורג' סמוט 2006 אוניברסיטת קליפורניה בברקלי אדוות ב-CMBR
מרי גיילרד (אנ') - אוניברסיטת קליפורניה בברקלי ניבוי מסות קווארק קסום (ו-B,M?)
פרנק וילצ'ק 2004 עם (J)דייוויד גרוס, (J)דייוויד פוליצר המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס חופש אסימפטוטי של קווארקים בכוח החזק, כליאה נצחית בתןך הדרוןים
(J)ג'רום פרידמן 1990 המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס ניסוי ראשון לקיום קווארקים
(J)אלן גות' - המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס אינפלציה קוסמית (בדוקטורט בסטנפורד)
וולפגנג קטרלה 2001 המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס השגת עיבוי בוז-איינשטיין
ברטון צוויבאך - המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס תורת המיתרים
פיליפ אנדרסון 1988 מעבדות נוקיה בל מערכות מגנטיות, ולא מסודרות
ג'ון וילר, (J)יעקב בקנשטייןJ, אספק אלן אספה?, (J)קלוד כהן-טנוג'י (1997), (J)גבריאל ונציאנו, (J)רוג'ר פנרוז, רן

פרקיםעריכה

פול דיראקעריכה

(נובל 1933, עם ארווין שרדינגר) הגה את אנטי-חומר. נשא את מרגיט ("מנצי") אחותו של יוג'ין ויגנר [2] (נובל 1963), לו סיפר שבמתמטיקה שבחר בתחילה, היו רק 2 תלמידים - דיראק ובחורה אחת, איתה לא יצר קשר. אכל פעם עם א.מ. פורסטר, שתקן גם, ושאל: "מה קרה במערה?" ("מסע להודו" - הסרט המעבר להודו); אחרי זמן רב נענה: "לא יודע".

בוזון היגסעריכה

המפץ הגדול: מתוך הריק - פרץ אנרגיה בלבד; מסה נוצרה שבריר אח"כ, רק כשנשברה הסימטריה [10]. מנגנון היגס הוא שמאפשר, מתמטית (ע"י אופרטורים) במסגרת תורת השדות הקוונטית, יצירה של חלקיקים מאין.

  • ג'ון ברדין [11], לאון קופר, רוברט שריפר (כולם ב-1972) כתבו את מאמר BCS (אנ') על שבירת סימטריה במוליכות-על.
    • בטמפרטורה נמוכה מאד (לפי BCS, כ-30 קלווין) אלקטרונים מצומדים ב"זוגות קופר", והספינים שלהם מתחברים למספר שלם - הופכים כך לבוזוןים (משוחררים מעקרון האיסור של פאולי, לכן הזוג מתנהג כאילו יחיד); נוצר פער אנרגיה (אנ') (= יש להשקיע אנרגית עירור כדי להוליך), בפועל: הם מקבלים "מסה".
  • יויצ'ירו נאמבו (אנ') [12] זיהה את ההקבלה בין מוליכות-על לבין פעולות גומלין בין חלקיקים; בין משוואת BCS (ופתרונותיה) לבין משוואת דיראק. עבודתו ניבאה את בוזון היגס, והייתה בסיס לפיתוח של פיטר היגס (ואחרים, באופן לא-תלוי). נמבו יכול היה להמשיך מכאן, ולחקור את האופן שכל החלקיקים המסיביים מקבלים מסה בשדה כיול (אולי חוץ מהנייטרינןים - עדיין לא ידוע אם יש להם מנגנון שונה); הוא לא המשיך - ומצטער עד היום.
    • בראשית היה שדה היגס סימטרי; כשהתקרר - נשברה, נוצר לשדה "כיוון" במרחב המתמטי המופשט (כי השדות ופונקציות הגל הן של מספרים מרוכבים), ולחלקיקים - מסה. השדה מעורר ויכול להוליך גלים - שהם גם חלקיקים - מכאן: בוזון היגס.
    • המרחב המופשט מתנהג כ"מוליך-על" ענק; החלקיקים "מתקשים" לעבור דרך שדה היגס, כלומר: יש להם מסה (אבל לא לפוטון; אירוניה: דווקא הם מתנהגים כמסיביים - במוליך-על ממשי...)
  • בעיה חדשה: ג'פרי גולדסטון (אנ') (מ-MIT, בעזרת סלאם וסטיבן ויינברג(J)) הוכיח, שבכל שבירת סימטריה (מה שמוריד דרגת-חופש אחת מחבורת הסימטריה המקורית - מוריד ממד מהמרחב המתמטי) - נוצר בוזון חסר-מסה אחד.
    • אבל פיליפ אנדרסון שם לב שבפיזיקה של חומר מעובה, אין בוזונים חסרי-מסה. פיזיקאים נטשו מחקרים כי משפט גולדסטון-סלאם-ויינברג הפריע להם; אנדרסון הרגיעם שבמצב מעובה אין בוזונים כאלה, אחד אמר לו: אז כתוב מאמר. המאמר מ-1963, שהסביר מדוע גולדסטון לא מתקיים במעובה, הביא את פיטר היגס להפריך את המשפט ב-1964. הוזמן לברה"מ לשוחח עם לב לנדאו (נובל 1962, שרד תאונה קשה בעזרה בינלאומית)[13] וצוותו, תחת פיקוח הקג"ב, לנדאו חרג וניתן לו הרבה יותר משעה.
  • פיטר היגס (נובל 2013, אחרי שהתגלה ב-CERN) [14], פרנסואה אנגלר שגילה בנפרד (עם רוברט בראוט (Robert Brout).
    • ב-1964 קיבל (Physical Review Letters) שני מאמרים באופן בלתי-תלוי: אנגלר ו-ברו; גורלניק, הייגן ו-קיבל, שהראו שאפשר לעקוף את גולדסטון-ס-ו ע"י רעיונות מתאוריות-כיול: חבורת לי מסוימת יכולה לעבר שבירת סימטריה ספונטנית, וליצור מסה ללא בוזונים חסרי-מסה (שלא נמצאים במודל). ב-1966 שלח היגס מאמר נוסף, המסביר את מנגנון יצירת המסה; Letters דחה, בנימוק שלא ממש רלוונטי לפיזיקה. היגס הוסיף פסקה, שמציינת שייתכנו יישומים להסבר מנגנון הכוח החזק (לא ידעו את הקווארקים), ושלח שוב - התקבל. היגס ואנדרסוון מפרגנים אהדדי: אנדרסון אמר שהיגס אדם ישר (למרות שלא הזכירו במאמריו). היגס: אנדרסון יכול היה להגיע לכך בעצמו; "בזכות הפסקה, הבוזון על שמי..." יש המכנים "מנגנון אנדרסון-היגס". היגס נחשב לצנוע, העדיף לכנותו "הבוזון הסקלרי"; התעמת עם סטיבן הוקינג, שהתערב שההיגס לא יתגלה במאיץ LEP (ניצח), וגם במאיץ LHCהפסיד! ב-2013). רבים אמרו, שאסור לבקר את הוקינג כי הוא סלב, למרות שתרם לפיזיקה פחות מאחרים.
  • אבל רק עבודתם של סלאם, ויינברג ו[15] שלדון גלאשו(J) הביאה להסבר המנגנון המדויק שיוצר מסה, וגם מאחד לכוח האלקטרו-חלש.
    • לג'וליאן שווינגר היו עשרות דוקטורנטים, הקדיש מעט זמן לכל אחד; אחד הבולטים: גלאשו. שווינגר פרסם ב-1957 מאמר ב-(Annals of Physics) על המתמטיקה של פעולות בין חלקיקים ושדות. כולם החלו להעריך, שאם אינווריאנטיות-כיול (סימטריה רצופה, שמתגלה בחבורת לי מסוימת) פועלת על אלקטרומגנטיות, ואם אפשר לפתחה בהקשר האיזוספין הלא-אבלי (Non-abelian group) (כפי שהראה מאמר תורת יאנג-מילס מ-1954) - אז גם בכוחות האחרים, ע"י תורת כיול. שוינגר שיער קיום חלקיק חדש, נושא הכוח החלש; קשה מאד היה למצאו, כי דרש אנרגיות גבוהות שלא היו אז, וגם: היה 3 חלקיקים: חיובי, שלילי ונייטרלי. שווינגר ראה מקבילות בין החלש לבין החשמלי (התנהגות וקטורית - ספין 1, וגם אוניברסליות - פועלים בסוגים שונים של מערכות), ורק רמז לכך; לא היה לו זמן לפתח, אז גלשאו ביצע.
    • ויינברג רצה לנסוע, רק עם תואר ראשון, למכון נילס בוהר. בוהר היה נגד, כי חלק מהלימודים היו בדנית. אבל NSF נתנו לו, ושם פגש את ורנר הייזנברג (לא התעניין בכלל באחרים) ובדיראק (שלא בא לו לעזור). אבל דייויד פריש (אנ') וגונר קלן עזרו. חיפש סימטריה גם מקומית (משתנה במקום) וגם גלובלית (מוגדרת בכל מקום), לתיאור הכוח החזק - 2 חבורות לי שבדק לא התאימו [16]. בנסיעה בשברולט קמארו האדומה ל-MIT הבין, שהפתרון שלו נכון - אבל לבעיה אחרת, החלש... סיפר: "אתה פשוט מנחש, ואז בודק אם נכון". המנגנון עובד גם על קווארקים, אבל אז התרכז רק באלקטרון ובאנטינייטרינו, ולכן נתן למאמרו המופתי (והדחוס - 2.5 עמודים) ב-Letters השם "מודל של לפטוןים".
    • פתרון רנורמליזציה: חררדוס ט'הופט ומנחהו, מרטינוס ולטמן (בעזרת ראשוני המחשבים, עם כרטיסים מנוקבים). סידני קולמן: "הפכו את הצפרדע של ויינברג-סלאם לנסיך קסום".
    • הוכחה ניסויית: עקיפה למציאות בוזון Z - הפצצה אדירה של נייטריני לתא "גרגמל"; ישירה של +W, ו--W ו-Z0 (משקל 80, 91 GeV) - שיתוף 135 מדעני CERN ב-1983; מתוך מיליארד התנגשויות, התגלו 6 W. נובל ב-1984 לקרלו רוביה, סימון ואן דר מיר.
  • שר המדע של בריטניה, ויליאם וולדגרייב (אנ'), ביקש ב-1993 הסבר פשוט על בוזון היגס, כדי לדעת מה הוא מתקצב, והבטיח שמפניה יקרה למנצח. פרופ' דייויד מילר הציע: אישה יפה נכנסת לאולם מלא ומנסה לחצותו - הקהל נצמד אליה ו"מעניק לה מסה"; לעומתה, פוליטיקאי עובר באולם ללא עיכוב (כמו פוטון בשדה היגס). את פעולת שדה היגס על בוזון הגס אפשר להמחיש גם ע"י שמועה שמופיעה בקהל - מצטופף ויוצר "מסה" גם ללא אובייקט ?.

תורת המיתריםעריכה

  בעיית הפיזיקה המודרנית - תורת המיתרים, חלק 1 / פול סאטר, Ask a Spaceman, סרטון באתר יוטיוב

ריצ'רד פיינמןעריכה

בזמן שעבד על הדוקטורט, כתב תזה מבריקה על סכום כל ההיסטוריות של חלקיק [1]; מנחהו ג'ון וילר התלהב, ורץ לביתו של אלברט איינשטיין (מרסר 112), שאמר "אני עדיין לא מאמין שהזקן משחק בקוביות, אבל קניתי ביושר את הזכות לטעות". בא לשמוע את פיינמן מרצה בקולוקוויום, נכנס בזמן שפיינמן מילא הלוח במשוואות, ושאל: איפה התה? בחדר התה פגש את וולפגנג פאולי, שאחרי ההרצאה שאל: "התאוריה לא נראית לי, בגלל כך, וכך, וכך; אתה לא מסכים איתי, פרופ' איינשטיין?" שענה, בקול גרמני רך ונעים: "לאאאאא....."

וולפגנג פאוליעריכה

ב-1930 בחן תוצאות ניסויים של אנריקו פרמי בקרינת בטא, והסיק שחסרה אנרגיה - כמות זעירה, אך ניתן למדוד; שיער שיש חלקיק חדש, נייטרלי. הודיע במכתב ל"גבירותי ורבותי הרדיואקטיביים" - משתתפי כנס על רדיואקטיביות באוניברסיטת טיבינגן; לא בא לכנס, כי העדיף ללכת למסיבה יוקרתית במלון Baur au Lac בציריך. כעבור שנתיים גילה ג'יימס צ'דוויק את הנייטרון, כבד יותר - פרמי כינה את החלקיק של פאולי נייטרינו; קוואן וריינס גילוהו ב-1956.

מואוןעריכה

התגלה במקרה, בהתנגשות "קרניים קוסמיות" מהירות עם מולקולות באויר. קארל דייוויד אנדרסון גילה בעזרת (Seth Neddermeyer). איזידור רבי שמע במסעדה סינית בניו יורק: "מי הזמין את זה?!"

תורת יאנג-מילסעריכה

צ'ן-נינג יאנג (נובל 1957, הפרת זוגיות; אהב סימטריות) ורוברט מילס פיתחו מודל של סימטרית איזוספין בין פרוטון לבין נייטרון - קשה מאד, כי היא לא אבלית (לא חילופית, ע"ש נילס הנריק אבל, בן דורו של גולואה; גם מת צעיר, משחפת). אלקטרודינמיקה קוונטית היא אבלית.

פרנק וילצ'קעריכה

בספרו "קללת ההוויה" סיפר, שאמר למארי גל-מאן "Partons" (השם שפיינמן נתן לקווארקים, כי הם "חלקים" של הדרונים; ג'ורג' צוויג (אנ') כינה: "אסים"; גם יובל נאמן גילה) - גל-מאן התרגז: "אתה מתכוון ל-Put-on's" (מתיחות), כי השתמע שהם לא מצייתים לשום תורת-שדה קוונטית. בסוף התברר, שהם מצייתים: לכרומודינמיקה קוונטית, שפיתחו וילצ'ק, דייוויד גרוס ודייוויד פוליצר (נובל 2004).

לקריאהעריכה

הערותעריכה

  1. ^ בנו של אליעזר אקסל, מהמבצע להברחת הקבינט היווני
  2. ^ ממשפחה יהודית שהתנצרה מסיבה פוליטית. נשלח להרי האלפים מחשש (טעות) לשחפת, שם למד מתמטיקה. בתיכון הלותרני למד שנה מתחתיו ג'ון פון נוימן. בברלין פגש את פלאנק, הייזנברג, איינשטיין. עבד במכון הקיסר וילהלם (לימים: מכון מקס פלאנק), תחת מיכאל פולני. עבד באוניברסיטת גטינגן כעוזר דויד הילברט. ברח מהנאצים, באוניברסיטת פרינסטון שיער גביש מאלקטרונים בלבד - אושש במכון ויצמן למדע ב-2019.
  3. ^ ערך חשוב
  4. ^ שגורסת: הדבר הבסיסי בטבע אינו חומר, אנרגיה, כוח או חלקיק/גל, אלא - שדה.
  5. ^ משמשים ב-PET, טומוגרפיית פליטת פוזיטרונים
  6. ^ (נובל 1968), הגה עם בנו הגאולוג ולטר את השערת הכחדת קרטיקון-פלאוגן שחיסלה הדינוזאורים ממטאוריט; גם הציע הסבר לרתיעה של ראשו של קנדי אחורה, מכדור שפגע בו מאחור - אפקט סילון; חקר המבנה הפנימי של הפירמידות במצרים, ע"י מואוןים חודרי-כל.
  7. ^ נובל לכימיה 1960 על המצאת תיארוך פחמן-14
  8. ^ שותף לגילוי נייטרינו, נפטר ב-1974; פרדריק ריינס הודיע שקיבל הנובל ב-1995, גם בשבילו.
  9. ^ אין ויקיפדיה אנגלית.
  10. ^ מוחמד עבד אל-סלאם המחיש השבירה, ע"י סועדים בשולחן עגול: הראשון שלוקח מפית, מימינו או משמאלו - גורם לכולם לבחור כיוון.
  11. ^ סרב להצטרף לפרויקט מנהטן. נובל גם ב-1956, על הטרנזיסטור הראשון, עם ויליאם שוקלי.
  12. ^ נובל 2008 עם מקוטו קובאיאשי וטושיהידה מסקאווה על שבירת סימטריה שניבאה 3 משפחות של קווארקים.
  13. ^ צאצא ליחזקאל לנדא, "הנודע ביהודה"; מאבותיו של דייל דאגלס? הנשוי ליהודיה
  14. ^ סרב לקבל פרס וולף במחאה על הכיבוש הישראלי.
  15. ^ חברו לביה"ס התיכון למדעים בברונקס ובאוניברסיטת קורנל התוססת
  16. ^ (SU(2)×U(1)×U(1 ו-(SU(2)×SU(2
  17. ^ מדליית אוסקר קליין