Ovo je treća fundamentalna interakcija koja postoji samo u mikrokosmosu. Odgovoran je za transformaciju nekih fermionskih čestica u druge, dok se boja slabo interagirajućih peptona i kvarkova ne mijenja. Tipičan primjer slabe interakcije je proces beta raspada, tokom kojeg se slobodni neutron raspada na proton, elektron i elektronski antineutrino u prosjeku za 15 minuta. Raspad je uzrokovan transformacijom kvarka arome d u kvark arome u unutar neutrona. Emitirani elektron osigurava očuvanje ukupnog električnog naboja, a antineutrino omogućava očuvanje ukupnog mehaničkog momenta sistema.
Jaka interakcija
Glavna funkcija jake sile je da kombinuje kvarkove i antikvarkove u hadrone. Teorija jakih interakcija je u procesu stvaranja. To je tipična teorija polja i naziva se kvantna hromodinamika. Njegova početna pozicija je postulat o postojanju tri vrste naboja u boji (crvena, plava, zelena), koji izražavaju sposobnost materije da kombinuje kvarkove u snažnoj interakciji. Svaki od kvarkova sadrži neku kombinaciju takvih naboja, ali ne dolazi do njihove pune međusobne kompenzacije, a kvark ima rezultirajuću boju, odnosno zadržava sposobnost snažne interakcije s drugim kvarkovima. Ali kada se tri kvarka, ili kvark i antikvark, spoje da formiraju hadron, ukupna kombinacija naboja boja u njemu je takva da je adron kao cjelina neutralan u boji. Naboji u boji stvaraju polja sa svojim inherentnim kvantima - bozonima. Razmjena virtuelnih bozona boja između kvarkova i (ili) antikvarkova služi kao materijalna osnova za snažnu interakciju. Prije otkrića kvarkova i interakcije boja, nuklearna interakcija se smatrala fundamentalnom, ujedinjujući protone i neutrone u jezgri atoma. Sa otkrićem kvarkovskog nivoa materije, jaka interakcija je počela da se shvata kao interakcija boja između kvarkova koji se kombinuju u hadrone. Nuklearne sile se više ne smatraju fundamentalnim, one se moraju nekako izraziti kroz obojene sile. Ali to nije lako učiniti, jer su barioni (protoni i neutroni) koji čine jezgro općenito neutralni u boji. Po analogiji, možemo se prisjetiti da su atomi u cjelini električno neutralni, ali na molekularnom nivou se pojavljuju kemijske sile koje se smatraju odjekom električnih atomskih sila.
Razmatrana četiri tipa fundamentalnih interakcija leže u osnovi svih drugih poznatih oblika kretanja materije, uključujući i one koji su nastali na najvišim stupnjevima razvoja. Bilo koji složeni oblici kretanja, kada se razlože na strukturne komponente, nalaze se kao složene modifikacije ovih fundamentalnih interakcija.
2. Razvoj naučnih pogleda na interakciju čestica prije evolucijskog stvaranja teorije "Velikog ujedinjenja"
Velika ujedinjena teorija je teorija koja kombinuje elektromagnetne, jake i slabe interakcije. Spominjući teoriju „Velikog ujedinjenja“, dolazi se do činjenice da su sve sile koje postoje u prirodi manifestacija jedne univerzalne fundamentalne sile. Postoje brojna razmatranja koja daju razlog za vjerovanje da je u trenutku Velikog praska koji je rodio naš svemir, postojala samo ova sila. Međutim, s vremenom se svemir proširio, što znači da se ohladio, a jedna sila se podijelila na nekoliko različitih, koje sada promatramo. Teorija "Velikog ujedinjenja" treba da opiše elektromagnetne, jake, slabe i gravitacione sile kao manifestaciju jedne univerzalne sile. Već postoji određeni napredak: naučnici su uspjeli izgraditi teoriju koja kombinuje elektromagnetne i slabe interakcije. Međutim, glavni rad na teoriji "Velikog ujedinjenja" tek predstoji.
Moderna fizika čestica prisiljena je raspravljati o pitanjima koja su, u stvari, brinula čak i antičke mislioce. Koje je porijeklo čestica i hemijskih atoma izgrađenih od ovih čestica? I kako se Kosmos, Univerzum koji vidimo, može izgraditi od čestica, ma kako ih nazivali? I još nešto - da li je Univerzum stvoren, ili je postojao od vječnosti? Ako je ovo pravo pitanje, koji su to načini razmišljanja koji mogu dovesti do uvjerljivih odgovora? Sva ova pitanja su slična traganju za pravim principima bića, pitanjima o prirodi ovih principa.
Šta god da kažemo o Kosmosu, jedno je jasno da je sve u prirodnom svetu na neki način sastavljeno od čestica. Ali kako shvatiti ovu kompoziciju? Poznato je da čestice međusobno djeluju – privlače ili odbijaju jedna drugu. Fizika čestica proučava različite interakcije. [Popper K. O izvorima znanja i neznanja // Vopr. istorija prirodnih nauka i tehnike, 1992, br.3, str. 32.]
Elektromagnetna interakcija je privukla posebnu pažnju u 18.–19. veku. Pronađene su sličnosti i razlike između elektromagnetnih i gravitacionih interakcija. Kao i gravitacija, sile elektromagnetne interakcije su obrnuto proporcionalne kvadratu udaljenosti. Ali, za razliku od gravitacije, elektromagnetna "gravitacija" ne samo da privlači čestice (različite po znaku naboja), već ih i odbija jednu od druge (jednako nabijene čestice). I nisu sve čestice nosioci električnog naboja. Na primjer, foton i neutron su neutralni u tom pogledu. U 50-im godinama XIX vijeka. elektromagnetska teorija D. C. Maxwella (1831–1879) ujedinila je električne i magnetne fenomene i time razjasnila djelovanje elektromagnetnih sila. [Grunbaum A. Poreklo protiv stvaranja u fizičkoj kosmologiji (teološka izobličenja moderne fizičke kosmologije). - Q. philosophy, 1995, br.2, str. 19.]
Proučavanje fenomena radioaktivnosti dovelo je do otkrića posebne vrste interakcije između čestica, koja je nazvana slaba interakcija. Pošto je ovo otkriće povezano sa proučavanjem beta radioaktivnosti, ovu interakciju bi se moglo nazvati beta raspadom. Međutim, u fizičkoj literaturi uobičajeno je govoriti o slaboj interakciji - ona je slabija od elektromagnetne, iako je mnogo jača od gravitacijske. Otkriće je olakšano istraživanjem W. Paulija (1900–1958), koji je predvidio da se tokom beta raspada pojavljuje neutralna čestica, koja nadoknađuje očigledno kršenje zakona održanja energije, nazvanog neutrino. Osim toga, otkriću slabih interakcija doprinijele su studije E. Fermija (1901–1954), koji je, zajedno s drugim fizičarima, sugerirao da elektroni i neutrini ne postoje u jezgru, da tako kažem, u gotovom obliku, prije napuštaju radioaktivno jezgro, ali nastaju tokom procesa zračenja. [Grunbaum A. Poreklo protiv stvaranja u fizičkoj kosmologiji (teološka izobličenja moderne fizičke kosmologije). - Q. philosophy, 1995, br.2, str. 21.]
Konačno, ispostavilo se da je četvrta interakcija povezana s iznutra nuklearnih procesa. Nazvana jaka interakcija, manifestuje se kao privlačenje intranuklearnih čestica - protona i neutrona. Zbog svoje velike veličine, ispostavlja se da je izvor ogromne energije.
Proučavanje četiri tipa interakcija pratilo je put traženja njihove duboke povezanosti. Na ovom opskurnom, uglavnom nejasnom putu, samo je princip simetrije vodio istragu i doveo do identifikacije navodne veze. razne vrste interakcije.
Da bi se otkrile takve veze, bilo je potrebno okrenuti se potrazi za posebnom vrstom simetrije. Jednostavan primjer Ova vrsta simetrije može biti zavisnost obavljenog posla pri podizanju tereta o visini dizanja. Potrošena energija zavisi od visinske razlike, ali ne zavisi od prirode staze uspona. Značajna je samo visinska razlika i uopće nije bitno s kojeg nivoa počinjemo mjerenje. Može se reći da je ovdje riječ o simetriji u odnosu na izbor referentne tačke.
Slično, možete izračunati energiju kretanja električnog naboja u električnom polju. Analog visine ovdje je napon polja ili, inače, električni potencijal. Energija koja se troši tokom kretanja naelektrisanja zavisiće samo od razlike potencijala između krajnje i početne tačke u prostoru polja. Ovdje imamo posla sa takozvanim mjeračem ili, drugim riječima, sa simetrijom mjerila. Simetrija mjerača povezana s električnim poljem usko je povezana sa zakonom održanja električnog naboja.
Pokazalo se da je mjerna simetrija najvažniji alat koji daje mogućnost rješavanja mnogih poteškoća u teoriji elementarnih čestica i u brojnim pokušajima objedinjavanja različitih vrsta interakcija. U kvantnoj elektrodinamici, na primjer, nastaju različite divergencije. Ove divergencije se mogu eliminisati jer je takozvani postupak renormalizacije, koji eliminiše poteškoće teorije, usko povezan sa kalibracionom simetrijom. Čini se da se poteškoće u izgradnji teorije ne samo elektromagnetskih, već i drugih interakcija mogu prevazići ako je moguće pronaći druge, skrivene simetrije.
Mjerna simetrija može poprimiti generalizirani karakter i može se povezati s bilo kojim poljem sile. U kasnim 1960-im S. Weinberg (r. 1933) iz Univerzitet Harvard i A. Salam (r. 1926.) sa Imperial Collegea u Londonu, oslanjajući se na rad S. Glashowa (r. 1932.), preduzeli su teorijsko ujedinjenje elektromagnetnih i slabih interakcija. Koristili su ideju mjerne simetrije i koncept mjernog polja koji se odnosi na ovu ideju. [Yakushev A. S. Osnovni koncepti moderne prirodne nauke. - M., Činjenica-M, 2001, str. 29.]
Primjenjivo za elektromagnetnu interakciju najjednostavniji oblik simetrija merača. Pokazalo se da je simetrija slabe interakcije složenija od simetrije elektromagnetne. Ova složenost je zbog složenosti samog procesa, da tako kažem, mehanizma slabe interakcije.
U procesu slabe interakcije, na primjer, dolazi do raspada neutrona. U ovom procesu mogu učestvovati čestice kao što su neutron, proton, elektron i neutrino. Štaviše, zbog slabe interakcije dolazi do međusobne transformacije čestica.
Konceptualne odredbe teorije "Velikog ujedinjenja"
U savremenoj teorijskoj fizici, dvije nove konceptualne sheme daju ton: takozvana teorija "Velikog ujedinjenja" i supersimetrija.
Ovi naučni pravci zajedno dovode do veoma atraktivne ideje, prema kojoj je cela priroda u krajnjoj liniji podložna delovanju neke vrste supermoći, koja se manifestuje u raznim "osobama". Ova sila je dovoljno moćna da stvori naš Univerzum i obdari ga svjetlošću, energijom, materijom i strukturom. Ali supermoć je više od kreativnog principa. U njemu se materija, prostor-vrijeme i interakcija spajaju u neodvojivu harmoničnu cjelinu, stvarajući takvo jedinstvo Univerzuma kakvo niko do sada nije mogao zamisliti. Svrha nauke je, u suštini, da traži takvo jedinstvo. [Ovchinnikov N. F. Struktura i simetrija // System Research, M., 1969, str. 137.]
Na temelju toga, postoji izvjesno povjerenje u ujedinjenje svih fenomena žive i nežive prirode u okviru jedne deskriptivne sheme. Do danas su poznate četiri fundamentalne interakcije ili četiri sile u prirodi, odgovorne za sve poznate interakcije. elementarne čestice– jake, slabe, elektromagnetne i gravitacione interakcije. Snažne interakcije povezuju kvarkove. Slabe interakcije su odgovorne za neke vrste nuklearnih raspada. Elektromagnetne sile djeluju između električnih naboja, a gravitacijske sile djeluju između masa. Prisustvo ovih interakcija je dovoljan i neophodan uslov za izgradnju sveta oko nas. Na primjer, bez gravitacije, ne samo da ne bi bilo galaksija, zvijezda i planeta, nego ni Univerzum ne bi mogao nastati – uostalom, zasnovani su i sami koncepti širenja Univerzuma i Velikog praska iz kojeg proizlazi prostor-vrijeme. na gravitaciju. Bez elektromagnetnih interakcija, ne bi bilo atoma, hemije ili biologije, niti sunčeve topline i svjetlosti. Bez jakih nuklearnih interakcija, jezgro ne bi postojalo, a posljedično, atomi i molekuli, hemija i biologija, te zvijezde i Sunce ne bi mogli stvarati toplinu i svjetlost zbog nuklearne energije.
Čak i slabe nuklearne sile igraju ulogu u formiranju svemira. Bez njih bi nuklearne reakcije na Suncu i zvijezdama bile nemoguće, očito se ne bi dogodile eksplozije supernova, a teški elementi potrebni za život ne bi se mogli širiti u svemiru. Život možda i ne postoji. Ako se složimo s mišljenjem da su sve ove četiri potpuno različite interakcije, od kojih je svaka na svoj način nužna za nastanak složenih struktura i determinaciju evolucije čitavog Univerzuma, generirana od strane jedne jednostavne supersile, onda postojanje jedan temeljni zakon koji djeluje i u živoj i u neživoj prirodi je van sumnje. Moderna istraživanja pokazuju da su se nekada ove četiri sile mogle spojiti u jednu.
To je bilo moguće uz ogromne energije karakteristične za eru ranog svemira ubrzo nakon Velikog praska. Zaista, teorija ujedinjenja elektromagnetnih i slabih interakcija već je eksperimentalno potvrđena. Teorije "Velikog ujedinjenja" treba da kombinuju ove interakcije sa jakim, a teorije "Svega što jeste" treba da opišu sve četiri fundamentalne interakcije na jedinstven način kao manifestacije jedne interakcije. Toplotna istorija Univerzuma, počevši od 10–43 sek. nakon Velikog praska do danas, pokazuje da je većina helijuma-4, helijuma-3, deuterona (jezgra deuterijuma - teškog izotopa vodika) i litijuma-7 nastala u svemiru otprilike 1 minut nakon Velikog praska .
Teži elementi pojavili su se unutar zvijezda desetinama miliona ili milijardi godina kasnije, a nastanak života odgovara završnoj fazi evoluirajućeg Univerzuma. Na osnovu obavljene teorijske analize i rezultata kompjuterske simulacije disipativnih sistema koji rade daleko od ravnoteže, u uslovima delovanja kodnofrekventnog niskoenergetskog toka, zaključili smo da u Univerzumu postoje dva paralelna procesa - entropija. i informacije. Štaviše, entropijski proces transformacije materije u zračenje nije dominantan. [Soldatov VK Teorija "Velikog ujedinjenja". - M., Postscript, 2000, str. 38.]
U tim uslovima nastaje novi tip evolucione samoorganizacije materije, koji povezuje koherentno prostorno-vremensko ponašanje sistema sa dinamičkim procesima unutar samog sistema. Zatim će se na skali Univerzuma ovaj zakon formulirati na sljedeći način: „Ako je Veliki prasak doveo do formiranja 4 fundamentalne interakcije, onda je daljnja evolucija prostorno-vremenske organizacije Univerzuma povezana s njihovim ujedinjenjem. " Dakle, po našem mišljenju, zakon povećanja entropije mora se primijeniti ne na pojedine dijelove Univerzuma, već na cijeli proces njegove evolucije. U trenutku svog formiranja, ispostavilo se da je Univerzum kvantizovan prema prostorno-vremenskim nivoima hijerarhije, od kojih svaki odgovara jednoj od fundamentalnih interakcija. Rezultirajuća fluktuacija, koja se percipira kao slika Univerzuma u širenju, u određenom trenutku nastavlja da obnavlja njegovu ravnotežu. Proces dalje evolucije odvija se u zrcalnoj slici.
Drugim riječima, dva procesa se odvijaju istovremeno u svemiru koji se može promatrati. Jedan proces - antientropija - povezan je sa uspostavljanjem poremećene ravnoteže, kroz samoorganizaciju materije i zračenja u makrokvantna stanja (npr. fizički primjer tako dobro poznata stanja materije kao što su superfluidnost, supravodljivost i kvantni Holov efekat). Ovaj proces, očigledno, određuje dosljednu evoluciju procesa termonuklearne fuzije u zvijezdama, formiranje planetarnih sistema, minerala, flore, jednoćelijskih i višećelijskih organizama. Ovo automatski slijedi samoorganizirajuću orijentaciju trećeg principa progresivne evolucije živih organizama.
Drugi proces je čisto entropske prirode i opisuje procese cikličke evolucijske tranzicije samoorganizirajuće materije (raspad – samoorganizacija). Moguće je da ovi principi mogu poslužiti kao osnova za stvaranje matematičkog aparata koji vam omogućava da kombinujete sve četiri interakcije u jednu supermoć. Kao što je već napomenuto, upravo ovim problemom se trenutno bavi većina teoretskih fizičara. Dalja argumentacija ovog principa daleko prevazilazi okvire ovog članka i povezana je sa konstrukcijom teorije evolucione samoorganizacije univerzuma. Pa hajde da to uradimo glavni zaključak i vidjeti kako je to primjenjivo na biološke sisteme, principe njihovog upravljanja, i što je najvažnije, na nove tehnologije za liječenje i prevenciju patoloških stanja organizma. Prije svega, zanimat će nas principi i mehanizmi održavanja samoorganizacije i evolucije živih organizama, kao i uzroci njihovih kršenja, manifestiranih u obliku različitih patologija.
Prvi od njih je princip kontrole frekvencije koda, čija je glavna svrha održavanje, sinhronizacija i kontrola tokova energije unutar bilo kojeg otvorenog samoorganizirajućeg disipativnog sistema. Implementacija ovog principa za žive organizme zahtijeva prisustvo na svakom strukturnom hijerarhijskom nivou biološkog objekta (molekularnog, subćelijskog, ćelijskog, tkivnog, organoidnog, organizma, populacije, biocenotike, biotičkog, pejzažnog, biosferskog, kosmičkog) prisustvo bioritmološke proces povezan sa potrošnjom i potrošnjom transformabilne energije, koji određuje aktivnost i redosled procesa unutar sistema. Ovaj mehanizam zauzima centralno mjesto u ranim fazama nastanka života u formiranju strukture DNK i principu reduplikacije diskretnih kodova nasljednih informacija, kao iu procesima kao što su dioba stanica i naknadna diferencijacija. Kao što znate, proces diobe stanica uvijek se odvija u strogom nizu: profaza, metafaza, telofaza, a zatim anafaza. Možete prekršiti uslove podjele, spriječiti je, čak i ukloniti jezgro, ali redoslijed će uvijek biti očuvan. Bez sumnje, naše tijelo je opremljeno najsavršenijim sinhronizatorima: nervni sistem koji je osjetljiv na najmanje promjene u vanjskom i unutrašnjem okruženju, sporiji humoralni sistem. Istovremeno, infuzorija-cipela, u potpunom odsustvu nervnog i humoralnog sistema, živi, hrani se, luči, razmnožava se, a svi ovi složeni procesi se ne odvijaju nasumično, već u strogom nizu: svaka reakcija predodređuje sledeću, a to zauzvrat izdvaja proizvode potrebne za pokretanje sljedeće reakcije. [Soldatov VK Teorija "Velikog ujedinjenja". - M., Postscript, 2000, str. 59.]
Treba napomenuti da je čak i Ajnštajnova teorija označila tako važan napredak u razumevanju prirode da je ubrzo revizija pogleda na druge prirodne sile postala neizbežna. U to vrijeme, jedina "druga" sila čije je postojanje čvrsto utvrđeno bila je elektromagnetna sila. Međutim, spolja to uopće nije ličilo na gravitaciju. Štaviše, nekoliko decenija prije stvaranja Ajnštajnove teorije gravitacije, Maxwellova teorija je uspješno opisala elektromagnetizam i nije bilo razloga sumnjati u valjanost ove teorije.
Ajnštajn je tokom svog života sanjao o stvaranju jedinstvene teorije polja u kojoj bi se sve sile prirode spojile na osnovu čiste geometrije. Ajnštajn je posvetio najveći deo svog života traženju takve šeme nakon stvaranja opšte teorije relativnosti. Međutim, ironično, najbliže ostvarenju Ajnštajnovog sna došao je malo poznati poljski fizičar Theodor Kaluza, koji je davne 1921. godine postavio temelje novom i neočekivanom pristupu objedinjavanju fizike, još uvek neverovatno svojom smelošću.
Sa otkrićem slabih i jakih interakcija 1930-ih, ideje o ujedinjenju gravitacije i elektromagnetizma uvelike su izgubile svoju privlačnost. Dosljedna jedinstvena teorija polja trebala je uključivati ne dvije, već četiri sile. Očigledno, ovo se ne bi moglo učiniti bez postizanja dubokog razumijevanja slabih i jakih interakcija. Krajem 1970-ih, zahvaljujući svježem povjetarcu koji su donijele Velike ujedinjene teorije (GUT) i supergravitaciji, zapamćena je stara Kaluza-Klein teorija. Bila je "očišćena od prašine, modno odjevena" i u to uključila sve današnje poznate interakcije.
U GUT-u su teoretičari uspjeli prikupiti tri vrlo različite vrste interakcija u okviru jednog koncepta; ovo je zbog činjenice da se sve tri interakcije mogu opisati pomoću mjernih polja. Glavno svojstvo mjernih polja je postojanje apstraktnih simetrija, zahvaljujući kojima ovaj pristup dobiva eleganciju i otvara široke mogućnosti. Prisustvo simetrije polja sila sasvim definitivno ukazuje na manifestaciju neke skrivene geometrije. U teoriji Kaluza-Klein koja je vraćena u život, simetrije mjernih polja dobivaju konkretnost - to su geometrijske simetrije povezane s dodatnim dimenzijama prostora.
Kao iu originalnoj verziji, interakcije se uvode u teoriju dodavanjem dodatnih prostornih dimenzija prostoru-vremenu. Međutim, pošto sada moramo da prihvatimo tri vrste interakcija, moramo da uvedemo nekoliko dodatnih dimenzija. Jednostavno prebrojavanje broja operacija simetrije uključenih u GUT dovodi do teorije sa sedam dodatnih prostornih dimenzija (tako da njihov ukupan broj dostiže deset); ako se uzme u obzir vrijeme, onda cijeli prostor-vrijeme ima jedanaest dimenzija. [Soldatov VK Teorija "Velikog ujedinjenja". - M., Postscript, 2000, str. 69.]
Glavne odredbe teorije "Velikog ujedinjenja" sa stanovišta kvantne fizike
U kvantnoj fizici, svaka skala dužine povezana je sa skalom energije (ili ekvivalentne mase). Što je manja skala dužine koja se proučava, to je veća energija potrebna za to. Za proučavanje kvark strukture protona, energije ekvivalentne u smislu najmanje deset puta veća od mase protona. Mnogo viša na energetskoj skali je masa koja odgovara Velikom ujedinjenju. Ako ikada uspemo da postignemo tako ogromnu masu (energiju), od koje smo danas veoma daleko, tada će biti moguće proučavati svet X-čestica, u kojem se brišu razlike između kvarkova i leptona.
Koja vrsta energije je potrebna da se prodre "unutar" 7-sfere i istraži dodatne dimenzije prostora? Prema Kaluza-Klein teoriji, potrebno je preći skalu Velikog ujedinjenja i dostići energije ekvivalentne 10 19 masa protona. Samo sa tako nezamislivo ogromnim energijama bilo bi moguće direktno posmatrati manifestacije dodatnih dimenzija prostora.
Ova ogromna vrijednost - 10 19 masa protona - naziva se Plankova masa, jer ju je prvi uveo Max Planck, tvorac kvantne teorije. Uz energiju koja odgovara Planckovoj masi, sve četiri interakcije u prirodi spojile bi se u jednu supersilu, a deset prostornih dimenzija bi bilo potpuno jednakih. Kada bi bilo moguće koncentrirati dovoljnu količinu energije, "obezbeđujući postizanje Planckove mase, tada bi se puna dimenzija prostora manifestovala u svom svom sjaju. [Yakushev A. S. Osnovni koncepti moderne prirodne nauke. - M., Činjenica -M, 2001, str 122. ]
Dajući mašti na volju, može se zamisliti da će jednog dana čovječanstvo ovladati supersilom. Ako bi se to dogodilo, onda bismo dobili moć nad prirodom, budući da supermoć na kraju dovodi do svih interakcija i svih fizičkih objekata; u tom smislu, to je osnovni princip svih stvari. Ovladavši supermoći, mogli smo promijeniti strukturu prostora i vremena, saviti prazninu na svoj način i dovesti materiju u red. Kontrolirajući supermoć, mogli bismo stvarati ili transformirati čestice po želji, stvarajući nove egzotične oblike materije. Mogli bismo čak i manipulirati dimenzionalnošću samog prostora, stvarajući bizarne umjetne svjetove sa nezamislivim svojstvima. Zaista bismo bili gospodari svemira!
Ali kako se to može postići? Prije svega, morate dobiti dovoljno energije. Da bismo dobili predstavu o čemu govorimo, podsjetimo se da linearni akcelerator na Stanfordu, dugačak 3 km, ubrzava elektrone do energije ekvivalentne 20 masa protona. Da bi se postigla Plankova energija, akcelerator bi morao da se produži za faktor 1018, što bi ga učinilo veličinom Mlečnog puta (oko sto hiljada svetlosnih godina). Ovakav projekat nije jedan od onih koji se mogu realizovati u dogledno vreme. [Wheeler J.A. Kvantni i svemir // Astrofizika, kvanti i teorija relativnosti, M., 1982, str. 276.]
Postoje tri različita praga, ili skale, energije u Velikoj teoriji ujedinjenja. Prije svega, ovo je Weinberg-Salamov prag, ekvivalentan gotovo 90 masa protona, iznad kojeg se elektromagnetna i slaba interakcija spajaju u jednu elektroslabu. Druga skala, koja odgovara 10 14 masa protona, karakteristična je za Veliko ujedinjenje i novu fiziku zasnovanu na njemu. Konačno, krajnja skala, Plankova masa, ekvivalentna 10 19 masa protona, odgovara potpunom ujedinjenju svih interakcija, zbog čega je svijet zadivljujuće pojednostavljen. Jedan od najvećih neriješenih problema je objašnjenje postojanja ove tri skale, kao i razloga za tako jaku razliku između prve i druge od njih. [Soldatov VK Teorija "Velikog ujedinjenja". - M., Postscript, 2000, str. 76.]
Moderna tehnologija je sposobna da postigne samo prvu skalu. Raspad protona mogao bi nam dati indirektno sredstvo za proučavanje fizičkog svijeta na skali Velikog ujedinjenja, iako se trenutno čini da nema nade da ćemo direktno dostići ovu granicu, a kamoli na skali Planckove mase.
Znači li to da nikada nećemo moći promatrati manifestacije prvobitne supermoći i nevidljivih sedam dimenzija prostora. Koristeći takva tehnička sredstva kao što je supravodljivi superkolajder, mi se brzo krećemo na ljestvici energije koja se može postići u zemaljskim uslovima. Međutim, tehnologija koju su stvorili ljudi nikako ne iscrpljuje sve mogućnosti - tu je i sama priroda. Univerzum je gigantski prirodni laboratorij u kojem je prije 18 milijardi godina "izvršen" najveći eksperiment u oblasti fizike elementarnih čestica. Ovaj eksperiment nazivamo Veliki prasak. Kao što će se kasnije raspravljati, ovaj početni događaj bio je dovoljan da oslobodi - iako na vrlo kratak trenutak - supermoć. Međutim, to je, očigledno, bilo dovoljno da sablasno postojanje supersile zauvijek ostavi trag. [Yakushev A. S. Osnovni koncepti moderne prirodne nauke. - M., Činjenica-M, 2001, str. 165.]
Vrijeme je poput rijeke koja prolazi događaje, a njena struja je jaka; samo će se nešto tvojim očima učiniti - i već je odneseno, a vidi se još nešto, što će takođe uskoro biti odneto.
Marko Aurelije
Svako od nas nastoji stvoriti potpunu sliku svijeta, uključujući sliku Univerzuma, od najmanjih subatomskih čestica do najvećih razmjera. Ali zakoni fizike su ponekad toliko čudni i kontraintuitivni da ovaj zadatak može postati neodoljiv za one koji nisu postali profesionalni teoretski fizičari.
Čitalac pita:
Iako ovo nije astronomija, ali možda ćete mi reći. Jaku silu nose gluoni i povezuje kvarkove i gluone zajedno. Elektromagnetno se prenosi fotonima i veže električno nabijene čestice. Gravitaciju navodno nose gravitoni i vezuje sve čestice za masu. Slabiju nose W i Z čestice, i … je zbog raspadanja? Zašto je slaba sila opisana na ovaj način? Da li je slaba sila odgovorna za privlačenje i/ili odbijanje bilo koje čestice? I šta? A ako nije, zašto je onda ovo jedna od fundamentalnih interakcija, ako nije povezana ni sa kakvim silama? Hvala ti.
Hajde da pogledamo osnove. Postoje četiri fundamentalne sile u svemiru - gravitacija, elektromagnetizam, jaka nuklearna sila i slaba nuklearna sila.
A sve su to interakcije, sile. Za čestice čije se stanje može izmjeriti, primjena sile mijenja njen impuls - in običan život u takvim slučajevima govorimo o ubrzanju. I za tri od ovih sila, to je tačno.
U slučaju gravitacije, ukupna količina energije (uglavnom mase, ali to uključuje svu energiju) iskrivljuje prostor-vrijeme, a kretanje svih ostalih čestica se mijenja u prisustvu bilo čega što ima energiju. Ovako to funkcionira u klasičnoj (ne kvantnoj) teoriji gravitacije. Možda ih ima više opšta teorija, kvantna gravitacija, gde dolazi do razmene gravitona, što dovodi do onoga što posmatramo kao gravitacionu interakciju.
Prije nego što nastavite, razumite:
- Čestice imaju svojstvo, ili nešto što im je svojstveno, što im omogućava da osete (ili ne osete) određenu vrstu sile.
- Druge čestice koje nose interakciju su u interakciji s prvim
- Kao rezultat interakcije, čestice mijenjaju zamah ili ubrzavaju
U elektromagnetizmu, glavno svojstvo je električni naboj. Za razliku od gravitacije, ona može biti pozitivna ili negativna. Foton, čestica koja nosi interakciju povezanu s nabojem, dovodi do toga da se isti naboji odbijaju, a različiti privlače.
Vrijedi napomenuti da pokretni naboji, ili električne struje, doživljavaju još jednu manifestaciju elektromagnetizma - magnetizam. Ista stvar se dešava sa gravitacijom, a naziva se gravitomagnetizam (ili gravitoelektromagnetizam). Nećemo ići duboko - poenta je da ne postoji samo naboj i nosilac sile, već i struje.
Postoji i jaka nuklearna sila, koja ima tri vrste naboja. Iako sve čestice imaju energiju i sve su podložne gravitaciji, i iako kvarkovi, polovina leptona i nekoliko bozona sadrže električne naboje, samo kvarkovi i gluoni imaju naboj u boji i mogu iskusiti jaku nuklearnu silu.
Svugdje ima puno masa, tako da je gravitaciju lako uočiti. A pošto su jaka sila i elektromagnetizam prilično jaki, lako ih je i uočiti.
Ali šta je sa posljednjom? Slaba interakcija?
Obično o tome govorimo u kontekstu radioaktivnog raspada. Teški kvark ili lepton se raspada na lakše i stabilnije. Da, slaba sila ima neke veze s tim. Ali unutra ovaj primjer nekako se razlikuje od ostalih snaga.
Ispada da je i slaba sila sila, o kojoj se često ne govori. Ona je slaba! 10.000.000 puta slabiji od elektromagnetizma na udaljenosti koliko je prečnik protona.
Nabijena čestica uvijek ima naboj, bilo da se kreće ili ne. Ali električna struja koju stvara ovisi o njegovom kretanju u odnosu na druge čestice. Struja određuje magnetizam, koji je jednako važan kao i električni dio elektromagnetizma. Kompozitne čestice poput protona i neutrona imaju značajne magnetne momente, baš kao i elektron.
Kvarkovi i leptoni dolaze u šest aroma. Kvarkovi - gornji, donji, čudni, šarmantni, šarmantni, istiniti (prema njihovim slovnim oznakama na latinskom u, d, s, c, t, b - gore, dolje, čudno, šarm, vrh, dno). Leptoni - elektron, elektron-neutrino, mion, mion-neutrino, tau, tau-neutrino. Svaki od njih ima električni naboj, ali i okus. Ako spojimo elektromagnetizam i slabu silu da dobijemo elektroslabu silu, onda će svaka od čestica imati neku vrstu slabog naboja, ili elektroslabe struje, i slabu konstantu sile. Sve ovo je opisano u standardni model, ali bilo je prilično teško testirati jer je elektromagnetizam tako jak.
U novom eksperimentu, čiji su rezultati nedavno objavljeni, prvi put je izmjeren doprinos slabe interakcije. Eksperiment je omogućio da se utvrdi slaba interakcija gore i dole kvarkova
I slabi naboji protona i neutrona. Predviđanja Standardnog modela za slaba naelektrisanja su bila:
Q W (p) = 0,0710 ± 0,0007,
Q W (n) = -0,9890 ± 0,0007.
A prema rezultatima rasipanja, eksperiment je dao sljedeće vrijednosti:
Q W (p) = 0,063 ± 0,012,
Q W (n) = -0,975 ± 0,010.
Što se vrlo dobro slaže sa teorijom, uzimajući u obzir grešku. Eksperimentatori kažu da će obradom više podataka dodatno smanjiti grešku. A ako bude bilo kakvih iznenađenja ili neslaganja sa standardnim modelom, to će biti super! Ali ništa ne ukazuje na ovo:
Dakle, čestice imaju slab naboj, ali ga ne širimo, jer ga je nerealno teško izmjeriti. Ali ipak smo to uradili i očigledno ponovo potvrdili standardni model.
Feynmanov dijagram beta raspada neutrona na proton, elektron i elektronski antineutrino kroz intermedijarni W-bozon jedan je od četiri osnovna fizičke interakcije između elementarnih čestica zajedno sa gravitacionim, elektromagnetnim i jakim. Njegova najpoznatija manifestacija je beta raspad i povezana radioaktivnost. Interakcija je imenovana slab budući da je intenzitet polja koje mu odgovara je 10 13 manji nego u poljima koja drže zajedno nuklearne čestice (nukleone i kvarkove) i 10 10 manji od kulonovskog na ovim skalama, ali mnogo jači od gravitacionog. Interakcija ima kratak domet i manifestuje se samo na udaljenostima reda veličine atomskog jezgra.Prvu teoriju slabe interakcije predložio je Enrico Fermi 1930. Prilikom razvoja teorije koristio je hipotezu Wolfganga Paulija o postojanju nove elementarne čestice neutrina u to vrijeme.
Slaba interakcija opisuje one procese nuklearne fizike i fizike elementarnih čestica koji se odvijaju relativno sporo, za razliku od brzih procesa zbog jake interakcije. Na primjer, vrijeme poluraspada neutrona je oko 16 minuta. – Vječnost u odnosu na nuklearne procese koje karakterizira vrijeme od 10 -23 s.
Za poređenje nabijeni pioni? ± raspadaju kroz slabu interakciju i imaju životni vijek od 2,6033 ± 0,0005 x 10 -8 s, dok neutralni pion? 0 se raspada na dva gama kvanta putem elektromagnetne interakcije i ima životni vijek od 8,4 ± 0,6 x 10 -17 s.
Druga karakteristika interakcije je srednji slobodni put čestica u materiji. Čestice koje stupaju u interakciju putem elektromagnetne interakcije - nabijene čestice, gama kvanti, mogu se zadržati pomoću željezne ploče debljine nekoliko desetina centimetara. Dok neutrino, u slaboj interakciji, prolazi, ne sudarajući se ni jednom, kroz sloj metala debeo milijardu kilometara.
Slaba interakcija uključuje kvarkove i leptone, uključujući neutrine. U tom slučaju se mijenja aroma čestica, tj. njihov tip. Na primjer, kao rezultat raspada neutrona, jedan od njegovih d-kvarkova pretvara se u u-kvark. Neutrini su jedinstveni po tome što stupaju u interakciju s drugim česticama samo iza slabe, a još uvijek slabe, gravitacijske interakcije.
Prema modernim konceptima formulisanim u Standardnom modelu, slabu interakciju nose kalibarski W i Z bozoni, koji su otkriveni na akceleratorima 1982. Njihove mase su 80 i 90 masa protona. Razmjena virtuelnih W-bozona naziva se nabijena struja, a razmjena Z-bozona neutralna struja.
Vrhovi Feynmanovih dijagrama koji opisuju moguće procese koji uključuju gabaričke W i Z bozone mogu se podijeliti u tri tipa:
Lepton može viprominirati ili apsorbirati W-bozon i pretvoriti se u neutrino;
kvark može viprominirati ili apsorbirati W-bozon i promijeniti njegovu aromu, postajući superpozicija drugih kvarkova;
lepton ili kvark mogu apsorbovati ili viprominiti Z-bozon
Sposobnost čestice da ima slabu interakciju opisuje se kvantnim brojem, koji se naziva slabim izospinom. Moguće vrijednosti izospina za čestice koje mogu razmjenjivati W i Z bozone su ± 1/2. Upravo te čestice međusobno djeluju putem slabe sile. Čestice sa nultim slabim izospinom ne reaguju izvan slabe uzajamnosti, za koju su procesi W i Z razmene bozonima nemogući. Slab izospin je očuvan u reakcijama između elementarnih čestica. To znači da ukupni slabi izospin svih čestica uključenih u reakciju ostaje nepromijenjen, iako se tipovi čestica mogu promijeniti.
Karakteristika slabe interakcije je da narušava paritet, jer samo fermioni sa lijevom kiralnošću i antičestice fermiona sa desnom kiralnošću imaju sposobnost slabe interakcije kroz nabijene struje. Neočuvanje pariteta u slaboj interakciji otkrili su Yang Zhenning i Li Zhengdao, za što su dobili Nobelovu nagradu za fiziku 1957. Razlog za neočuvanje parnosti vidi se u spontanom narušavanju simetrije. U okviru Standardnog modela, hipotetička čestica, Higsov bozon, odgovara kršenju simetrije. Ovo je jedini dio običnog modela koji još nije eksperimentalno otkriven.
U slučaju slabe interakcije, CP simetrija je također narušena. Ovo kršenje je otkriveno eksperimentalno 1964. godine u eksperimentima sa kaonom. Autori otkrića, James Cronin i Val Fitch, dobili su Nobelovu nagradu za 1980. Kršenje CP-simetrije se događa mnogo rjeđe od kršenja pariteta. To također znači, budući da je očuvanje CPT-simetrije zasnovano na fundamentalnim fizičkim principima - Lorentz transformacijama i interakcijama kratkog dometa, mogućnost narušavanja T-simetrije, tj. nepromjenjivost fizičkih procesa u smislu promjene smjera vremena.
Godine 1969. izgrađena je jedinstvena teorija elektromagnetnih i slabih nuklearnih interakcija, prema kojoj pri energijama od 100 GeV, što odgovara temperaturi od 10 15 K, nestaje razlika između elektromagnetnih i slabih procesa. Eksperimentalna provjera ujedinjene teorije elektroslabih i jakih nuklearnih interakcija zahtijeva povećanje energije akceleratora za sto milijardi puta.
Teorija elektroslabe interakcije zasniva se na grupi simetrije SU(2).
Uprkos svojoj maloj veličini i kratkom trajanju, slaba interakcija je vrlo učinkovita važnu ulogu u prirodi. Kada bi bilo moguće "isključiti" slabu interakciju, Sunce bi se ugasilo, jer bi proces pretvaranja protona u neutron, pozitron i neutrino postao nemoguć, uslijed čega se 4 protona pretvaraju u 4 On, dva pozitrona i dva neutrina. Ovaj proces je glavni izvor energije za Sunce i većinu zvijezda (vidi Vodikov ciklus). Procesi slabe interakcije važni su za evoluciju zvijezda, jer uzrokuju gubitak energije vrlo vrućih zvijezda u eksplozijama supernove s formiranjem pulsara itd. Da nije bilo slabe interakcije u prirodi, mioni, pi-mezoni i druge čestice bi bile stabilne i raširene u običnoj materiji. Ovako važna uloga slabe interakcije je zbog činjenice da se ne pridržava niza zabrana karakterističnih za jake i elektromagnetne interakcije. Konkretno, slaba interakcija pretvara nabijene leptone u neutrine, a kvarkove jedne arome u kvarkove druge.
MINISTARSTVO PROSVETE I NAUKE RUSIJE
budžet savezne države obrazovne ustanove
viši stručno obrazovanje
"Sanktpeterburški državni elektrotehnički univerzitet "LETI" nazvan po V. I. Uljanovu (Lenjinu)"
(SPbGETU)
Fakultet za ekonomiju i menadžment
Odsjek za fiziku
U disciplini "Koncepti savremene prirodne nauke"
na temu "Slaba interakcija"
Provjereno:
Altmark Aleksandar Mojsejevič
Izvedeno:
student gr. 3603
Koliseckaja Marija Vladimirovna
St. Petersburg
1. Slaba sila je jedna od četiri osnovne sile
Istorija studija
Uloga u prirodi
Slaba sila je jedna od četiri fundamentalne sile
Slaba sila, ili slaba nuklearna sila, jedna je od njih četiri fundamentalna interakcije
Slaba interakcija je kratkog dometa - manifestira se na udaljenostima mnogo manjim od veličine atomskog jezgra
Nosioci slabe interakcije su vektorski bozoni
Po prvi put su uočene slabe interakcije tokom raspadanja atomska jezgra. I, kako se ispostavilo, ovi raspadi su povezani s transformacijama protona u neutron u jezgri i obrnuto:
R? n + e+ + ?e, n? p + e- + e,
gdje je n neutron, p je proton, e- je elektron, ??e je elektronski antineutrino.
Elementarne čestice se obično dijele u tri grupe:
) fotoni; ova grupa se sastoji od samo jedne čestice - fotona - kvanta elektromagnetno zračenje;
) leptoni (od grčkog "leptos" - svjetlost), koji učestvuju samo u elektromagnetnim i slabim interakcijama. Leptoni uključuju elektronski i mionski neutrino, elektron, mion i teški lepton otkriven 1975. godine - t-lepton, ili taon, sa masom od približno 3487 me, kao i njihove odgovarajuće antičestice. Naziv leptoni je zbog činjenice da su mase prvih poznatih leptona bile manje od masa svih ostalih čestica. Leptoni takođe uključuju taonski neutrino, čije postojanje u novije vrijeme takođe osnovana;
) hadroni (od grčkog "adros" - veliki, jak). Hadroni imaju snažnu interakciju zajedno sa elektromagnetnom i slabom. Od čestica o kojima smo gore govorili, to uključuje proton, neutron, pione i kaone.
Svojstva slabe interakcije
Slaba interakcija ima karakteristična svojstva:
Svi fundamentalni fermioni učestvuju u slaboj interakciji
Operacija P mijenja predznak bilo kojeg polarnog vektora
Operacija prostorne inverzije transformiše sistem u zrcalnu simetriju. Zrcalna simetrija se uočava u procesima pod dejstvom jakih i elektromagnetnih interakcija. Zrcalna simetrija u ovim procesima znači da se u zrcalno-simetričnim stanjima prelazi ostvaruju sa istom vjerovatnoćom.
G. ? Yang Zhenning, Li Zongdao primio nobelova nagrada u fizici. Za duboka istraživanja takozvanih zakona pariteta, što je dovelo do važna otkrića u oblasti elementarnih čestica.
Pored prostornog pariteta, slaba interakcija takođe ne čuva kombinovani paritet prostor-naboja, odnosno jedina poznata interakcija krši princip CP invarijantnosti
Simetrija naboja znači da ako postoji bilo koji proces koji uključuje čestice, onda kada su zamijenjene antičesticama (konjugacija naboja), proces također postoji i dešava se sa istom vjerovatnoćom. Simetrija naboja je odsutna u procesima koji uključuju neutrine i antineutrine. U prirodi postoje samo levoruki i desnoruki antineutrini. Ako se svaka od ovih čestica (radi određenosti smatrat ćemo elektronskim neutrino?e i antineutrinom e) podvrgnuta konjugaciji naboja, onda će se pretvoriti u nepostojeće objekte s leptonskim brojevima i helikitetima.
Dakle, i P- i C-invarijantnost su narušene u slabim interakcijama. Međutim, ako se izvedu dvije uzastopne operacije na neutrinu (antineutrino)? P- i C-transformacije (redoslijed operacija nije bitan), onda opet dobijamo neutrine koji postoje u prirodi. Redoslijed operacija i (ili obrnutim redoslijedom) naziva se CP-transformacija. Rezultat CP transformacije (kombinovana inverzija) ?e i e je sljedeći:
Dakle, za neutrine i antineutrine, operacija koja pretvara česticu u antičesticu nije operacija konjugacije naboja, već CP transformacija.
Istorija studija
Proučavanje slabih interakcija nastavilo se dugo vremena.
Godine 1896. Becquerel je otkrio da soli uranijuma emituju prodorno zračenje (?-raspad torijuma). Ovo je bio početak proučavanja slabe interakcije.
Pauli je 1930. izneo hipotezu da se svetlosne neutralne čestice emituju zajedno sa elektronima (e) tokom raspada? neutrina (?). Iste godine Fermi je predložio kvantnu teoriju polja?-raspada. Raspad neutrona (n) posljedica je interakcije dviju struja: struja adrona pretvara neutron u proton (p), leptonska struja stvara par elektron + neutrino. Godine 1956. Reines je prvi promatrao reakciju ep? ne+ u eksperimentima u blizini nuklearnog reaktora.
Lee i Yang su objasnili paradoks u raspadima K+ mezona (? ~ ? zagonetka) ? raspadaju na 2 i 3 piona. To se odnosi na neočuvanje prostornog pariteta. Asimetrija ogledala je pronađena u raspadu jezgara, raspadima miona, piona, K-mezona i hiperona.
1957. predložili su Gell-Mann, Feynman, Marshak, Sudarshan univerzalna teorija slaba interakcija, zasnovana na kvarkovnoj strukturi hadrona. Ova teorija, tzv V-A teorija, dovelo je do opisa slabe interakcije pomoću Feynmanovih dijagrama. Istovremeno su otkriveni fundamentalno novi fenomeni: kršenje CP invarijantnosti i neutralne struje.
Šezdesetih godina prošlog vijeka od Sheldona Lee Glashowa
U periodu 1991-2001. na LEP2 akceleratoru (CERN) proučavani su raspadi Z0-bozona, što je pokazalo da u prirodi postoje samo tri generacije leptona: ?e, ?? i??.
Uloga u prirodi
nuklearna sila je slaba
Najčešći proces zbog slabe interakcije je b-raspad radioaktivnih atomskih jezgara. Fenomen radioaktivnosti<#"justify">Bibliografija
1. Novozhilov Yu.V. Uvod u teoriju elementarnih čestica. Moskva: Nauka, 1972
Okun B. Slaba interakcija elementarnih čestica. Moskva: Fizmatgiz, 1963
Slaba interakcija.
Fizika je polako napredovala ka otkrivanju postojanja slabe interakcije. Slaba sila je odgovorna za raspad čestica. Stoga je njegova manifestacija naišla na otkriće radioaktivnosti i proučavanje beta raspada (vidjeti 8.1.5).
Beta raspad je pokazao veoma bizarnu osobinu. Činilo se da je u ovom raspadu zakon održanja energije narušen, da je dio energije negdje nestao. Da bi "spasio" zakon održanja energije, V. Pauli je sugerisao da tokom beta raspada, zajedno sa elektronom, izleti još jedna čestica, koja sa sobom nosi energiju koja nedostaje. Neutralan je i ima neuobičajeno veliku prodornu moć, zbog čega se nije mogao uočiti. E. Fermi je nevidljivu česticu nazvao "neutrino".
Ali predviđanje neutrina je samo početak problema, njegova formulacija. Bilo je potrebno objasniti prirodu neutrina, ostalo je mnogo misterije. Činjenica je da su elektrone i neutrine emitovala nestabilna jezgra, ali se znalo da takvih čestica nema unutar jezgara. Kako su nastali? Ispostavilo se da su neutroni koji čine jezgro, prepušteni sami sebi, nakon nekoliko minuta raspadnuli se na proton, elektron i neutrino. Koje su sile koje uzrokuju takav raspad? Analiza je pokazala da poznate sile ne mogu izazvati takav raspad. Njega je, očigledno, stvorila neka druga, nepoznata sila, što odgovara nekoj "slabi interakciji".
Slaba interakcija je mnogo manja po veličini od svih interakcija, osim gravitacione. Tamo gdje je prisutan, njegovi efekti su zasjenjeni elektromagnetnim i jakim interakcijama. Osim toga, slaba interakcija se proteže na vrlo male udaljenosti. Radijus slabe interakcije je vrlo mali (10-16 cm). Stoga ne može utjecati ne samo na makroskopske, već čak i na atomske objekte i ograničen je na subatomske čestice. Osim toga, u poređenju sa elektromagnetskom i jakom interakcijom, slaba interakcija je izuzetno spora.
Kada je počelo lavinsko otkriće mnogih nestabilnih subnuklearnih čestica, otkriveno je da većina njih učestvuje u slaboj interakciji. Slaba interakcija igra veoma važnu ulogu u prirodi. Sastavni je dio termonuklearnih reakcija na Suncu, zvijezdama, obezbjeđujući sintezu pulsara, eksplozije supernove, sintezu hemijski elementi u zvezdama itd.
