V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
Na klasické úrovni (pro slabá pole) gravitace popsána Newtonovým zákonem všeobecné gravitace,
v obecné exaktní formě pak Einsteinovými rovnicemi gravitačního pole rámci obecné teorie
relativity gravitace zde vyjádřena jako zakřivený prostoročas. hadronizovat dvojicích (vznikají mezony) trojicích (vznikají
baryony)*). prostoru mezi kvarky takové množství gluonů, jejich vzájemné
silové působení "odstiňuje" přitažlivost mezi kvarky.Witten, r. síla "držící svět pohromadě": váže pozemská tělesa, vodu atmosféru
k Zemi, udržuje Zemi ostatní planety oběžných drahách kolem Slunce, udržuje Slunce a
ostatní hvězdy funkci citlivě regulovaného termonukleárního reaktoru, váže hvězdy galaxiích,
řídí vývoj Vesmíru jako celku.1984), pokud byl kvark-gluonové plasmě obsažen dostatečný počet "podivných"
s-kvarků (vedle obvyklých kvarků tvořících nukleony), může zabránit hadronizaci takováto "podivná kvarková
hmota" může být stabilní.
I když gravitace nejslabší silou, díky své univerzálnosti kumulativní charakter při
velkém nahromadění hmoty může zesílit natolik, překoná všechny ostatní síly. Při zrychleném pohybu
gravitujících těles budí časově proměnné gravitační pole, přičemž podle Einsteinových rovnic
vznikají gravitační vlny, které šíří prostoru odnášejí část energie hybnosti) zdroje.
Co udržuje svět pohromadě? aneb: typy interakcí přírodě
Veškeré výsledky dosavadního fyzikálního přírodovědeckého bádání ukazují, všechny struktury a
jevy přírodě jsou podmíněny působením jen čtyř základních druhů interakcí :
■ Gravitační interakce
Gravitační interakce nejrozšířenějším druhem interakce přírodě. Jakékoli experimentální potvrzení preonové hypotézy zatím chybí.
*) Byla vyslovena hypotéza (E. dochází opětnému uvěznění kvarků gluonů kvark-
gluonové plasmy hadronů kvarky začnou tzv.cz/JadRadFyzika5. Žádné experimentální důkazy pro takový exotický stav hmoty zatím nejsou. Vzniká otázka, zda tímto hierarchie struktury hmoty konečná? Nebo
je každá "elementární" částice tvořena dalšími, ještě "elementárnějšími" částicemi? základě některých
(značně neurčitých) výsledků rozptylových experimentů byla vyslovena hypotéza, kvarky snad leptony) mohly
být složeny ještě "menších" částic, nazvaných preony. Každý kvark mohl být tvořen třemi preony.RNDr. Jsou to
somony určující generaci druhy, nulový náboj), flavony určující "vůni" druhy, náboj 1/2) chromony určující
"barvu" druhy, náboj 1/6). Působí mezi všemi tělesy, poli
a částicemi univerzální povahu. Naráží zde na
některé teoretické problémy souvisejícími velmi malými rozměry (menšími než cca 10-15cm) preonů jejich
lokalizace, které podle kvantového principu neurčitosti měly vést nepřípustně velké efektivní hybnosti tím
i hmotnosti, vyšší než odpovídá skutečným hmotnostem. Hmota tomto stavu kratičký okamžik tvořena
rovnovážnou směsicí (asymptoticky volných) kvarků gluonů. Při těchto
velmi vysokých teplotách hustotách jsou hadrony natlačeny tak blízko sebe, vzájemně "prolínají" svou
kvarkovou strukturou ztrácejí svoji "identitu".
Při běžném studiu interakcí elementárních částic nemá gravitace díky své slabosti žádný vliv, i
když tušíme, nejmenších mikroměřítcích řádu 10-33cm (Planckova délka) může zde hrát
http://astronuklfyzika.5 Elementární částice
hadronová hmota zahřeje extrémně vysokou teplotu vyšší než 1012°K, tehdy hustota kinetické energie
mnohonásobně převyšuje hustotu energie jádře, střední volná dráha kvarků menší než poloměr jádra. Předpokládá se, právě taková kvark-
gluonová plasma tvořila hmotu vesmíru jeho počátečních stádiích tzv.
Nepůsobí-li další síly, kratičký okamžik cca 10-22sec. Kvanty
těchto gravitačních vln jsou hypotetické gravitony. hadronové éře velkém třesku.htm (25 43) [15.10.2008 12:13:46]
. Tento vysoce "exotický" stav hmoty nazývá
kvark-gluonová plasma. Kvark-gluonová plasma vzniká kratičký okamžik při srážkách vysokoenergetických částic hadronů
a atomových jader urychlovačích (kde pomocí složitých systémů detektorů monitorují vznikající
spršky sekundárních částic baryonů, pionů, kaonů) kosmickém záření. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika. Může pak vést
ke katastrofickým jevům jako gravitační kolaps vznik černých děr, kosmologickém měřítku
pak gravitace rozhoduje osudu celého vesmíru (jedna možností dokonce gravitační zhroucení
celého vesmíru "ohnivé pece velkého krachu"). dlouhý dosah (neomezený) vždy přitažlivá*),
má "kumulativní" charakter.
Preonová hypotéza
Podle standardního modelu elementárních částic (viz níže) jsou základními "stavebními kameny" hmoty
fundamentální fermiony kvarky leptony. 1
