Вселенная огромна, но состоит она из крохотных частиц. В таблице Менделеева находятся такие элементы, как углерод, кислород и иные строительные блоки, из которых сложены планеты, животные или стаканы с соком. С начала 20-го века ученые начали находить базовые частицы, которые меньше атомов. Но какая из этих частиц самая маленькая? А какая самая большая? Что говорят по этому поводу эксперты, расскажем далее.
Что говорит Дон Линкольн
Дон Линкольн, сотрудник Национальной ускорительной лаборатории им. Ферми (Фермилаб), которая находится недалеко от Чикаго, является одним из исследователей, желающих понять, какая частица во Вселенной самая крохотная, а какая самая большая. В Фермилабе ученые применяют ускоритель, при помощи которого разбивают атомы и изучают их обломки. Линкольн говорит, что размер частиц можно замерить двумя способами:
- Определить их физический размер (к примеру, вычислить диаметр шара).
- Установить их массу.
Самая крохотная частица
С точки зрения массы на вышеуказанные вопросы легко дать ответ. Линкольн заявил, что из всех известных частиц лишь нейтрино имеет самую небольшую массу. Но он указал, что мы не можем точно измерить вес нейтрино, потому что приборы, применяемые для определения массы элементарных частиц, малочувствительны.
«Нейтрино представляет собой некий призрак субатомной вселенной», - сказал ученый. Известно, что нейтрино слабо контактирует с любым веществом и по численности является вторым после фотонов. Фактически именно в это мгновение через вас пролетают триллионы нейтрино. Эти частицы перемещаются со скоростью, почти идентичной скорости света.
Ядро любого атома состоит из электронов, нейтронов и протонов. Линкольн утверждает, что нейтроны и протоны составляют 1/10 размера ядра. Электрон имеет массу, которая близка к нулю, но в действительности весит в 500 000 раз больше, чем нейтрино. Из этого следует, что самая маленькая частица весит намного меньше электрона.
Самая большая частица
Самая крупная (с точки зрения массы) частица – это топ-кварк. По словам Линкольна, она имеет величину 172,5 млрд электрон-вольт. Кварки - еще одна основная частица, которую нельзя разбить на части. Ученые выявили 6 видов кварков: очарованный (charm), нижний (down), верхний (up), странный (strange), красивый (beauty), истинный (true). Нижние и верхние кварки составляют нейтроны и протоны и весят 5 млн и 3 млн электрон-вольт соответственно. Для сравнения: масса топ-кварка в 57 500 раз больше, чем ап-кварка.
Физические размеры частиц
На вопрос о физических размерах ответить сложнее. Ученым известен физический размер кое-каких частиц, но не самых крохотных. Некоторые частицы, к примеру вирусные, на самом деле весьма большие.
Линкольн предложил использовать такой масштаб: простая частица вируса имеет длину от 250 до 400 нм (нанометр равен 10^-9 м), а обычное атомное ядро - 10^-14 м (0,00000000000001 м). Это указывает на то, что ядро атома относительно вируса такое же маленькое, как вирус в сравнении с человеком.
Сегодня самый небольшой физический параметр, который эксперты могут замерить при помощи ускорителя частиц, меньше протона в 2000 раз. Пока что экспертам удалось лишь установить, что кварки меньше этого размера, но они не знают, насколько. Работа экспертов обнародована в Live Science.
