В научно-популярных статьях так часто упоминаются прорывные открытия, связанные с мельчайшими «кирпичиками», из которых построена Вселенная, что невозможно понять, до какого уровня минимализма дошла физика как прикладная с ускорителями вплоть до пресловутого Большого адронного коллайдера, якобы способного заглянуть за изнанку мироздания, так и теоретическая, предугадывающая «то, чего не может быть». Мюоны, бозоны, кварки, нейтрино – какая самая маленькая частица из этого списка на самом деле, предстоит разобраться. Ведь интересно, что она из себя представляет, и чем грозит в хорошем или фатальном плане ее возможное использование будущему человечества.

Что открыто учеными?

Самая маленькая частица – как ее зовут?

То, что, по крылатому выражению В.С. Высоцкого, «доценты с кандидатами» во главе с гениями, такими как Альберт Эйнштейн, и многие другие «секретные» физики по всему миру могут открыть все, что угодно – от нейлона для дамских чулок к 8 Марта до термоядерной бомбы к Рождеству Христову, неоднократно и неожиданно осчастливленному человечеству понятно уже очень давно.

Попробуем разобраться, что именно уже было открыто, изобретено, предсказано ими на стыке фундаментальной / прикладной физики с другими направлениями науки за последние десятилетия в области элементарных частиц.

Нужно перечислить их поименно, попробовать понять объяснения специалистов о том, какая из них реально или гипотетически претендует на звание самой маленькой:

  • Электрон. Еще из школьного курса физики помнится, что это - самая мелкая составляющая атома, из которых и состоит все на свете. Эта элементарная частица имеет отрицательный заряд и очень маленькую массу, равную 9, 109 х 10 - 31 кг, а его размеры - около 10 -22 м.

    Что открыто учеными?

  • Позитрон. Парная частица, имеющая положительный заряд. В остальном имеет те же физические характеристики, как и у электрона. Парадоксально, но она относится к антивеществу. Ученые считают, первоначально после Большого взрыва, создавшего Вселенную, их количество было одинаково, но потом паритет был нарушен, и позитроны аннигилировались. Интересно, что при отсутствии рядом электронов они стабильны. Их рождение происходит в недрах звезд, в том числе в процессе термоядерной реакции, постоянно идущей внутри Солнца, а также при взаимодействии космического вещества с гамма-квантовым и другими излучениями, всегда пронизывающими пространство.

    Позитрон

  • Протон и нейтрон, имеющие общее научное наименование – нуклоны. Эти знакомые по названиям еще из школы элементарные частицы, из которых состоит атомное ядро, намного больше электрона / позитрона. Их размер составляет около 10 -16 м.

    Протон и нейтрон

  • Квант и фотон. Это составляющие света, в общем понимании этого слова, включающего в себя не только видимую человеком часть спектра, ведущего себя одновременно то как поток невообразимо малых частиц, то как волна. Поэтому главная характеристика для них - энергия, а не физические размеры, масса.

    Квант и фотон

  • Нейтрино. Это самая «пронырливая» из элементарных частиц, пронизывающая без особых проблем все пространство Вселенной, вполне может претендовать на звание самой маленькой. Ученые считают, что у открытого только в 1956 году нейтрино масса в 250 тыс. раз меньше электрона, хотя, конечно, «весов», способных точно определить ее, не предвидится даже в далеком будущем.

    Нейтрино

Все измерения размеров, массы таких частиц определяются в результате сложных расчетов, основанных на наблюдениях, косвенных данных. Изучение требует огромных вложений средств, усилий ученых многих стран. Большой адронный коллайдер тому показательный пример.

Гипотетические частицы

Кроме привычных, существуют и более интригующие названия:

  • Бозон Хиггса – это субатомная частица. Ее открытие, понимание свойств могло бы объяснить, по мнению большинства ученых, механизм появления Вселенной, в том числе то, почему материя / космическое вещество обладает массой. Поэтому часто ее называют «частицей бога». Говорить о ее размерах, весе пока преждевременно, потому что научное сообщество до сих пор до конца не уверено, что нашло ее.

    Гипотетические частицы

  • Гравитоны, отвечающие в том числе за силу притяжения. Их ищут до сих пор.

    Гравитоны

Сегодня планковская черная дыра как самая маленькая частица во Вселенной существует только в теоретических построениях. Тем не менее, считают, что это устойчивые физические частицы, из которых состоят загадочные черные дыры, образуются в результате ядерных реакций. Обнаружить их экспериментально мешают два фактора: очень короткий промежуток существования и огромное количество энергии, необходимой для их синтеза. Пока научно-технический потенциал человечества этого не позволяет сделать, но так как вызов ему брошен, то, скорее, рано, чем поздно, эта черная дыра будет найдена экспериментальным путем, а не только в теории.

Читайте также:

Самые маленькие собаки, их породы, названия с фото

Какая самая маленькая страна в мире: рекорды