Topik dalam Fizik Zarah

Daripada blok binaan jirim yang paling kecil hingga ke simetri paling mendalam alam semesta — satu gambaran keseluruhan daripada mudah kepada kompleks.

01 · Asas

Zarah Asas

Apakah jirim pada tahap yang paling kecil? Quark, lepton dan boson ialah blok binaan yang tidak boleh dipecahkan lagi, yang membentuk segala-galanya — daripada atom hinggalah bintang. Tiada mikroskop di dunia ini cukup halus untuk melihatnya secara langsung.

Permulaan
Lihat Gambaran Keseluruhan →
Proton (uud) u d u Gluon
02 · Daya

Empat Daya Asas

Graviti, elektromagnetisme, daya kuat dan daya lemah — empat daya ini menguasai seluruh alam semesta. Setiap satu disalurkan melalui zarah pertukarannya sendiri dan bertindak pada skala yang sangat berbeza.

Asas
Ke Halaman Terperinci →
G Graviti γ Elektro- magnet g Kuat W/Z Lemah
03 · Model

Model Piawai

Gambaran paling lengkap fizik yang kita miliki: 17 zarah, empat daya, satu teori. Model Piawai menerangkan hampir segala-galanya dengan ketepatan yang menakjubkan — kecuali graviti dan jirim gelap.

Sederhana
Ke Model Piawai →
I II III Boson u c t d s b e⁻ μ⁻ τ⁻ νe νμ ντ γ W± Z g H Q Q L ν 17 Zarah — 1 Model
04 · Fenomena

Kesan Kuantum

Eksperimen dwicelah, kesan terowong, keterjeratan, teleportasi — empat eksperimen yang keputusannya bercanggah dengan naluri harian, namun tetap boleh dihasilkan semula dengan tepat setiap kali. Tukar antara keadaan eksperimen.

Sederhana
Lihat Kesan-Kesannya →
Interferensi Dwicelah
05 · Teori

Teori Medan Kuantum

Zarah bukanlah bola-bola kecil, sebaliknya keadaan teruja medan terkuantum yang meresap ke seluruh ruang. Foton ialah getaran medan elektromagnet — wujud di mana-mana serentak, sehingga ia diukur.

Lanjutan
Ke Halaman Terperinci →
Zarah (Keadaan Teruja) Medan Terkuantum φ(x,t)
06 · Simetri

Simetri & Hukum Keabadian

Teorem Noether oleh Emmy Noether mengaitkan setiap simetri selanjar dengan satu kuantiti abadi: keinvarianan masa → keabadian tenaga, translasi ruang → keabadian momentum. Simetri ialah sebab paling mendalam di sebalik hukum alam.

Lanjutan
Ke Halaman Terperinci →
U(1) Simetri Sim. Keb. Masa Tenaga Ruang Momentum Teorem Noether
07 · Daya Kuat

Kurungan Quark & QCD

Quark tidak pernah wujud bersendirian — daya kuat antara mereka bertambah kuat dengan jarak, seperti getah elastik. Jika cuba dipisahkan, tenaga yang tersimpan serta-merta mencipta sepasang quark baharu. Kromodinamik kuantum menerangkan cas warna ini melalui lapan jenis gluon.

Lanjutan
Ke Halaman Terperinci →
q merah q̄ anti-hijau Tiub Fluks (Medan Warna) q q̄ → penghasilan pasangan spontan Kurungan
08 · Penyatuan

Penyatuan Elektrolemah

Pada tenaga yang sangat tinggi, elektromagnetisme dan daya lemah bergabung menjadi satu daya tunggal — daya elektrolemah. Weinberg, Salam dan Glashow menunjukkan bahawa γ, W± dan Z ialah manifestasi berbeza daripada teori yang sama.

Kompleks
Ke Halaman Terperinci →
E → γ W/Z ~100 GeV (W/Z, SppS 1983) Elektro- lemah
09 · Higgs

Mekanisme Higgs

Mengapa zarah mempunyai jisim? Medan Higgs meresap ke seluruh ruang dan memecahkan simetri elektrolemah secara spontan. Zarah yang berinteraksi dengannya lalu memperoleh jisim inersia. Boson Higgs ialah keadaan teruja medan ini — dibuktikan di CERN pada tahun 2012.

Kompleks
Lihat Boson Higgs →
Vakum Fasa simetri (tidak stabil) V(φ) Potensi Topi Meksiko
10 · Batasan

Melangkaui Model Piawai

Model Piawai tidak menerangkan jirim gelap, graviti pada peringkat kuantum, mahupun dominasi jirim berbanding antijirim dalam alam semesta. Supersimetri, teori tali dan Grand Unified Theories cuba mencari peringkat yang lebih mendalam — setakat ini masih tanpa bukti eksperimen.

Tercanggih
Ke Halaman Terperinci →
Tidak Diketahui / BSM QFT SM Higgs SUSY Tali GUT Jirim Gelap ? ? Belum terjawab: graviti, jirim gelap, …