સૌથી નાનો કણ. બધું શું સમાવે છે?

અકલ્પનીય તથ્યો

લોકો મોટા પદાર્થો પર ધ્યાન આપવાનું વલણ ધરાવે છે જે તરત જ આપણું ધ્યાન આકર્ષિત કરે છે.

તેનાથી વિપરિત, નાની વસ્તુઓ પર કોઈનું ધ્યાન ન જાય, જો કે આ તેમને કોઈ ઓછું મહત્વ આપતું નથી.

તેમાંના કેટલાકને આપણે નરી આંખે જોઈ શકીએ છીએ, અન્ય માત્ર માઇક્રોસ્કોપની મદદથી જોઈ શકીએ છીએ, અને એવા પણ છે કે જેની માત્ર સૈદ્ધાંતિક રીતે કલ્પના કરી શકાય છે.

અહીં વિશ્વની સૌથી નાની વસ્તુઓનો સંગ્રહ છે, જેમાં નાના રમકડાં, લઘુચિત્ર પ્રાણીઓ અને લોકોથી માંડીને અનુમાનિત સબએટોમિક કણોનો સમાવેશ થાય છે.

વિશ્વની સૌથી નાની પિસ્તોલ

વિશ્વની સૌથી નાની રિવોલ્વર સ્વિસ મિની ગનતે દરવાજાની ચાવી કરતાં મોટી દેખાતી નથી. જો કે, દેખાવ છેતરનાર હોઈ શકે છે, અને પિસ્તોલ, જે માત્ર 5.5 સેમી લાંબી છે અને તેનું વજન માત્ર 20 ગ્રામ છે, તે 122 મીટર પ્રતિ સેકન્ડની ઝડપે શૂટ કરી શકે છે. નજીકના અંતરે મારવા માટે આ પૂરતું છે.

વિશ્વનો સૌથી નાનો બોડી બિલ્ડર

ગિનિસ બુક ઓફ રેકોર્ડ્સ અનુસાર આદિત્ય "રોમિયો" દેવભારતનો (આદિત્ય “રોમિયો” દેવ) વિશ્વનો સૌથી નાનો બોડી બિલ્ડર હતો. માત્ર 84 સેમી ઉંચા અને 9 કિલો વજન સાથે, તે 1.5 કિલો ડમ્બેલ્સ ઉપાડી શક્યો અને તેના શરીરને સુધારવામાં ઘણો સમય પસાર કર્યો. કમનસીબે, સપ્ટેમ્બર 2012માં મગજની એન્યુરિઝમ ફાટી જવાને કારણે તેમનું અવસાન થયું.

વિશ્વની સૌથી નાની ગરોળી

ખારાગુઆન ગોળા ( સ્ફેરોડેક્ટિલસ એરિયાસી) એ વિશ્વનો સૌથી નાનો સરિસૃપ છે. તેની લંબાઈ માત્ર 16-18 મીમી છે અને તેનું વજન 0.2 ગ્રામ છે. તે ડોમિનિકન રિપબ્લિકના જરાગુઆ નેશનલ પાર્કમાં રહે છે.

વિશ્વની સૌથી નાની કાર

59 kg પર, Peel 50 એ વિશ્વની સૌથી નાની પ્રોડક્શન કાર છે. આમાંથી લગભગ 50 કાર 1960 ના દાયકાની શરૂઆતમાં બનાવવામાં આવી હતી, અને હવે માત્ર થોડા જ મોડલ બાકી છે. આ કારના બે પૈડા આગળ અને એક પાછળ છે અને તે 16 કિમી પ્રતિ કલાકની ઝડપે પહોંચે છે.

વિશ્વનો સૌથી નાનો ઘોડો

વિશ્વનો સૌથી નાનો ઘોડો નામ આપવામાં આવ્યું છે આઈન્સ્ટાઈન 2010 માં બાર્નસ્ટેડ, ન્યુ હેમ્પશાયર, યુકેમાં જન્મ. જન્મ સમયે, તેણીનું વજન નવજાત બાળક (2.7 કિગ્રા) કરતા ઓછું હતું. તેણીની ઊંચાઈ 35 સેમી હતી.

વિશ્વનો સૌથી નાનો દેશ

વેટિકન વિશ્વનો સૌથી નાનો દેશ છે. આ એક નાનું રાજ્ય છે જેનું ક્ષેત્રફળ માત્ર 0.44 ચોરસ મીટર છે. કિમી અને 836 લોકોની વસ્તી કે જેઓ કાયમી રહેવાસી નથી. નાનો દેશ સેન્ટ પીટર બેસિલિકાની આસપાસ છે, જે રોમન કૅથલિકોનું આધ્યાત્મિક કેન્દ્ર છે. વેટિકન પોતે રોમ અને ઇટાલીથી ઘેરાયેલું છે.

વિશ્વની સૌથી નાની શાળા

ઈરાનમાં આવેલી કાલુ સ્કૂલને યુનેસ્કો દ્વારા વિશ્વની સૌથી નાની શાળા તરીકે માન્યતા આપવામાં આવી છે. ગામમાં જ્યાં શાળા આવેલી છે, ત્યાં માત્ર 7 પરિવારો રહે છે, જેમાં ચાર બાળકો છે: બે છોકરાઓ અને બે છોકરીઓ, જેઓ શાળામાં જાય છે.

વિશ્વની સૌથી નાની ચાની કીટલી

વિશ્વની સૌથી નાની ચાની કીટલી પ્રખ્યાત સિરામિકિસ્ટ દ્વારા બનાવવામાં આવી હતી વુ રુઈશેન(વુ રુઈશેન) અને તેનું વજન માત્ર 1.4 ગ્રામ છે.

વિશ્વનો સૌથી નાનો મોબાઈલ ફોન

ગિનીસ બુક ઓફ રેકોર્ડ્સ અનુસાર મોડુ ફોનને વિશ્વનો સૌથી નાનો મોબાઈલ ફોન માનવામાં આવે છે. 76 મિલીમીટરની જાડાઈ સાથે, તેનું વજન માત્ર 39 ગ્રામ છે. તેના પરિમાણો 72 mm x 37 mm x 7.8 mm છે. તેના નાના કદ હોવા છતાં, તમે કૉલ કરી શકો છો, SMS સંદેશા મોકલી શકો છો, MP3 ચલાવી શકો છો અને ફોટા લઈ શકો છો.

વિશ્વની સૌથી નાની જેલ

ચેનલ ટાપુઓમાં સાર્ક જેલ 1856 માં બનાવવામાં આવી હતી અને તેમાં બે કેદીઓ માટે એક કોષ છે.

વિશ્વનો સૌથી નાનો વાનર

દક્ષિણ અમેરિકાના ઉષ્ણકટિબંધીય વરસાદી જંગલોમાં રહેતા પિગ્મી માર્મોસેટ્સને વિશ્વના સૌથી નાના વાંદરાઓ ગણવામાં આવે છે. એક પુખ્ત વાંદરો 110-140 ગ્રામ વજન ધરાવે છે અને 15 સે.મી.ની લંબાઈ સુધી પહોંચે છે, તેમ છતાં તેઓ એકદમ તીક્ષ્ણ દાંત અને પંજા ધરાવે છે, તેઓ પ્રમાણમાં નમ્ર અને વિદેશી પાલતુ તરીકે લોકપ્રિય છે.

વિશ્વની સૌથી નાની પોસ્ટ ઓફિસ

અમેરિકાના સાન ફ્રાન્સિસ્કોમાં સૌથી નાની ટપાલ સેવા, WSPS (વિશ્વની સૌથી નાની ટપાલ સેવા), તમારા પત્રોને લઘુચિત્ર સ્વરૂપમાં અનુવાદિત કરે છે, તેથી પ્રાપ્તકર્તાએ તેને બૃહદદર્શક કાચ વડે વાંચવું પડશે.

વિશ્વનો સૌથી નાનો દેડકા

દેડકાની પ્રજાતિઓ પેડોફ્રાઇન એમ્યુએન્સિસ 7.7 મિલીમીટર લાંબી, તે માત્ર પાપુઆ ન્યુ ગિનીમાં જોવા મળે છે, અને તે વિશ્વનો સૌથી નાનો દેડકા અને સૌથી નાનો કરોડરજ્જુ છે.

વિશ્વનું સૌથી નાનું ઘર

અમેરિકન કંપનીનું વિશ્વનું સૌથી નાનું ઘર ટમ્બલવીડઆર્કિટેક્ટ જય શેફર દ્વારા કેટલાક લોકોના શૌચાલય કરતાં નાનું છે. જોકે આ ઘર માત્ર 9 ચો. મીટર નાના લાગે છે, તે તમને જોઈતી દરેક વસ્તુમાં બંધબેસે છે: કાર્યસ્થળ, બેડરૂમ, શાવર અને શૌચાલય સાથેનું બાથરૂમ.

વિશ્વનો સૌથી નાનો કૂતરો

ઊંચાઈના સંદર્ભમાં, ગિનિસ બુક ઓફ રેકોર્ડ્સ અનુસાર વિશ્વનો સૌથી નાનો કૂતરો કૂતરો છે. બો બો- ચિહુઆહુઆની ઊંચાઈ 10.16 સેમી અને વજન 900 ગ્રામ. તે અમેરિકાના કેન્ટુકીમાં રહે છે.

વધુમાં, તે વિશ્વનો સૌથી નાનો કૂતરો હોવાનો દાવો કરે છે. મૈસી- માત્ર 7 સેમીની ઉંચાઈ અને 12 સેમી લંબાઈ સાથે પોલેન્ડનું ટેરિયર.

વિશ્વનો સૌથી નાનો પાર્ક

મિલ એન્ડ્સ પાર્કપોર્ટલેન્ડ, ઓરેગોન, યુએસએ શહેરમાં - આ વિશ્વનો સૌથી નાનો ઉદ્યાન છે જેનો વ્યાસ માત્ર 60 સેમી છે, રસ્તાઓના આંતરછેદ પર સ્થિત એક નાના વર્તુળમાં એક બટરફ્લાય પૂલ, એક નાનું ફેરિસ વ્હીલ અને લઘુચિત્ર પ્રતિમાઓ છે.

વિશ્વની સૌથી નાની માછલી

માછલીની જાતો પેડોસાયપ્રિસ પ્રોજેનેટિકાકાર્પ પરિવારમાંથી, પીટ બોગ્સમાં જોવા મળે છે, લંબાઈમાં માત્ર 7.9 મિલીમીટર સુધી વધે છે.

વિશ્વનો સૌથી નાનો માણસ

72 વર્ષીય નેપાળી વ્યક્તિ ચંદ્ર બહાદુર ડાંગી(ચંદ્ર બહાદુર ડાંગી) 54.6 સે.મી.ની ઊંચાઈ ધરાવતા વિશ્વના સૌથી ટૂંકા વ્યક્તિ અને માણસ તરીકે ઓળખાયા હતા.

વિશ્વની સૌથી નાની મહિલા

વિશ્વની સૌથી ટૂંકી મહિલા છે યોતિ આમગે(જ્યોતિ આમગે) ભારતમાંથી. તેના 18મા જન્મદિવસે, 62.8 સેમીની ઉંચાઈ ધરાવતી આ છોકરી વિશ્વની સૌથી નાની મહિલા બની.

સૌથી નાનું પોલીસ સ્ટેશન

અમેરિકાના ફ્લોરિડાના કારાબેલામાં આ નાનું ફોન બૂથ સૌથી નાનું કાર્યરત પોલીસ સ્ટેશન માનવામાં આવે છે.

વિશ્વનું સૌથી નાનું બાળક

2004 માં રુમૈસા રહેમાન(રૂમૈસા રહેમાન) સૌથી નાની નવજાત બાળકી બની. તેણીનો જન્મ 25 અઠવાડિયામાં થયો હતો અને તેનું વજન માત્ર 244 ગ્રામ હતું અને તેની જોડિયા બહેન હિબાનું વજન લગભગ બમણું હતું - 566 ગ્રામ અને તેમની માતા ગંભીર પ્રી-એક્લેમ્પસિયાથી પીડાતી હતી, જે જન્મ આપવાનું કારણ બની શકે છે નાના બાળકોને.

વિશ્વની સૌથી નાની શિલ્પો

બ્રિટિશ શિલ્પકાર ઉલાર્ડ વિગન(વિલાર્ડ વિગન), જેઓ ડિસ્લેક્સિયાથી પીડિત હતા, તેઓ શૈક્ષણિક રીતે શ્રેષ્ઠ નહોતા અને નરી આંખે અદ્રશ્ય એવા કલાના લઘુચિત્ર કાર્યોનું સર્જન કરવામાં તેમને આશ્વાસન મળ્યું હતું. તેના શિલ્પો સોયની આંખમાં મૂકવામાં આવે છે, જે 0.05 મીમીના કદ સુધી પહોંચે છે. તેમની તાજેતરની કૃતિઓ, જેને "વિશ્વની આઠમી અજાયબી" કરતાં ઓછી નથી કહેવામાં આવે છે, તે માનવ રક્ત કોષના કદ કરતાં વધી નથી.

વિશ્વનું સૌથી નાનું ટેડી રીંછ

મિની પૂહ રીંછ જર્મન શિલ્પકાર દ્વારા બનાવવામાં આવ્યું છે બેટિના કામિન્સ્કી(બેટિના કામિન્સ્કી) માત્ર 5 મીમીના જંગમ પગ સાથે હાથથી સીવેલું સૌથી નાનું ટેડી રીંછ બન્યું.

સૌથી નાનું બેક્ટેરિયમ

સૌથી નાનો વાયરસ

જોકે વૈજ્ઞાનિકો હજુ પણ ચર્ચા કરે છે કે શું "જીવંત" માનવામાં આવે છે અને શું નથી, મોટાભાગના જીવવિજ્ઞાનીઓ વાયરસને જીવંત સજીવો તરીકે વર્ગીકૃત કરતા નથી કારણ કે તેઓ પ્રજનન કરી શકતા નથી અને કોષની બહાર વિનિમય કરવા સક્ષમ નથી. જો કે, વાયરસ બેક્ટેરિયા સહિત કોઈપણ જીવંત જીવ કરતાં નાનો હોઈ શકે છે. સૌથી નાનો સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ વાયરસ પોર્સિન સિરોકોવાયરસ છે ( પોર્સિન સર્કોવાયરસ). તેના શેલનો વ્યાસ માત્ર 17 નેનોમીટર છે.

નરી આંખે દેખાતી સૌથી નાની વસ્તુઓ

નરી આંખે દેખાતી સૌથી નાની વસ્તુનું કદ 1 મિલીમીટર છે. આનો અર્થ એ છે કે, યોગ્ય પરિસ્થિતિઓમાં, તમે સામાન્ય અમીબા, સ્લિપર સિલિએટ અને માનવ ઇંડા પણ જોઈ શકો છો.

બ્રહ્માંડનો સૌથી નાનો કણ

છેલ્લી સદીમાં, વિજ્ઞાને બ્રહ્માંડની વિશાળતા અને તેની માઇક્રોસ્કોપિક નિર્માણ સામગ્રીને સમજવાની દિશામાં વિશાળ પ્રગતિ કરી છે. જો કે, જ્યારે બ્રહ્માંડના સૌથી નાના અવલોકનક્ષમ કણની વાત આવે છે, ત્યારે કેટલીક મુશ્કેલીઓ ઊભી થાય છે.

એક સમયે, સૌથી નાના કણને અણુ માનવામાં આવતું હતું. પછી વૈજ્ઞાનિકોએ પ્રોટોન, ન્યુટ્રોન અને ઈલેક્ટ્રોનની શોધ કરી. હવે આપણે જાણીએ છીએ કે કણોને એકસાથે તોડીને (જેમ કે લાર્જ હેડ્રોન કોલાઈડરમાં), તેઓને વધુ કણોમાં તોડી શકાય છે, જેમ કે ક્વાર્ક, લેપ્ટોન્સ અને એન્ટિમેટર પણ. સમસ્યા માત્ર ઓછી શું છે તે નક્કી કરવામાં છે.

પરંતુ ક્વોન્ટમ સ્તરે, કદ અપ્રસ્તુત બની જાય છે, કારણ કે ભૌતિકશાસ્ત્રના નિયમો જેનાથી આપણે ટેવાયેલા છીએ તે લાગુ પડતા નથી. તેથી કેટલાક કણો પાસે કોઈ દળ નથી, કેટલાકમાં નકારાત્મક દળ છે. આ પ્રશ્નનો ઉકેલ શૂન્ય વડે ભાગવા જેટલો જ છે, એટલે કે તે અશક્ય છે.

બ્રહ્માંડમાં સૌથી નાનો અનુમાનિત પદાર્થ

કદની વિભાવના ક્વોન્ટમ સ્તરે અયોગ્ય છે તે ઉપર જે કહેવામાં આવ્યું હતું તે ધ્યાનમાં લેતા, આપણે ભૌતિકશાસ્ત્રમાં જાણીતા સ્ટ્રિંગ થિયરી તરફ વળી શકીએ છીએ.

જો કે આ એક વિવાદાસ્પદ સિદ્ધાંત છે, તે સૂચવે છે કે સબએટોમિક કણો બનેલા છે વાઇબ્રેટિંગ તાર, જે સમૂહ અને ઊર્જા જેવી વસ્તુઓ બનાવવા માટે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. અને તેમ છતાં આવા તારોમાં ભૌતિક પરિમાણો નથી, દરેક વસ્તુને ન્યાયી ઠેરવવાની માનવ વૃત્તિ આપણને નિષ્કર્ષ પર લઈ જાય છે કે આ બ્રહ્માંડની સૌથી નાની વસ્તુઓ છે.

બ્રહ્માંડમાં અવિશ્વસનીય રીતે નાના કણ ન્યુટ્રિનોએ લગભગ એક સદીથી વૈજ્ઞાનિકોને આકર્ષિત કર્યા છે. અન્ય કોઈપણ કણ પર કામ કરતાં ન્યુટ્રિનો પરના સંશોધન માટે વધુ નોબેલ પારિતોષિકો એનાયત કરવામાં આવ્યા છે, અને નાના રાજ્યોના બજેટ સાથે તેનો અભ્યાસ કરવા માટે વિશાળ સ્થાપનો બનાવવામાં આવી રહ્યા છે. એલેક્ઝાન્ડર નોઝિક, રશિયન એકેડેમી ઑફ સાયન્સિસના ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ ન્યુક્લિયર રિસર્ચના વરિષ્ઠ સંશોધક, એમઆઈપીટીના શિક્ષક અને ન્યુટ્રિનો સમૂહ શોધવા માટે "ટ્રોઇટ્સક નુ-માસ" પ્રયોગમાં સહભાગી, તેનો અભ્યાસ કેવી રીતે કરવો તે કહે છે, પરંતુ મોટાભાગના અગત્યનું, તેને પ્રથમ સ્થાને કેવી રીતે પકડવું.

ચોરી થયેલ ઊર્જાનું રહસ્ય

ન્યુટ્રિનો સંશોધનનો ઇતિહાસ એક રસપ્રદ ડિટેક્ટીવ વાર્તાની જેમ વાંચી શકાય છે. આ કણોએ એક કરતા વધુ વખત વૈજ્ઞાનિકોની આનુમાનિક ક્ષમતાઓનું પરીક્ષણ કર્યું છે: દરેક કોયડો તરત જ ઉકેલી શકાતો નથી, અને કેટલાક હજુ સુધી ઉકેલાયા નથી. ચાલો શોધના ઇતિહાસ સાથે પ્રારંભ કરીએ. 19મી સદીના અંતમાં વિવિધ પ્રકારના કિરણોત્સર્ગી ક્ષયનો અભ્યાસ કરવાનું શરૂ થયું, અને તે આશ્ચર્યજનક નથી કે 1920 ના દાયકામાં વૈજ્ઞાનિકો પાસે તેમના શસ્ત્રાગારમાં માત્ર સડોને રેકોર્ડ કરવા માટે જ નહીં, પણ બહાર નીકળતા કણોની ઊર્જાને માપવા માટે પણ સાધનો હતા. આજના ધોરણો દ્વારા ખાસ કરીને સચોટ ન હોવા છતાં. જેમ જેમ સાધનોની સચોટતા વધતી ગઈ તેમ તેમ વૈજ્ઞાનિકોનો આનંદ પણ વધ્યો અને બીટા સડો સાથે સંકળાયેલી અન્ય બાબતોની સાથે, જેમાં કિરણોત્સર્ગી ન્યુક્લિયસમાંથી ઈલેક્ટ્રોન ઉડે છે, અને ન્યુક્લિયસ પોતે જ તેનો ચાર્જ બદલી નાખે છે. આ સડોને બે-કણ કહેવામાં આવે છે, કારણ કે તે બે કણો ઉત્પન્ન કરે છે - એક નવું ન્યુક્લિયસ અને એક ઇલેક્ટ્રોન. કોઈપણ ઉચ્ચ શાળાનો વિદ્યાર્થી સમજાવશે કે સંરક્ષણ કાયદાનો ઉપયોગ કરીને અને આ ટુકડાઓના સમૂહને જાણીને આવા સડોમાં ટુકડાઓની ઊર્જા અને વેગને ચોક્કસ રીતે નક્કી કરવું શક્ય છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, ઉદાહરણ તરીકે, ચોક્કસ તત્વના ન્યુક્લિયસના કોઈપણ ક્ષયમાં ઇલેક્ટ્રોનની ઊર્જા હંમેશા સમાન રહેશે. વ્યવહારમાં, એક સંપૂર્ણપણે અલગ ચિત્ર જોવા મળ્યું હતું. ઈલેક્ટ્રોન ઉર્જા માત્ર નિશ્ચિત જ ન હતી, પરંતુ તેને સતત સ્પેક્ટ્રમમાં શૂન્ય સુધી ફેલાવવામાં આવી હતી, જેણે વૈજ્ઞાનિકોને ચોંકાવી દીધા હતા. આ ત્યારે જ થઈ શકે છે જો કોઈ વ્યક્તિ બીટા સડોમાંથી ઊર્જા ચોરી કરે. પરંતુ તેની ચોરી કરનાર કોઈ ન હોવાનું જણાય છે.

સમય જતાં, સાધનો વધુ ને વધુ સચોટ બન્યાં અને ટૂંક સમયમાં જ સાધનની ભૂલને કારણે આવી વિસંગતતાને આભારી થવાની શક્યતા અદૃશ્ય થઈ ગઈ. આમ એક રહસ્ય સર્જાયું. તેના ઉકેલની શોધમાં, વૈજ્ઞાનિકોએ વિવિધ, આજના ધોરણો, ધારણાઓ દ્વારા સંપૂર્ણપણે વાહિયાત પણ વ્યક્ત કરી છે. નીલ્સ બોહરે પોતે, ઉદાહરણ તરીકે, ગંભીર નિવેદન આપ્યું હતું કે પ્રાથમિક કણોની દુનિયામાં સંરક્ષણ કાયદા લાગુ પડતા નથી. 1930માં વુલ્ફગેંગ પાઉલીએ આ દિવસને બચાવ્યો હતો. તે ટ્યુબિંગેનમાં ભૌતિકશાસ્ત્ર પરિષદમાં આવવા માટે અસમર્થ હતો અને, દૂરથી ભાગ લેવા માટે અસમર્થ હતો, તેણે એક પત્ર મોકલ્યો જે તેણે વાંચવાનું કહ્યું. અહીં તેના અંશો છે:

“પ્રિય કિરણોત્સર્ગી મહિલાઓ અને સજ્જનો. હું તમને આ પત્ર પહોંચાડનાર મેસેન્જરને સૌથી અનુકૂળ ક્ષણે ધ્યાનથી સાંભળવા કહું છું. તે તમને કહેશે કે મને સંરક્ષણના કાયદા અને સાચા આંકડા માટે ઉત્તમ ઉપાય મળ્યો છે. તે વિદ્યુત તટસ્થ કણોના અસ્તિત્વની સંભાવનામાં રહેલું છે... જો આપણે ધારીએ કે બી-સડો દરમિયાન, દરેક ઈલેક્ટ્રોન સાથે આવા "ન્યુટ્રોન" ઉત્સર્જિત થાય છે, તો બી-સ્પેક્ટ્રમની સાતત્ય સ્પષ્ટ થઈ જશે, અને તેનો સરવાળો "ન્યુટ્રોન" અને ઈલેક્ટ્રોનની ઉર્જા સતત છે..."

પત્રના અંતે નીચેની લીટીઓ હતી:

"જો તમે જોખમ ન લો, તો તમે જીતી શકશો નહીં. સતત બી-સ્પેક્ટ્રમને ધ્યાનમાં લેતી વખતે પરિસ્થિતિની ગંભીરતા પ્રો.ના શબ્દો પછી ખાસ કરીને સ્પષ્ટ થાય છે. ડેબીએ મને ખેદ સાથે કહ્યું: "ઓહ, આ બધા વિશે ન વિચારવું વધુ સારું છે ... નવા કર તરીકે." તેથી, મુક્તિના દરેક માર્ગની ગંભીરતાથી ચર્ચા કરવી જરૂરી છે. તેથી, પ્રિય કિરણોત્સર્ગી લોકો, આને પરીક્ષણમાં મૂકો અને ન્યાય કરો."

પાછળથી, પાઉલીએ પોતે આશંકા વ્યક્ત કરી હતી કે, તેમના વિચારે માઇક્રોવર્લ્ડના ભૌતિકશાસ્ત્રને બચાવ્યું હોવા છતાં, નવા કણને પ્રાયોગિક રીતે ક્યારેય શોધી શકાશે નહીં. તેઓ કહે છે કે તેમણે તેમના સાથીદારો સાથે દલીલ પણ કરી હતી કે જો કણ અસ્તિત્વમાં છે, તો તેમના જીવનકાળ દરમિયાન તેને શોધવાનું શક્ય નહીં હોય. પછીના કેટલાક વર્ષોમાં, એનરિકો ફર્મીએ બીટા સડોનો સિદ્ધાંત વિકસાવ્યો જેમાં તેણે ન્યુટ્રિનો નામના કણને સામેલ કર્યો, જે પ્રયોગ સાથે તેજસ્વી રીતે સંમત થયો. આ પછી, કોઈને કોઈ શંકા નહોતી કે કાલ્પનિક કણ ખરેખર અસ્તિત્વમાં છે. 1956 માં, પાઉલીના મૃત્યુના બે વર્ષ પહેલાં, ફ્રેડરિક રેઇન્સ અને ક્લાઇડ કોવાન (રેઇન્સને આ માટે નોબેલ પુરસ્કાર મળ્યો હતો) ની ટીમ દ્વારા રિવર્સ બીટા સડોમાં પ્રાયોગિક ધોરણે ન્યુટ્રિનોની શોધ કરવામાં આવી હતી.

ગુમ થયેલ સૌર ન્યુટ્રિનોનો કેસ

એકવાર તે સ્પષ્ટ થઈ ગયું કે ન્યુટ્રિનો, મુશ્કેલ હોવા છતાં, શોધી શકાય છે, વૈજ્ઞાનિકોએ બહારની દુનિયાના મૂળના ન્યુટ્રિનોને શોધવાનો પ્રયાસ શરૂ કર્યો. તેમનો સૌથી સ્પષ્ટ સ્ત્રોત સૂર્ય છે. તેમાં સતત પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓ થતી રહે છે અને તે ગણતરી કરી શકાય છે કે પૃથ્વીની સપાટીના દરેક ચોરસ સેન્ટીમીટરમાંથી પ્રતિ સેકન્ડ લગભગ 90 અબજ સૌર ન્યુટ્રિનો પસાર થાય છે.

તે સમયે, સૌર ન્યુટ્રિનોને પકડવાની સૌથી અસરકારક પદ્ધતિ રેડિયોકેમિકલ પદ્ધતિ હતી. તેનો સાર આ છે: સૌર ન્યુટ્રિનો પૃથ્વી પર આવે છે, ન્યુક્લિયસ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે; પરિણામ, કહો, 37Ar ન્યુક્લિયસ અને ઇલેક્ટ્રોન (આ બરાબર પ્રતિક્રિયા છે જેનો ઉપયોગ રેમન્ડ ડેવિસના પ્રયોગમાં કરવામાં આવ્યો હતો, જેના માટે તેને પાછળથી નોબેલ પુરસ્કાર આપવામાં આવ્યો હતો). આ પછી, આર્ગોન અણુઓની સંખ્યાની ગણતરી કરીને, અમે કહી શકીએ છીએ કે એક્સપોઝર દરમિયાન ડિટેક્ટર વોલ્યુમમાં કેટલા ન્યુટ્રિનો ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. વ્યવહારમાં, અલબત્ત, બધું એટલું સરળ નથી. તમારે સમજવું જોઈએ કે તમારે સેંકડો ટન વજનવાળા લક્ષ્યમાં સિંગલ આર્ગોન અણુઓની ગણતરી કરવાની જરૂર છે. સમૂહ ગુણોત્તર કીડીના સમૂહ અને પૃથ્વીના સમૂહ વચ્ચે લગભગ સમાન છે. ત્યારે જ એવું જાણવા મળ્યું કે ⅔ સૌર ન્યુટ્રિનો ચોરાઈ ગયા હતા (માપવામાં આવેલ પ્રવાહ અનુમાન કરતા ત્રણ ગણો ઓછો હતો).

અલબત્ત, શંકા સૌપ્રથમ સૂર્ય પર જ પડી. છેવટે, આપણે તેના આંતરિક જીવનને ફક્ત પરોક્ષ સંકેતો દ્વારા જ નક્કી કરી શકીએ છીએ. તે જાણી શકાયું નથી કે તેના પર ન્યુટ્રિનો કેવી રીતે બનાવવામાં આવે છે, અને તે પણ શક્ય છે કે સૂર્યના તમામ મોડેલો ખોટા હોય. ઘણી બધી જુદી જુદી પૂર્વધારણાઓની ચર્ચા કરવામાં આવી હતી, પરંતુ અંતે વૈજ્ઞાનિકોએ આ વિચાર તરફ ઝુકાવ કરવાનું શરૂ કર્યું કે તે સૂર્ય નથી, પરંતુ ન્યુટ્રિનોની કુશળ પ્રકૃતિ છે.

એક નાનું ઐતિહાસિક વિષયાંતર: ન્યુટ્રિનોની પ્રાયોગિક શોધ અને સૌર ન્યુટ્રિનોના અભ્યાસ પરના પ્રયોગો વચ્ચેના સમયગાળામાં, ઘણી વધુ રસપ્રદ શોધો થઈ. પ્રથમ, એન્ટિન્યુટ્રિનોની શોધ કરવામાં આવી હતી અને તે સાબિત થયું હતું કે ન્યુટ્રિનો અને એન્ટિન્યુટ્રિનો અલગ રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં ભાગ લે છે. વધુમાં, તમામ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓમાં તમામ ન્યુટ્રિનો હંમેશા ડાબા હાથે હોય છે (ગતિની દિશા પર સ્પિનનું પ્રક્ષેપણ નકારાત્મક હોય છે), અને તમામ એન્ટિન્યુટ્રિનો જમણા હાથે હોય છે. માત્ર ન્યુટ્રિનોમાં જ તમામ પ્રાથમિક કણોમાં આ ગુણધર્મ જોવા મળે છે એટલું જ નહીં, તે આડકતરી રીતે પણ સૂચવે છે કે આપણું બ્રહ્માંડ, સૈદ્ધાંતિક રીતે, સપ્રમાણ નથી. બીજું, એવું જાણવા મળ્યું હતું કે દરેક ચાર્જ થયેલ લેપ્ટોન (ઇલેક્ટ્રોન, મ્યુઓન અને ટાઉ લેપ્ટન) ન્યુટ્રિનોનો પોતાનો પ્રકાર અથવા સ્વાદ ધરાવે છે. તદુપરાંત, દરેક પ્રકારના ન્યુટ્રિનો ફક્ત તેમના લેપ્ટન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે.

ચાલો આપણી સૌર સમસ્યા પર પાછા ફરીએ. 20મી સદીના 50 ના દાયકામાં, એવું સૂચન કરવામાં આવ્યું હતું કે લેપ્ટોનિક સ્વાદ (એક પ્રકારનો ન્યુટ્રિનો) ને સાચવવાની જરૂર નથી. એટલે કે, જો એક પ્રતિક્રિયામાં ઇલેક્ટ્રોન ન્યુટ્રિનોનો જન્મ થયો હોય, તો બીજી પ્રતિક્રિયાના માર્ગ પર ન્યુટ્રિનો કપડાં બદલી શકે છે અને મ્યુઓન તરીકે દોડી શકે છે. આ રેડિયોકેમિકલ પ્રયોગોમાં સૌર ન્યુટ્રિનોની અછતને સમજાવી શકે છે જે માત્ર ઇલેક્ટ્રોન ન્યુટ્રિનો પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે. આ પૂર્વધારણાને SNO માં સૌર ન્યુટ્રિનો પ્રવાહના માપન અને કામિયોકાંડે મોટા જળ લક્ષ્ય સિન્ટિલેશન પ્રયોગો (જેના માટે તાજેતરમાં અન્ય નોબેલ પુરસ્કાર એનાયત કરવામાં આવ્યો હતો) દ્વારા તેજસ્વી રીતે પુષ્ટિ મળી હતી. આ પ્રયોગોમાં, તે હવે વિપરિત બીટા સડો નથી જેનો અભ્યાસ કરવામાં આવી રહ્યો છે, પરંતુ ન્યુટ્રિનો સ્કેટરિંગ પ્રતિક્રિયા, જે માત્ર ઇલેક્ટ્રોન સાથે જ નહીં, પણ મ્યુઓન ન્યુટ્રિનો સાથે પણ થઈ શકે છે. જ્યારે, ઇલેક્ટ્રોન ન્યુટ્રિનોના પ્રવાહને બદલે, તેઓએ તમામ પ્રકારના ન્યુટ્રિનોના કુલ પ્રવાહને માપવાનું શરૂ કર્યું, ત્યારે પરિણામોએ ન્યુટ્રિનોના એક પ્રકારમાંથી બીજામાં સંક્રમણ અથવા ન્યુટ્રિનો ઓસિલેશનની સંપૂર્ણ પુષ્ટિ કરી.

માનક મોડલ પર હુમલો

ન્યુટ્રિનો ઓસિલેશનની શોધે, એક સમસ્યા હલ કરીને, ઘણી નવી સમસ્યાઓ બનાવી. મુદ્દો એ છે કે પાઉલીના સમયથી, ન્યુટ્રિનોને ફોટોન જેવા સમૂહવિહીન કણો ગણવામાં આવે છે, અને તે દરેકને અનુકૂળ છે. ન્યુટ્રિનોના જથ્થાને માપવાના પ્રયાસો ચાલુ રહ્યા, પરંતુ વધુ ઉત્સાહ વિના. ઓસિલેશન્સે બધું જ બદલી નાખ્યું, કારણ કે તેમના અસ્તિત્વ માટે સમૂહ, ગમે તેટલું નાનું હોય, જરૂરી છે. ન્યુટ્રિનોમાં સમૂહની શોધ, અલબત્ત, પ્રયોગકર્તાઓને આનંદિત કરે છે, પરંતુ સિદ્ધાંતવાદીઓને મૂંઝવણમાં મૂકે છે. પ્રથમ, વિશાળ ન્યુટ્રિનો કણો ભૌતિકશાસ્ત્રના માનક મોડલમાં બંધબેસતા નથી, જે વિજ્ઞાનીઓ 20મી સદીની શરૂઆતથી બનાવી રહ્યા છે. બીજું, ન્યુટ્રિનોની સમાન રહસ્યમય ડાબા હાથની અને એન્ટિન્યુટ્રિનોની જમણી બાજુએ માત્ર માસ વિનાના કણો માટે જ સારી રીતે સમજાવવામાં આવી છે. જો ત્યાં સામૂહિક હોય, તો ડાબા હાથના ન્યુટ્રિનો, કેટલીક સંભાવનાઓ સાથે, જમણા હાથના, એટલે કે, એન્ટિપાર્ટિકલ્સમાં ફેરવાય, લેપ્ટોન નંબરના સંરક્ષણના દેખીતી રીતે અપરિવર્તનશીલ કાયદાનું ઉલ્લંઘન કરે છે, અથવા તો અમુક પ્રકારના ન્યુટ્રિનોમાં પણ ફેરવાય છે. ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં ભાગ લેતા નથી. આજે, આવા કાલ્પનિક કણોને સામાન્ય રીતે જંતુરહિત ન્યુટ્રિનો કહેવામાં આવે છે.

ન્યુટ્રિનો ડિટેક્ટર "સુપર કામિયોકાંડે" © કામિયોકા ઓબ્ઝર્વેટરી, ICRR (કોસ્મિક રે સંશોધન સંસ્થા), ટોક્યો યુનિવર્સિટી

અલબત્ત, ન્યુટ્રિનો સમૂહ માટે પ્રાયોગિક શોધ તરત જ ઝડપથી ફરી શરૂ થઈ. પરંતુ તરત જ પ્રશ્ન ઊભો થયો: કોઈ વસ્તુના સમૂહને કેવી રીતે માપવું જે પકડી શકાતું નથી? એક જ જવાબ છે: ન્યુટ્રિનોને બિલકુલ પકડશો નહીં. આજે, બે દિશાઓ સૌથી વધુ સક્રિય રીતે વિકસાવવામાં આવી રહી છે - બીટા સડોમાં ન્યુટ્રિનોના સમૂહની સીધી શોધ અને ન્યુટ્રિનોલેસ ડબલ બીટા સડોનું અવલોકન. પ્રથમ કિસ્સામાં, વિચાર ખૂબ જ સરળ છે. ન્યુક્લિયસ ઇલેક્ટ્રોન અને ન્યુટ્રિનો રેડિયેશન સાથે ક્ષીણ થાય છે. ન્યુટ્રિનોને પકડવું શક્ય નથી, પરંતુ ખૂબ જ ઉચ્ચ ચોકસાઈ સાથે ઇલેક્ટ્રોનને પકડીને માપવું શક્ય છે. ઇલેક્ટ્રોન સ્પેક્ટ્રમ ન્યુટ્રિનો સમૂહ વિશેની માહિતી પણ વહન કરે છે. આવા પ્રયોગ કણ ભૌતિકશાસ્ત્રમાં સૌથી મુશ્કેલ છે, પરંતુ તેનો અસંદિગ્ધ ફાયદો એ છે કે તે ઊર્જા અને ગતિના સંરક્ષણના મૂળભૂત સિદ્ધાંતો પર આધારિત છે અને તેનું પરિણામ બહુ ઓછા પર આધારિત છે. હાલમાં, ન્યુટ્રિનો માસ પર શ્રેષ્ઠ મર્યાદા લગભગ 2 eV છે. આ ઇલેક્ટ્રોન કરતા 250 હજાર ગણું ઓછું છે. એટલે કે, સમૂહ પોતે મળ્યો ન હતો, પરંતુ તે ફક્ત ઉપલા ફ્રેમ દ્વારા મર્યાદિત હતો.

ડબલ બીટા સડો સાથે, વસ્તુઓ વધુ જટિલ છે. જો આપણે ધારીએ કે સ્પિન ફ્લિપ દરમિયાન ન્યુટ્રિનો એન્ટિન્યુટ્રિનોમાં ફેરવાય છે (આ મોડેલને ઇટાલિયન ભૌતિકશાસ્ત્રી એટોર મેજોરાના પછી કહેવામાં આવે છે), તો પછી એક પ્રક્રિયા શક્ય છે જ્યારે ન્યુક્લિયસમાં એક સાથે બે બીટા ક્ષય થાય છે, પરંતુ ન્યુટ્રિનો બહાર ઉડતા નથી. પરંતુ ઘટાડો થાય છે. આવી પ્રક્રિયાની સંભાવના ન્યુટ્રિનો સમૂહ સાથે સંબંધિત છે. આવા પ્રયોગોમાં ઉપલી મર્યાદાઓ વધુ સારી છે - 0.2 – 0.4 eV - પરંતુ ભૌતિક મોડેલ પર આધાર રાખે છે.

જંગી ન્યુટ્રિનોની સમસ્યા હજુ સુધી હલ થઈ નથી. હિગ્સ થિયરી આવા નાના સમૂહને સમજાવી શકતી નથી. તેને નોંધપાત્ર ગૂંચવણો અથવા કેટલાક વધુ ઘડાયેલ કાયદાના ઉપયોગની જરૂર છે જે મુજબ ન્યુટ્રિનો બાકીના વિશ્વ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. ન્યુટ્રિનો સંશોધન સાથે સંકળાયેલા ભૌતિકશાસ્ત્રીઓને વારંવાર પ્રશ્ન પૂછવામાં આવે છે: “ન્યુટ્રિનો સંશોધન સરેરાશ વ્યક્તિને કેવી રીતે મદદ કરી શકે? આ કણમાંથી કયો નાણાકીય કે અન્ય લાભ મેળવી શકાય? ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ તેમના ખભા ઉંચા કર્યા. અને તેઓ ખરેખર તે જાણતા નથી. એક સમયે, સેમિકન્ડક્ટર ડાયોડ્સનો અભ્યાસ કોઈપણ વ્યવહારુ ઉપયોગ વિના, સંપૂર્ણ રીતે મૂળભૂત ભૌતિકશાસ્ત્ર હતો. તફાવત એ છે કે ન્યુટ્રિનો ફિઝિક્સમાં આધુનિક પ્રયોગો બનાવવા માટે વિકસાવવામાં આવી રહેલી ટેક્નોલોજીનો હવે ઉદ્યોગમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે, તેથી આ ક્ષેત્રમાં રોકાણ કરાયેલ દરેક પૈસો એકદમ ઝડપથી ચૂકવે છે. હાલમાં, વિશ્વભરમાં ઘણા પ્રયોગો હાથ ધરવામાં આવી રહ્યા છે, જેનો સ્કેલ લાર્જ હેડ્રોન કોલાઈડરના સ્કેલ સાથે તુલનાત્મક છે; આ પ્રયોગોનો હેતુ માત્ર ન્યુટ્રિનોના ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરવાનો છે. તે અજ્ઞાત છે કે તેમાંના કયામાં ભૌતિકશાસ્ત્રમાં નવું પૃષ્ઠ ખોલવાનું શક્ય બનશે, પરંતુ તે ચોક્કસપણે ખોલવામાં આવશે.

ખાંડનો સૌથી નાનો કણ એ ખાંડનો પરમાણુ છે. તેમની રચના એવી છે કે ખાંડનો સ્વાદ મીઠો હોય છે. અને પાણીના અણુઓની રચના એવી છે કે શુદ્ધ પાણી મીઠું લાગતું નથી.

4. અણુઓ અણુઓથી બનેલા છે

અને હાઇડ્રોજન પરમાણુ એ પદાર્થ હાઇડ્રોજનનો સૌથી નાનો કણ હશે. અણુઓના સૌથી નાના કણો એ પ્રાથમિક કણો છે: ઇલેક્ટ્રોન, પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન.

પૃથ્વી અને તેની બહારના તમામ જાણીતા પદાર્થો રાસાયણિક તત્વોથી બનેલા છે. કુદરતી રીતે બનતા તત્વોની કુલ સંખ્યા 94 છે. સામાન્ય તાપમાને, તેમાંથી 2 પ્રવાહી અવસ્થામાં હોય છે, 11 વાયુ અવસ્થામાં હોય છે અને 81 (72 ધાતુઓ સહિત) ઘન અવસ્થામાં હોય છે. કહેવાતા "દ્રવ્યની ચોથી અવસ્થા" એ પ્લાઝ્મા છે, એક એવી સ્થિતિ જેમાં નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા ઇલેક્ટ્રોન અને સકારાત્મક ચાર્જ આયનો સતત ગતિમાં હોય છે. ગ્રાઇન્ડીંગ મર્યાદા ઘન હિલીયમ છે, જે 1964 માં સ્થાપિત કરવામાં આવી હતી, તે મોનોએટોમિક પાવડર હોવો જોઈએ. TCDD, અથવા 2, 3, 7, 8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin, 1872 માં શોધાયેલ, 3.1 × 10–9 mol/kg ની સાંદ્રતામાં ઘાતક છે, જે સાયનાઇડની સમાન માત્રા કરતાં 150 હજાર ગણી વધુ મજબૂત છે.

પદાર્થમાં વ્યક્તિગત કણોનો સમાવેશ થાય છે. વિવિધ પદાર્થોના પરમાણુઓ અલગ અલગ હોય છે. 2 ઓક્સિજન પરમાણુ. આ પોલિમર પરમાણુઓ છે.

માત્ર જટિલ વિશે: બ્રહ્માંડના સૌથી નાના કણનું રહસ્ય, અથવા ન્યુટ્રિનોને કેવી રીતે પકડવો

પાર્ટિકલ ફિઝિક્સનું સ્ટાન્ડર્ડ મોડલ એ એક સિદ્ધાંત છે જે પ્રાથમિક કણોના ગુણધર્મો અને ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓનું વર્ણન કરે છે. બધા ક્વાર્કમાં વિદ્યુત ચાર્જ પણ હોય છે જે પ્રાથમિક ચાર્જના 1/3નો ગુણાંક હોય છે. તેમના એન્ટિપાર્ટિકલ્સ એન્ટિલેપ્ટન્સ છે (ઇલેક્ટ્રોનના એન્ટિપાર્ટિકલને ઐતિહાસિક કારણોસર પોઝિટ્રોન કહેવામાં આવે છે). હાઇપરન્સ, જેમ કે Λ, Σ, Ξ અને Ω કણો, એક અથવા વધુ s ક્વાર્ક ધરાવે છે, ઝડપથી ક્ષીણ થાય છે અને ન્યુક્લિયન કરતાં ભારે હોય છે. પરમાણુઓ એ પદાર્થના સૌથી નાના કણો છે જે હજુ પણ તેના રાસાયણિક ગુણધર્મો જાળવી રાખે છે.

આ કણમાંથી કયો નાણાકીય કે અન્ય લાભ મેળવી શકાય? ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ તેમના ખભા ઉંચા કર્યા. અને તેઓ ખરેખર તે જાણતા નથી. એક સમયે, સેમિકન્ડક્ટર ડાયોડ્સનો અભ્યાસ કોઈપણ વ્યવહારુ ઉપયોગ વિના, સંપૂર્ણ રીતે મૂળભૂત ભૌતિકશાસ્ત્ર હતો.

હિગ્સ બોસોન એક કણ છે જે વિજ્ઞાન માટે એટલું મહત્વનું છે કે તેને "ગોડ પાર્ટિકલ" તરીકે ઉપનામ આપવામાં આવ્યું છે. આ તે છે જે વૈજ્ઞાનિકો માને છે તેમ, અન્ય તમામ કણોને માસ આપે છે. આ કણો જન્મતાની સાથે જ તૂટવા લાગે છે. કણ બનાવવા માટે મોટી માત્રામાં ઊર્જાની જરૂર પડે છે, જેમ કે બિગ બેંગ દ્વારા ઉત્પાદિત. સુપરપાર્ટનર્સના મોટા કદ અને વજન માટે, વૈજ્ઞાનિકો માને છે કે બ્રહ્માંડના છુપાયેલા ક્ષેત્રમાં સમપ્રમાણતા તૂટી ગઈ હતી જે જોઈ શકાતી નથી અથવા શોધી શકાતી નથી. ઉદાહરણ તરીકે, પ્રકાશ શૂન્ય દળવાળા કણોથી બનેલો છે જેને ફોટોન કહેવાય છે, જે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક બળ ધરાવે છે. તેવી જ રીતે, ગુરુત્વાકર્ષણ એ સૈદ્ધાંતિક કણો છે જે ગુરુત્વાકર્ષણ બળ વહન કરે છે. વૈજ્ઞાનિકો હજુ પણ ગુરુત્વાકર્ષણ શોધવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યા છે, પરંતુ આ ખૂબ જ મુશ્કેલ છે, કારણ કે આ કણો પદાર્થ સાથે ખૂબ જ નબળી રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે.

ભૌતિક અને ગાણિતિક વિજ્ઞાનના ડૉક્ટર એમ. કાગનોવ.

લાંબી પરંપરા અનુસાર, "સાયન્સ એન્ડ લાઇફ" સામયિક આધુનિક વિજ્ઞાનની નવીનતમ સિદ્ધિઓ, ભૌતિકશાસ્ત્ર, જીવવિજ્ઞાન અને દવાના ક્ષેત્રમાં નવીનતમ શોધો વિશે વાત કરે છે. પરંતુ તેઓ કેટલા મહત્વપૂર્ણ અને રસપ્રદ છે તે સમજવા માટે, વિજ્ઞાનની મૂળભૂત બાબતોની ઓછામાં ઓછી સામાન્ય સમજ હોવી જરૂરી છે. આધુનિક ભૌતિકશાસ્ત્ર ઝડપથી વિકસી રહ્યું છે, અને જૂની પેઢીના લોકો, જેઓ 30-40 વર્ષ પહેલાં શાળા-કોલેજમાં અભ્યાસ કરતા હતા, તેઓ તેની ઘણી જોગવાઈઓથી અજાણ છે: તે ત્યારે અસ્તિત્વમાં નહોતા. અને અમારા યુવા વાચકો પાસે હજુ સુધી તેમના વિશે જાણવાનો સમય નથી: લોકપ્રિય વિજ્ઞાન સાહિત્ય વ્યવહારીક રીતે પ્રકાશિત થવાનું બંધ થઈ ગયું છે. તેથી, અમે M.I. કાગનોવ મેગેઝિનના લાંબા સમયના લેખકને અણુઓ અને પ્રાથમિક કણો અને તેમને નિયંત્રિત કરતા કાયદાઓ વિશે વાત કરવા કહ્યું. મોસેસ ઇસાકોવિચ કાગનોવ એક સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રી, લેખક અને ઘન પદાર્થોના ક્વોન્ટમ સિદ્ધાંત, ધાતુઓ અને ચુંબકત્વના સિદ્ધાંત પર સો કૃતિઓના સહ-લેખક છે. તેઓ શારીરિક સમસ્યાઓના નામની સંસ્થાના અગ્રણી કર્મચારી હતા. પી.એલ. કપિત્સા અને મોસ્કો સ્ટેટ યુનિવર્સિટીના પ્રોફેસર. એમ. વી. લોમોનોસોવ, "નેચર" અને "ક્વોન્ટમ" જર્નલ્સના સંપાદકીય બોર્ડના સભ્ય. ઘણા લોકપ્રિય વિજ્ઞાન લેખો અને પુસ્તકોના લેખક. હવે બોસ્ટન (યુએસએ)માં રહે છે.

વિજ્ઞાન અને જીવન // ચિત્રો

ગ્રીક ફિલસૂફ ડેમોક્રિટસે સૌપ્રથમ "અણુ" શબ્દનો ઉપયોગ કર્યો હતો. તેમના ઉપદેશ મુજબ, અણુઓ અવિભાજ્ય, અવિનાશી અને સતત ગતિમાં હોય છે. તેઓ અનંત રીતે વૈવિધ્યસભર છે, તેમની પાસે હતાશા અને કન્વેક્સિટીઝ છે જેની સાથે તેઓ એકબીજા સાથે જોડાયેલા છે, તમામ ભૌતિક શરીર બનાવે છે.

કોષ્ટક 1. ઇલેક્ટ્રોન, પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની સૌથી મહત્વપૂર્ણ લાક્ષણિકતાઓ.

ડ્યુટેરિયમ અણુ.

અંગ્રેજી ભૌતિકશાસ્ત્રી અર્ન્સ્ટ રધરફોર્ડને યોગ્ય રીતે પરમાણુ ભૌતિકશાસ્ત્ર, કિરણોત્સર્ગીતાના સિદ્ધાંત અને અણુ બંધારણના સિદ્ધાંતના સ્થાપક માનવામાં આવે છે.

ચિત્રમાં: ટંગસ્ટન સ્ફટિકની સપાટી, 10 મિલિયન વખત વિસ્તૃત; દરેક તેજસ્વી બિંદુ તેનો વ્યક્તિગત અણુ છે.

વિજ્ઞાન અને જીવન // ચિત્રો

વિજ્ઞાન અને જીવન // ચિત્રો

રેડિયેશનના સિદ્ધાંતની રચના પર કામ કરતા, મેક્સ પ્લાન્ક 1900 માં નિષ્કર્ષ પર આવ્યા કે ગરમ પદાર્થના અણુઓએ ભાગો, ક્વોન્ટામાં પ્રકાશ ફેંકવો જોઈએ, જેમાં ક્રિયા પરિમાણ (J.s) હોય છે અને રેડિયેશનની આવર્તનના પ્રમાણમાં ઊર્જા હોય છે: E = hn .

1923 માં, લુઈસ ડી બ્રોગ્લીએ આઈન્સ્ટાઈનના પ્રકાશના દ્વિ સ્વભાવના વિચાર - તરંગ-કણ દ્વૈત - પદાર્થમાં સ્થાનાંતરિત કર્યા: કણની ગતિ અનંત તરંગના પ્રસારને અનુરૂપ છે.

વિવર્તન પ્રયોગોએ દ બ્રોગ્લીના સિદ્ધાંતની ખાતરીપૂર્વક પુષ્ટિ કરી, જેમાં જણાવ્યું હતું કે કોઈપણ કણની ગતિ તરંગ સાથે હોય છે, જેની લંબાઈ અને ઝડપ કણના દળ અને ઊર્જા પર આધારિત હોય છે.

વિજ્ઞાન અને જીવન // ચિત્રો

એક અનુભવી બિલિયર્ડ ખેલાડી હંમેશા જાણે છે કે બોલ હિટ થયા પછી કેવી રીતે રોલ કરશે અને તેને સરળતાથી ખિસ્સામાં લઈ જશે. અણુ કણો સાથે તે વધુ મુશ્કેલ છે. ઉડતા ઈલેક્ટ્રોનની ગતિ દર્શાવવી અશક્ય છે: તે માત્ર એક કણ જ નથી, પણ અવકાશમાં અનંત તરંગ પણ છે.

રાત્રે, જ્યારે આકાશમાં વાદળો નથી, ચંદ્ર દેખાતો નથી અને કોઈ લાઇટ રસ્તામાં નથી, ત્યારે આકાશ તેજસ્વી ચમકતા તારાઓથી ભરેલું છે. પરિચિત નક્ષત્રોની શોધ કરવી અથવા પૃથ્વીની નજીકના ગ્રહોને શોધવાનો પ્રયાસ કરવો જરૂરી નથી. માત્ર જોવા! એક વિશાળ અવકાશની કલ્પના કરવાનો પ્રયાસ કરો જે વિશ્વથી ભરેલી છે અને અબજો-અબજો પ્રકાશ વર્ષો સુધી ફેલાયેલી છે. તે માત્ર અંતરને કારણે જ છે કે વિશ્વો બિંદુઓ તરીકે દેખાય છે, અને તેમાંથી ઘણા એટલા દૂર છે કે તેઓ વ્યક્તિગત રીતે અલગ કરી શકતા નથી અને નિહારિકાઓમાં ભળી જાય છે. એવું લાગે છે કે આપણે બ્રહ્માંડના કેન્દ્રમાં છીએ. હવે આપણે જાણીએ છીએ કે આ સાચું નથી. ભૂકેન્દ્રવાદનો અસ્વીકાર એ વિજ્ઞાનની મોટી યોગ્યતા છે. તે સમજવા માટે ખૂબ જ પ્રયત્નો કર્યા કે નાની પૃથ્વી વિશાળ (શાબ્દિક રીતે!) અવકાશના રેન્ડમ, દેખીતી રીતે અચિહ્નિત વિસ્તારમાં આગળ વધી રહી છે.

પરંતુ જીવનની ઉત્પત્તિ પૃથ્વી પર થઈ છે. તે એટલી સફળતાપૂર્વક વિકસિત થઈ કે તે તેની આસપાસની દુનિયાને સમજવા, પ્રકૃતિને સંચાલિત કરતા કાયદાઓ શોધવા અને શોધવા માટે સક્ષમ વ્યક્તિ ઉત્પન્ન કરવામાં સક્ષમ હતું. કુદરતના નિયમોને સમજવામાં માનવજાતની સિદ્ધિઓ એટલી પ્રભાવશાળી છે કે તમે એક સામાન્ય ગેલેક્સીની પરિઘમાં ખોવાઈ ગયેલી આ ચપટી બુદ્ધિ સાથે જોડાયેલા હોવાનો અનૈચ્છિકપણે ગર્વ અનુભવો છો.

આપણી આસપાસની દરેક વસ્તુની વિવિધતાને ધ્યાનમાં લેતા, સામાન્ય કાયદાઓનું અસ્તિત્વ આશ્ચર્યજનક છે. તે કોઈ ઓછું આશ્ચર્યજનક નથી દરેક વસ્તુ માત્ર ત્રણ પ્રકારના કણો - ઇલેક્ટ્રોન, પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનથી બનેલી છે.

ક્રમમાં, પ્રકૃતિના મૂળભૂત નિયમોનો ઉપયોગ કરીને, અવલોકનક્ષમતા મેળવવા અને વિવિધ પદાર્થો અને વસ્તુઓના નવા ગુણધર્મોની આગાહી કરવા માટે, જટિલ ગાણિતિક સિદ્ધાંતો બનાવવામાં આવ્યા છે, જે સમજવા માટે બિલકુલ સરળ નથી. પરંતુ વિશ્વના વૈજ્ઞાનિક ચિત્રના રૂપરેખાને કડક સિદ્ધાંતનો આશરો લીધા વિના સમજી શકાય છે. સ્વાભાવિક રીતે, આ માટે ઇચ્છાની જરૂર છે. પરંતુ એટલું જ નહીં: પ્રારંભિક ઓળખાણ માટે પણ કેટલાક કામની જરૂર પડશે. આપણે નવા તથ્યો, અજાણ્યા અસાધારણ ઘટનાઓને સમજવાનો પ્રયાસ કરવો જોઈએ જે પ્રથમ નજરમાં હાલના અનુભવ સાથે સહમત નથી.

વિજ્ઞાનની સિદ્ધિઓ ઘણીવાર આ વિચાર તરફ દોરી જાય છે કે તેના માટે "કંઈ પણ પવિત્ર નથી": ગઈકાલે જે સાચું હતું તે આજે કાઢી નાખવામાં આવે છે. જ્ઞાન સાથે એ સમજ આવે છે કે વિજ્ઞાન સંચિત અનુભવના દરેક દાણાને કેવી રીતે આદરપૂર્વક વર્તે છે, તે કઈ સાવધાની સાથે આગળ વધે છે, ખાસ કરીને એવા કિસ્સાઓમાં કે જ્યારે તેને જડેલા વિચારોને છોડી દેવાની જરૂર હોય.

આ વાર્તાનો હેતુ અકાર્બનિક પદાર્થોની રચનાની મૂળભૂત લાક્ષણિકતાઓનો પરિચય કરાવવાનો છે. અનંત વિવિધતા હોવા છતાં, તેમની રચના પ્રમાણમાં સરળ છે. ખાસ કરીને જો તમે તેમની સરખામણી કોઈપણ, સૌથી સરળ જીવંત જીવ સાથે કરો. પરંતુ ત્યાં પણ કંઈક સામ્ય છે: બધા જીવંત જીવો, જેમ કે અકાર્બનિક પદાર્થો, ઇલેક્ટ્રોન, પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનથી બનેલા છે.

વિશાળતાને સમજવી અશક્ય છે: ઓછામાં ઓછા સામાન્ય શબ્દોમાં, જીવંત જીવોની રચનાને રજૂ કરવા માટે, એક વિશેષ વાર્તાની જરૂર છે.

વસ્તુઓની વિવિધતા, વસ્તુઓ - દરેક વસ્તુ જેનો આપણે ઉપયોગ કરીએ છીએ, જે આપણી આસપાસ છે, તે અપાર છે. માત્ર તેમના હેતુ અને ડિઝાઇન દ્વારા જ નહીં, પણ તેમને બનાવવા માટે વપરાતી સામગ્રી દ્વારા પણ - પદાર્થો, જેમ તેઓ કહે છે, જ્યારે તેમના કાર્ય પર ભાર મૂકવાની જરૂર નથી.

પદાર્થો અને સામગ્રી ઘન દેખાય છે, અને સ્પર્શની ભાવના પુષ્ટિ કરે છે કે આંખો શું જુએ છે. એવું લાગે છે કે ત્યાં કોઈ અપવાદ નથી. વહેતું પાણી અને ઘન ધાતુ, એકબીજાથી ખૂબ જ અલગ, એક વસ્તુમાં સમાન છે: ધાતુ અને પાણી બંને ઘન છે. સાચું, તમે પાણીમાં મીઠું અથવા ખાંડ ઓગાળી શકો છો. તેઓ પાણીમાં પોતાને માટે જગ્યા શોધે છે. હા, અને તમે નક્કર શરીરમાં ખીલી ચલાવી શકો છો, ઉદાહરણ તરીકે, લાકડાના બોર્ડમાં. નોંધપાત્ર પ્રયત્નો સાથે, તમે હાંસલ કરી શકો છો કે જે સ્થાન વૃક્ષ દ્વારા કબજે કરવામાં આવ્યું હતું તે લોખંડની ખીલી દ્વારા કબજે કરવામાં આવશે.

અમે સારી રીતે જાણીએ છીએ: તમે નક્કર શરીરમાંથી એક નાનો ટુકડો તોડી શકો છો, તમે લગભગ કોઈપણ સામગ્રીને ગ્રાઇન્ડ કરી શકો છો. કેટલીકવાર તે મુશ્કેલ હોય છે, કેટલીકવાર તે આપણી ભાગીદારી વિના, સ્વયંભૂ થાય છે. ચાલો બીચ પર, રેતી પર આપણી જાતને કલ્પના કરીએ. અમે સમજીએ છીએ: રેતીનો દાણો એ પદાર્થના સૌથી નાના કણથી દૂર છે જે રેતી ધરાવે છે. જો તમે પ્રયાસ કરો છો, તો તમે રેતીના અનાજને ઘટાડી શકો છો, ઉદાહરણ તરીકે, તેમને રોલર્સ દ્વારા પસાર કરીને - ખૂબ જ સખત ધાતુના બનેલા બે સિલિન્ડરો દ્વારા. એકવાર રોલરોની વચ્ચે, રેતીના દાણાને નાના ટુકડાઓમાં કચડી નાખવામાં આવે છે. આવશ્યકપણે, આ રીતે મિલોમાં અનાજમાંથી લોટ બનાવવામાં આવે છે.

હવે જ્યારે પરમાણુ વિશ્વની આપણી ધારણામાં નિશ્ચિતપણે પ્રવેશી ચૂક્યું છે, ત્યારે તે કલ્પના કરવી ખૂબ જ મુશ્કેલ છે કે લોકોને ખબર ન હતી કે ક્રશિંગ પ્રક્રિયા મર્યાદિત છે કે પદાર્થને અનિશ્ચિત સમય માટે કચડી શકાય છે.

લોકોએ પોતાને આ પ્રશ્ન ક્યારે પૂછ્યો તે અજ્ઞાત છે. તે સૌપ્રથમ પ્રાચીન ગ્રીક ફિલસૂફોના લખાણોમાં નોંધવામાં આવ્યું હતું. તેમાંના કેટલાક માનતા હતા કે પદાર્થ ગમે તેટલો નાનો હોય, તેને નાના ભાગોમાં પણ વિભાજિત કરી શકાય છે - તેની કોઈ મર્યાદા નથી. અન્ય લોકોએ વિચાર વ્યક્ત કર્યો કે ત્યાં નાના અવિભાજ્ય કણો છે જેમાંથી દરેક વસ્તુનો સમાવેશ થાય છે. ભારપૂર્વક જણાવવા માટે કે આ કણો વિભાજનની મર્યાદા છે, તેઓ તેમને અણુ કહે છે (પ્રાચીન ગ્રીકમાં "અણુ" શબ્દનો અર્થ અવિભાજ્ય છે).

અણુઓના અસ્તિત્વનો વિચાર સૌપ્રથમ આગળ મૂકનારાઓનું નામ આપવું જરૂરી છે. આ ડેમોક્રિટસ (460 અથવા 470 બીસીની આસપાસ જન્મેલા, ખૂબ મોટી ઉંમરે મૃત્યુ પામ્યા) અને એપીક્યુરસ (341-270 બીસી) છે. તેથી, અણુ વિજ્ઞાન લગભગ 2500 વર્ષ જૂનું છે. પરમાણુનો ખ્યાલ તરત જ દરેક વ્યક્તિ દ્વારા સ્વીકારવામાં આવ્યો ન હતો. લગભગ 150 વર્ષ પહેલાં, વૈજ્ઞાનિકોમાં પણ, અણુના અસ્તિત્વમાં વિશ્વાસ ધરાવતા ઓછા લોકો હતા.

હકીકત એ છે કે અણુઓ ખૂબ નાના છે. તેઓ માત્ર નગ્ન આંખથી જ જોઈ શકતા નથી, પણ, ઉદાહરણ તરીકે, માઇક્રોસ્કોપથી જે 1000 વખત મોટું કરે છે. ચાલો તેના વિશે વિચારીએ: જોઈ શકાય તેવા નાના કણોનું કદ શું છે? જુદા જુદા લોકોની દ્રષ્ટિ અલગ હોય છે, પરંતુ સંભવતઃ દરેક જણ સંમત થશે કે 0.1 મિલીમીટરથી નાના કણને જોવું અશક્ય છે. તેથી, જો તમે માઇક્રોસ્કોપનો ઉપયોગ કરો છો, તો તમે મુશ્કેલી સાથે, લગભગ 0.0001 મિલીમીટર અથવા 10 -7 મીટરના કણોને જોઈ શકો છો. અણુઓના કદ અને આંતરપરમાણુ અંતર (10 -10 મીટર) ને આપણે જોવાની ક્ષમતાની મર્યાદા તરીકે સ્વીકારેલી લંબાઈ સાથે સરખાવીને, આપણે સમજીશું કે શા માટે કોઈપણ પદાર્થ આપણને નક્કર લાગે છે.

2500 વર્ષ એક વિશાળ સમય છે. ભલે દુનિયામાં શું બન્યું હોય, ત્યાં હંમેશા એવા લોકો હતા જેમણે તેમની આસપાસની દુનિયા કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તે પ્રશ્નનો જવાબ આપવાનો પ્રયાસ કર્યો. અમુક સમયે, વિશ્વની રચનાની સમસ્યાઓ વધુ ચિંતાજનક હતી, અન્યમાં - ઓછી. તેના આધુનિક અર્થમાં વિજ્ઞાનનો જન્મ પ્રમાણમાં તાજેતરમાં થયો છે. વૈજ્ઞાનિકોએ પ્રયોગો કરવાનું શીખ્યા છે - પ્રકૃતિના પ્રશ્નો પૂછવા અને તેના જવાબો સમજવા, પ્રયોગોના પરિણામોનું વર્ણન કરતા સિદ્ધાંતો બનાવવા. સિદ્ધાંતોને વિશ્વસનીય નિષ્કર્ષ પર પહોંચવા માટે સખત ગાણિતિક પદ્ધતિઓની જરૂર હતી. વિજ્ઞાન ખૂબ આગળ વધી ગયું છે. લગભગ 400 વર્ષ પહેલાં ગેલિલિયો ગેલિલી (1564-1642) ના કાર્યથી ભૌતિકશાસ્ત્ર માટે શરૂ થયેલા આ માર્ગ પર, દ્રવ્યની રચના અને વિવિધ પ્રકૃતિના શરીરના ગુણધર્મો વિશે અસંખ્ય માહિતી પ્રાપ્ત થઈ છે. વિવિધ ઘટનાઓ શોધી અને સમજવામાં આવી છે.

માનવતા માત્ર નિષ્ક્રિય રીતે પ્રકૃતિને સમજવાનું જ નહીં, પણ તેના પોતાના હેતુઓ માટે તેનો ઉપયોગ કરવાનું પણ શીખી છે.

અમે 2500 વર્ષોમાં પરમાણુ ખ્યાલોના વિકાસના ઇતિહાસ અને છેલ્લા 400 વર્ષોમાં ભૌતિકશાસ્ત્રના ઇતિહાસને ધ્યાનમાં લઈશું નહીં. અમારું કાર્ય શક્ય તેટલું સંક્ષિપ્તમાં અને સ્પષ્ટપણે કહેવાનું છે કે બધું શું અને કેવી રીતે બનેલું છે - આપણી આસપાસની વસ્તુઓ, શરીર અને આપણી જાત.

પહેલેથી જ ઉલ્લેખ કર્યો છે તેમ, તમામ પદાર્થોમાં ઇલેક્ટ્રોન, પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનનો સમાવેશ થાય છે. હું આ વિશે શાળા સમયથી જાણું છું, પરંતુ તે મને આશ્ચર્યચકિત કરવાનું બંધ કરતું નથી કે બધું ફક્ત ત્રણ પ્રકારના કણોથી બનેલું છે! પરંતુ વિશ્વ ખૂબ જ વૈવિધ્યસભર છે! વધુમાં, બાંધકામ હાથ ધરવા માટે કુદરત જે માધ્યમોનો ઉપયોગ કરે છે તે પણ તદ્દન એકવિધ છે.

વિવિધ પ્રકારના પદાર્થો કેવી રીતે બને છે તેનું સતત વર્ણન કરવું એ એક જટિલ વિજ્ઞાન છે. તે કેટલાક ગંભીર ગણિતનો ઉપયોગ કરે છે. તેના પર ભાર મૂકવો જ જોઇએ કે અન્ય કોઈ, સરળ સિદ્ધાંત નથી. પરંતુ પદાર્થોની રચના અને ગુણધર્મોની સમજ હેઠળના ભૌતિક સિદ્ધાંતો, જો કે તે બિન-તુચ્છ અને કલ્પના કરવી મુશ્કેલ છે, તેમ છતાં તે સમજી શકાય છે. અમારી વાર્તા દ્વારા અમે દરેકને મદદ કરવાનો પ્રયાસ કરીશું જેઓ વિશ્વની રચનામાં રસ ધરાવતા હોય જેમાં આપણે રહીએ છીએ.

એવું લાગે છે કે ચોક્કસ જટિલ ઉપકરણ (રમકડું અથવા મિકેનિઝમ) કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તે સમજવાની સૌથી કુદરતી રીત એ છે કે તેને ડિસએસેમ્બલ કરવું અને તેને તેના ઘટક ભાગોમાં વિઘટિત કરવું. તમારે ફક્ત ખૂબ કાળજી રાખવાની જરૂર છે, યાદ રાખો કે ફોલ્ડિંગ વધુ મુશ્કેલ હશે. લોકપ્રિય શાણપણ કહે છે, "તોડવું એ બાંધવાનું નથી." અને એક વધુ વસ્તુ: ઉપકરણમાં શું છે તે આપણે સમજી શકીએ છીએ, પરંતુ તે કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તે અમે સમજી શકતા નથી. કેટલીકવાર તમારે એક સ્ક્રૂને સ્ક્રૂ કાઢવાની જરૂર હોય છે, અને તે જ છે - ઉપકરણ કામ કરવાનું બંધ કરે છે. સમજવા જેટલું ડિસએસેમ્બલ કરવું એટલું જરૂરી નથી.

કારણ કે આપણે આપણી આસપાસના તમામ પદાર્થો, વસ્તુઓ, સજીવોના વાસ્તવિક વિઘટન વિશે વાત કરી રહ્યા નથી, પરંતુ કાલ્પનિક વિશે, એટલે કે માનસિક વિશે, અને વાસ્તવિક અનુભવ વિશે નહીં, તો તમારે ચિંતા કરવાની જરૂર નથી: તમારી પાસે નથી. એકત્રિત કરવા માટે. તદુપરાંત, ચાલો આપણા પ્રયત્નોમાં કંજૂસાઈ ન કરીએ. ચાલો વિચારીએ નહીં કે ઉપકરણને તેના ઘટક ભાગોમાં વિઘટન કરવું મુશ્કેલ અથવા સરળ છે. એક ક્ષણ. આપણે કેવી રીતે જાણી શકીએ કે આપણે મર્યાદા પર પહોંચી ગયા છીએ? કદાચ વધુ પ્રયત્નોથી આપણે આગળ વધી શકીએ? ચાલો આપણે આપણી જાતને સ્વીકારીએ: આપણે જાણતા નથી કે આપણે મર્યાદા પર પહોંચી ગયા છીએ કે નહીં. આપણે સામાન્ય રીતે સ્વીકૃત અભિપ્રાયનો ઉપયોગ કરવો પડશે, તે સમજીને કે આ ખૂબ વિશ્વસનીય દલીલ નથી. પરંતુ જો તમને યાદ છે કે આ ફક્ત સામાન્ય રીતે સ્વીકૃત અભિપ્રાય છે, અને અંતિમ સત્ય નથી, તો પછી જોખમ ઓછું છે.

હવે તે સામાન્ય રીતે સ્વીકારવામાં આવે છે કે જે ભાગોમાંથી બધું બનાવવામાં આવે છે તે પ્રાથમિક કણો છે. અને હજુ સુધી આ બધું નથી. અનુરૂપ સંદર્ભ પુસ્તકને જોયા પછી, અમને ખાતરી થશે: ત્યાં ત્રણસો કરતાં વધુ પ્રાથમિક કણો છે. પ્રાથમિક કણોની વિપુલતાએ અમને પેટાલિમેન્ટરી કણો - કણો કે જે પોતે પ્રાથમિક કણો બનાવે છે તેના અસ્તિત્વની શક્યતા વિશે વિચારવા પ્રેર્યા. આ રીતે ક્વાર્કનો વિચાર આવ્યો. તેમની પાસે આશ્ચર્યજનક મિલકત છે કે તેઓ દેખીતી રીતે મુક્ત રાજ્યમાં અસ્તિત્વમાં નથી. ત્યાં ઘણા બધા ક્વાર્ક છે - છ, અને દરેકનું પોતાનું એન્ટિપાર્ટિકલ છે. કદાચ દ્રવ્યના ઊંડાણમાં જવાનો પ્રવાસ પૂરો થયો નથી.

અમારી વાર્તા માટે, પ્રાથમિક કણોની વિપુલતા અને પેટાલિમેન્ટરીનું અસ્તિત્વ બિનમહત્વપૂર્ણ છે. ઇલેક્ટ્રોન, પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન પદાર્થોના નિર્માણમાં સીધા જ સામેલ છે - બધું ફક્ત તેમાંથી બનાવવામાં આવ્યું છે.

વાસ્તવિક કણોના ગુણધર્મોની ચર્ચા કરતા પહેલા, ચાલો વિચારીએ કે આપણે તે ભાગોને શું જોવા માંગીએ છીએ જેમાંથી બધું બનાવવામાં આવ્યું છે. જ્યારે આપણે શું જોવા માંગીએ છીએ તેની વાત આવે છે, અલબત્ત, આપણે દૃષ્ટિકોણની વિવિધતાને ધ્યાનમાં લેવી જોઈએ. ચાલો અમુક સુવિધાઓ પસંદ કરીએ જે ફરજિયાત લાગે છે.

સૌપ્રથમ, પ્રાથમિક કણોમાં વિવિધ રચનાઓમાં ભેગા થવાની ક્ષમતા હોવી આવશ્યક છે.

બીજું, હું વિચારવા માંગુ છું કે પ્રાથમિક કણો અવિનાશી છે. વિશ્વનો કેટલો લાંબો ઇતિહાસ છે તે જાણીને, તે કલ્પના કરવી મુશ્કેલ છે કે તેમાં રહેલા કણો નશ્વર છે.

ત્રીજે સ્થાને, હું ઈચ્છું છું કે ત્યાં ઘણી બધી વિગતો ન હોય. બિલ્ડિંગ બ્લોક્સને જોતાં, આપણે જોઈએ છીએ કે સમાન તત્વોમાંથી કેટલી વિવિધ ઇમારતો બનાવી શકાય છે.

ઇલેક્ટ્રોન, પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન સાથે પરિચિત થવાથી, આપણે જોશું કે તેમના ગુણધર્મો આપણી ઇચ્છાઓનો વિરોધાભાસ કરતા નથી, અને સરળતાની ઇચ્છા નિઃશંકપણે એ હકીકતને અનુરૂપ છે કે તમામ પદાર્થોની રચનામાં ફક્ત ત્રણ પ્રકારના પ્રાથમિક કણો ભાગ લે છે.

ચાલો ઇલેક્ટ્રોન, પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની સૌથી મહત્વપૂર્ણ લાક્ષણિકતાઓ રજૂ કરીએ. તેઓ કોષ્ટક 1 માં એકત્રિત કરવામાં આવ્યા છે.

ચાર્જની તીવ્રતા કૂલમ્બ્સમાં આપવામાં આવે છે, કિલોગ્રામમાં માસ (SI એકમો); "સ્પિન" અને "આંકડા" શબ્દો નીચે સમજાવવામાં આવશે.

ચાલો કણોના સમૂહમાં તફાવત પર ધ્યાન આપીએ: પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન ઇલેક્ટ્રોન કરતાં લગભગ 2000 ગણા ભારે છે. પરિણામે, કોઈપણ શરીરનો સમૂહ લગભગ સંપૂર્ણપણે પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનના સમૂહ દ્વારા નક્કી થાય છે.

ન્યુટ્રોન, તેના નામ પ્રમાણે, તટસ્થ છે - તેનો ચાર્જ શૂન્ય છે. અને પ્રોટોન અને ઇલેક્ટ્રોન સમાન તીવ્રતાના ચાર્જ ધરાવે છે, પરંતુ ચિહ્નમાં વિરુદ્ધ છે. ઇલેક્ટ્રોન નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે અને પ્રોટોન હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે.

કણોની લાક્ષણિકતાઓમાં, ત્યાં કોઈ મોટે ભાગે મહત્વપૂર્ણ લાક્ષણિકતા નથી - તેમનું કદ. અણુઓ અને પરમાણુઓ, ઇલેક્ટ્રોન, પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની રચનાનું વર્ણન કરવાથી ભૌતિક બિંદુઓ ગણી શકાય. પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનનાં કદ માત્ર અણુ ન્યુક્લીનું વર્ણન કરતી વખતે યાદ રાખવાનાં રહેશે. અણુઓના કદની તુલનામાં પણ, પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન ભયંકર રીતે નાના છે (10 -16 મીટરના ક્રમમાં).

અનિવાર્યપણે, આ ટૂંકો વિભાગ ઇલેક્ટ્રોન, પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનને પ્રકૃતિના તમામ શરીરના બિલ્ડીંગ બ્લોક્સ તરીકે રજૂ કરવા માટે નીચે આવે છે. આપણે આપણી જાતને ફક્ત કોષ્ટક 1 સુધી મર્યાદિત કરી શકીએ છીએ, પરંતુ આપણે સમજવું પડશે કે ઇલેક્ટ્રોન, પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન કેવી રીતે બાંધકામ હાથ ધરવામાં આવે છે, કણો વધુ જટિલ રચનાઓમાં ભેગા થવાનું કારણ બને છે અને આ રચનાઓ શું છે.

ઘણા અણુઓ છે. તેમને વિશિષ્ટ રીતે ગોઠવવાનું જરૂરી અને શક્ય બન્યું. ઓર્ડરિંગ એ અણુઓના તફાવતો અને સમાનતા પર ભાર મૂકવાનું શક્ય બનાવે છે. અણુઓની વાજબી ગોઠવણી એ ડી.આઈ. મેન્ડેલીવ (1834-1907) ની યોગ્યતા છે, જેમણે તેમના નામનો સામયિક કાયદો ઘડ્યો હતો. જો આપણે પીરિયડ્સના અસ્તિત્વને અસ્થાયી રૂપે અવગણીએ, તો તત્વોની ગોઠવણીનો સિદ્ધાંત અત્યંત સરળ છે: તે અણુઓના વજન અનુસાર ક્રમિક રીતે ગોઠવાય છે. સૌથી હલકો હાઇડ્રોજન અણુ છે. છેલ્લો કુદરતી (કૃત્રિમ રીતે બનાવેલ નથી) અણુ યુરેનિયમ અણુ છે, જે 200 ગણાથી વધુ ભારે છે.

અણુઓની રચનાને સમજવાથી તત્વોના ગુણધર્મોમાં સામયિકતાની હાજરી સમજાવી.

20મી સદીની શરૂઆતમાં, ઇ. રધરફોર્ડ (1871-1937) એ ખાતરીપૂર્વક બતાવ્યું કે અણુનું લગભગ સમગ્ર દળ તેના ન્યુક્લિયસમાં કેન્દ્રિત છે - અવકાશનો એક નાનો (અણુની તુલનામાં પણ) પ્રદેશ: ત્રિજ્યા ન્યુક્લિયસ અણુના કદ કરતાં લગભગ 100 હજાર ગણું નાનું છે. જ્યારે રધરફોર્ડે તેમના પ્રયોગો હાથ ધર્યા ત્યારે ન્યુટ્રોન હજુ સુધી શોધાયું ન હતું. ન્યુટ્રોનની શોધ સાથે, તે સમજાયું કે ન્યુક્લીમાં પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનનો સમાવેશ થાય છે, અને અણુને ઇલેક્ટ્રોનથી ઘેરાયેલા ન્યુક્લિયસ તરીકે વિચારવું સ્વાભાવિક છે, જેની સંખ્યા ન્યુક્લિયસમાં પ્રોટોનની સંખ્યા જેટલી હોય છે - પછી બધા, સમગ્ર અણુ તટસ્થ છે. પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન, ન્યુક્લિયસની નિર્માણ સામગ્રી તરીકે, એક સામાન્ય નામ પ્રાપ્ત થયું - ન્યુક્લિયન્સ (લેટિનમાંથી ન્યુક્લિયસ -કોર). આ તે નામ છે જેનો આપણે ઉપયોગ કરીશું.

ન્યુક્લિયસમાં ન્યુક્લિઅન્સની સંખ્યા સામાન્ય રીતે અક્ષર દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે એ. તે સ્પષ્ટ છે કે A = N + Z, ક્યાં એનન્યુક્લિયસમાં ન્યુટ્રોનની સંખ્યા છે, અને ઝેડ- અણુમાં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા જેટલી પ્રોટોનની સંખ્યા. નંબર એઅણુ સમૂહ કહેવાય છે, અને Z-અણુ સંખ્યા. સમાન અણુ સંખ્યાવાળા અણુઓને આઇસોટોપ કહેવામાં આવે છે: સામયિક કોષ્ટકમાં તેઓ સમાન કોષમાં સ્થિત છે (ગ્રીકમાં isos -સમાન , ટોપોસ -સ્થળ). હકીકત એ છે કે આઇસોટોપ્સના રાસાયણિક ગુણધર્મો લગભગ સમાન છે. જો તમે સામયિક કોષ્ટકની કાળજીપૂર્વક તપાસ કરો છો, તો તમે ખાતરી કરી શકો છો કે, સખત રીતે કહીએ તો, તત્વોની ગોઠવણી અણુ સમૂહને અનુરૂપ નથી, પરંતુ અણુ સંખ્યાને અનુરૂપ છે. જો ત્યાં લગભગ 100 તત્વો છે, તો ત્યાં 2000 થી વધુ આઇસોટોપ્સ છે, તેમાંથી ઘણા અસ્થિર છે, એટલે કે, રેડિયોએક્ટિવ (લેટિનમાંથી રેડિયો- હું વિકિરણ કરું છું, સક્રિય- સક્રિય), તેઓ ક્ષીણ થઈ જાય છે, વિવિધ કિરણોત્સર્ગનું ઉત્સર્જન કરે છે.

રથરફોર્ડના પ્રયોગો માત્ર અણુ ન્યુક્લીની શોધ તરફ દોરી ગયા, પરંતુ એ પણ દર્શાવ્યું કે સમાન ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક દળો અણુમાં કાર્ય કરે છે, જે એકબીજાથી સમાન રીતે ચાર્જ થયેલા શરીરને દૂર કરે છે અને એકબીજા તરફ અલગ રીતે ચાર્જ કરેલા પદાર્થોને આકર્ષે છે (ઉદાહરણ તરીકે, ઇલેક્ટ્રોસ્કોપ બોલ્સ).

અણુ સ્થિર છે. પરિણામે, અણુમાંના ઇલેક્ટ્રોન ન્યુક્લિયસની આસપાસ ફરે છે: કેન્દ્રત્યાગી બળ આકર્ષણના બળને વળતર આપે છે. આને સમજવાથી અણુના ગ્રહોના મોડેલની રચના થઈ, જેમાં ન્યુક્લિયસ સૂર્ય છે અને ઇલેક્ટ્રોન ગ્રહો છે (શાસ્ત્રીય ભૌતિકશાસ્ત્રના દૃષ્ટિકોણથી, ગ્રહોનું મોડેલ અસંગત છે, પરંતુ નીચે તેના પર વધુ છે).

અણુના કદનો અંદાજ કાઢવાની ઘણી રીતો છે. જુદા જુદા અંદાજો સમાન પરિણામો તરફ દોરી જાય છે: અણુઓના કદ, અલબત્ત, અલગ અલગ હોય છે, પરંતુ લગભગ નેનોમીટર (1 nm = 10 -9 m) ના દસમા ભાગની બરાબર હોય છે.

ચાલો પહેલા અણુના ઈલેક્ટ્રોનની સિસ્ટમ પર વિચાર કરીએ.

સૌરમંડળમાં, ગ્રહો ગુરુત્વાકર્ષણ દ્વારા સૂર્ય તરફ આકર્ષાય છે. અણુમાં ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક બળ કાર્ય કરે છે. ચાર્લ્સ ઓગસ્ટિન કુલોમ્બ (1736-1806) ના માનમાં તેને ઘણીવાર કુલોમ્બ કહેવામાં આવે છે, જેમણે સ્થાપિત કર્યું હતું કે બે ચાર્જ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું બળ તેમની વચ્ચેના અંતરના વર્ગના વિપરિત પ્રમાણસર છે. હકીકત એ છે કે બે ચાર્જ પ્ર 1 અને પ્ર 2 સમાન બળ સાથે આકર્ષિત કરો અથવા ભગાડો એફસી = પ્ર 1 પ્ર 2 /આર 2 , ક્યાં આર- શુલ્ક વચ્ચેના અંતરને "કુલોમ્બનો કાયદો" કહેવામાં આવે છે. અનુક્રમણિકા " સાથે"બળ માટે સોંપેલ એફકુલોમ્બની અટકના પ્રથમ અક્ષર દ્વારા (ફ્રેન્ચમાં કુલોમ્બ). સૌથી વધુ વૈવિધ્યસભર વિધાનોમાં, એવા થોડા છે કે જેને કુલોમ્બના કાયદા તરીકે યોગ્ય રીતે કાયદો કહેવામાં આવે છે: છેવટે, તેની લાગુ થવાનો અવકાશ વ્યવહારીક રીતે અમર્યાદિત છે. ચાર્જ્ડ બોડી, તેમના કદ ગમે તે હોય, તેમજ પરમાણુ અને તે પણ સબએટોમિક ચાર્જ્ડ કણો - તે બધા કુલોમ્બના કાયદા અનુસાર આકર્ષે છે અથવા ભગાડે છે.

પ્રારંભિક બાળપણમાં વ્યક્તિ ગુરુત્વાકર્ષણથી પરિચિત બને છે. પડવાથી, તે પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણને માન આપવાનું શીખે છે. ત્વરિત ગતિ સાથે પરિચિતતા સામાન્ય રીતે શરીરના મુક્ત પતન - ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ શરીરની હિલચાલના અભ્યાસથી શરૂ થાય છે.

સમૂહના બે શરીર વચ્ચે એમ 1 અને એમ 2 બળ કૃત્યો એફ N=- જીએમ 1 એમ 2 /આર 2 . અહીં આર- શરીર વચ્ચેનું અંતર, જી-ગુરુત્વાકર્ષણ સ્થિર 6.67259.10 -11 બરાબર m 3 kg -1 s -2 , અનુક્રમણિકા "N" ન્યુટન (1643 - 1727) ના માનમાં આપવામાં આવે છે. આ અભિવ્યક્તિને સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનો કાયદો કહેવામાં આવે છે, તેના સાર્વત્રિક સ્વભાવ પર ભાર મૂકે છે. બળ એફએન તારાવિશ્વોની હિલચાલ, અવકાશી પદાર્થો અને પૃથ્વી પરના પદાર્થોનું પતન નક્કી કરે છે. સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનો નિયમ શરીર વચ્ચેના કોઈપણ અંતરે માન્ય છે. આઈન્સ્ટાઈનના સાપેક્ષતાના સામાન્ય સિદ્ધાંત (1879-1955)એ રજૂ કરેલા ગુરુત્વાકર્ષણના ચિત્રમાં થયેલા ફેરફારોનો અમે ઉલ્લેખ કરીશું નહીં.

કૂલમ્બ ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક બળ અને સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણનું ન્યુટોનિયન બળ બંને સમાન છે (1/ આર 2) શરીર વચ્ચે વધતા અંતર સાથે ઘટાડો. આ તમને શરીર વચ્ચેના કોઈપણ અંતરે બંને દળોની ક્રિયાની તુલના કરવાની મંજૂરી આપે છે. જો બે પ્રોટોનના કુલોમ્બ વિસર્જનના બળને તેમના ગુરુત્વાકર્ષણના બળ સાથે તીવ્રતામાં સરખાવવામાં આવે, તો તે તારણ આપે છે કે એફ N/ એફ C= 10 -36 (પ્ર 1 =પ્ર 2 = ઇ p ; એમ 1 = =એમ 2 =m p). તેથી, ગુરુત્વાકર્ષણ અણુની રચનામાં કોઈ નોંધપાત્ર ભૂમિકા ભજવતું નથી: તે ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક બળની તુલનામાં ખૂબ નાનું છે.

વિદ્યુત શુલ્ક શોધવું અને તેમની વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓને માપવી મુશ્કેલ નથી. જો વિદ્યુત બળ આટલું મહાન છે, તો પછી, જ્યારે, પડવું, કૂદવું, બોલ ફેંકવું તે શા માટે મહત્વનું નથી? કારણ કે મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં અમે તટસ્થ (અનચાર્જ) શરીર સાથે વ્યવહાર કરીએ છીએ. અવકાશમાં હંમેશા ઘણા બધા ચાર્જ કણો (ઇલેક્ટ્રોન, વિવિધ ચિહ્નોના આયનો) હોય છે. ચાર્જ થયેલ શરીર દ્વારા બનાવેલ વિશાળ (અણુ સ્કેલ પર) આકર્ષક વિદ્યુત બળના પ્રભાવ હેઠળ, ચાર્જ થયેલ કણો તેના સ્ત્રોત તરફ ધસી જાય છે, શરીરને વળગી રહે છે અને તેના ચાર્જને તટસ્થ કરે છે.

અણુ અને તેનાથી પણ નાના, સબએટોમિક કણો વિશે વાત કરવી ખૂબ જ મુશ્કેલ છે, મુખ્યત્વે કારણ કે તેમના ગુણધર્મોને આપણા રોજિંદા જીવનમાં કોઈ અનુરૂપ નથી. કોઈ એવું વિચારી શકે છે કે ભૌતિક બિંદુઓ જેવા નાના અણુઓ બનાવે છે તે કણો વિશે વિચારવું અનુકૂળ રહેશે. પરંતુ બધું વધુ જટિલ હોવાનું બહાર આવ્યું.

એક કણ અને તરંગ... એવું લાગે છે કે સરખામણી પણ અર્થહીન છે, તેઓ ઘણા અલગ છે.

સંભવતઃ, જ્યારે તમે તરંગ વિશે વિચારો છો, ત્યારે તમે સૌ પ્રથમ લહેરાતી દરિયાની સપાટીની કલ્પના કરો છો. મોજા ખુલ્લા સમુદ્રમાંથી કિનારે આવે છે - તરંગલંબાઇ - બે ક્રમિક ક્રેસ્ટ વચ્ચેનું અંતર - અલગ હોઈ શકે છે. કેટલાક મીટરના ક્રમની લંબાઈ ધરાવતા તરંગોનું અવલોકન કરવું સરળ છે. તરંગો દરમિયાન, પાણીનો સમૂહ દેખીતી રીતે વાઇબ્રેટ થાય છે. તરંગ નોંધપાત્ર વિસ્તારને આવરી લે છે.

તરંગ સમય અને અવકાશમાં સામયિક હોય છે. તરંગલંબાઇ ( λ ) અવકાશી સામયિકતાનું માપ છે. સમયે તરંગ ગતિની સામયિકતા કિનારા પર તરંગોના શિખરોના આગમનની આવર્તનમાં દેખાય છે, અને તે શોધી શકાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, ઉપર અને નીચે ફ્લોટના ઓસિલેશન દ્વારા. ચાલો તરંગ ગતિનો સમયગાળો સૂચવીએ - તે સમય કે જે દરમિયાન એક તરંગ પસાર થાય છે - અક્ષર દ્વારા ટી. સમયગાળાના પારસ્પરિકને આવર્તન ν કહેવામાં આવે છે = 1/ટી. સૌથી સરળ તરંગો (હાર્મોનિક) ની ચોક્કસ આવર્તન હોય છે જે સમય જતાં બદલાતી નથી. કોઈપણ જટિલ તરંગ ગતિને સરળ તરંગોના સમૂહ તરીકે રજૂ કરી શકાય છે (જુઓ “વિજ્ઞાન અને જીવન” નંબર 11, 2001). કડક શબ્દોમાં કહીએ તો, એક સરળ તરંગ અનંત જગ્યા રોકે છે અને અનંત લાંબા સમય સુધી અસ્તિત્વ ધરાવે છે. એક કણ, જેમ આપણે તેની કલ્પના કરીએ છીએ, અને તરંગ સંપૂર્ણપણે અલગ છે.

ન્યૂટનના સમયથી, પ્રકાશની પ્રકૃતિ વિશે ચર્ચા ચાલી રહી છે. પ્રકાશ શું છે તે કણોનો સંગ્રહ છે (લેટિનમાંથી કોર્પસ્કલ્સ કોર્પસ્ક્યુલમ- નાનું શરીર) અથવા તરંગો? સિદ્ધાંતો લાંબા સમય માટે સ્પર્ધા. તરંગ સિદ્ધાંત જીત્યો: કોર્પસ્ક્યુલર સિદ્ધાંત પ્રાયોગિક તથ્યો (પ્રકાશનું દખલ અને વિવર્તન) સમજાવી શક્યું નથી. તરંગ સિદ્ધાંત પ્રકાશ બીમના રેક્ટિલિનિયર પ્રચાર સાથે સરળતાથી સામનો કરે છે. એક મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા એ હકીકત દ્વારા ભજવવામાં આવી હતી કે રોજિંદા ખ્યાલો અનુસાર પ્રકાશ તરંગોની લંબાઈ ખૂબ નાની છે: દૃશ્યમાન પ્રકાશની તરંગલંબાઇ 380 થી 760 નેનોમીટરની છે. ટૂંકા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો અલ્ટ્રાવાયોલેટ, એક્સ-રે અને ગામા કિરણો છે, અને લાંબા તરંગો ઇન્ફ્રારેડ, મિલિમીટર, સેન્ટિમીટર અને અન્ય તમામ રેડિયો તરંગો છે.

19મી સદીના અંત સુધીમાં, કોર્પસ્ક્યુલર થિયરી પર પ્રકાશના તરંગ સિદ્ધાંતનો વિજય અંતિમ અને અટલ લાગતો હતો. જો કે, વીસમી સદીએ ગંભીર ફેરફારો કર્યા. તે પ્રકાશ અથવા તરંગો અથવા કણો જેવું લાગતું હતું. તે બહાર આવ્યું - તરંગો અને કણો બંને. પ્રકાશના કણો માટે, તેના ક્વોન્ટા માટે, જેમ તેઓ કહે છે, એક ખાસ શબ્દ બનાવવામાં આવ્યો હતો - "ફોટન". "ક્વોન્ટમ" શબ્દ લેટિન શબ્દ પરથી આવ્યો છે ક્વોન્ટમ- કેટલા અને "ફોટન" - ગ્રીક શબ્દમાંથી ફોટા -પ્રકાશ મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં કણોના નામ દર્શાવતા શબ્દોનો અંત હોય છે તેમણે. આશ્ચર્યજનક રીતે, કેટલાક પ્રયોગોમાં પ્રકાશ તરંગોની જેમ વર્તે છે, જ્યારે અન્યમાં તે કણોના પ્રવાહની જેમ વર્તે છે. ધીમે ધીમે, એવા સિદ્ધાંતનું નિર્માણ કરવું શક્ય બન્યું જે આગાહી કરે છે કે પ્રકાશ કયા પ્રયોગમાં કેવી રીતે વર્તે છે. આજકાલ આ સિદ્ધાંત દરેક વ્યક્તિ દ્વારા સ્વીકારવામાં આવે છે, પ્રકાશની વિવિધ વર્તણૂક હવે આશ્ચર્યજનક નથી.

પ્રથમ પગલાં હંમેશા ખાસ કરીને મુશ્કેલ હોય છે. મારે વિજ્ઞાનમાં પ્રસ્થાપિત અભિપ્રાયની વિરુદ્ધ જવું પડ્યું અને પાખંડ જેવું લાગે તેવા નિવેદનો કરવા પડ્યા. વાસ્તવિક વૈજ્ઞાનિકો તેઓ જે ઘટનાનું અવલોકન કરે છે તેનું વર્ણન કરવા માટે તેઓ જે સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરે છે તેમાં તેઓ ખરેખર માને છે. સ્વીકૃત સિદ્ધાંતનો ત્યાગ કરવો ખૂબ જ મુશ્કેલ છે. પ્રથમ પગલાં મેક્સ પ્લાન્ક (1858-1947) અને આલ્બર્ટ આઈન્સ્ટાઈન (1879-1955) દ્વારા લેવામાં આવ્યા હતા.

પ્લાન્ક - આઈન્સ્ટાઈનના મતે, તે અલગ ભાગોમાં છે, ક્વોન્ટા, કે પ્રકાશ પદાર્થ દ્વારા ઉત્સર્જિત અને શોષાય છે. ફોટોન દ્વારા વહન કરવામાં આવતી ઊર્જા તેની આવર્તનના પ્રમાણમાં હોય છે: ઇ = hν. પ્રમાણસરતા પરિબળ h 1900 માં તેને રેડિયેશનના સિદ્ધાંતમાં રજૂ કરનાર જર્મન ભૌતિકશાસ્ત્રીના માનમાં પ્લાન્કનો કોન્સ્ટન્ટ કહેવાય છે. અને 20મી સદીના પહેલા ત્રીજા ભાગમાં તે સ્પષ્ટ થઈ ગયું છે કે પ્લાન્કનો કોન્સ્ટન્ટ એ વિશ્વના સૌથી મહત્વપૂર્ણ સ્થિરાંકોમાંથી એક છે. સ્વાભાવિક રીતે, તે કાળજીપૂર્વક માપવામાં આવ્યું હતું: h= 6.6260755.10 -34 જે.એસ.

પ્રકાશનું પ્રમાણ ઘણું છે કે થોડું? દૃશ્યમાન પ્રકાશની આવર્તન લગભગ 10 14 s -1 છે. યાદ કરો: પ્રકાશની આવર્તન અને તરંગલંબાઇ ν = સંબંધ દ્વારા સંબંધિત છે c/λ, ક્યાં સાથે= 299792458.10 10 m/s (બરાબર) - વેક્યૂમમાં પ્રકાશની ગતિ. ક્વોન્ટમ ઊર્જા hν, જોવામાં સરળ છે, તે લગભગ 10 -18 J છે. આ ઊર્જાને કારણે, 10 -13 ગ્રામના સમૂહને 1 સેન્ટિમીટરની ઊંચાઈ સુધી વધારી શકાય છે. માનવીય ધોરણે, તે ખૂબ જ નાનું છે. પરંતુ આ 10 14 ઇલેક્ટ્રોનનું દળ છે. માઇક્રોકોઝમમાં સ્કેલ સંપૂર્ણપણે અલગ છે! અલબત્ત, વ્યક્તિ 10 -13 ગ્રામના સમૂહને અનુભવી શકતી નથી, પરંતુ માનવ આંખ એટલી સંવેદનશીલ છે કે તે પ્રકાશના વ્યક્તિગત ક્વોન્ટા જોઈ શકે છે - આ સૂક્ષ્મ પ્રયોગોની શ્રેણી દ્વારા પુષ્ટિ મળી હતી. સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં, વ્યક્તિ પ્રકાશના "અનાજ" ને અલગ પાડતી નથી, તેને સતત પ્રવાહ તરીકે સમજે છે.

એ જાણીને કે પ્રકાશમાં કોર્પસ્ક્યુલર અને તરંગ પ્રકૃતિ બંને છે, તે કલ્પના કરવી સરળ છે કે "વાસ્તવિક" કણોમાં પણ તરંગ ગુણધર્મો છે. આ પાખંડી વિચાર સૌપ્રથમ લુઈસ ડી બ્રોગ્લી (1892-1987) દ્વારા વ્યક્ત કરવામાં આવ્યો હતો. તેણે તરંગની પ્રકૃતિ શું છે, જેની તેણે આગાહી કરી છે તે શોધવાનો પ્રયાસ કર્યો નથી. તેમના સિદ્ધાંત મુજબ, દળ સાથેનો કણ m, ઝડપે ઉડતી વિ, તરંગલંબાઇ l = સાથે તરંગને અનુરૂપ છે hmvઅને આવર્તન ν = ઇ/h, ક્યાં ઇ = mv 2/2 - કણ ઊર્જા.

અણુ ભૌતિકશાસ્ત્રના વધુ વિકાસથી તરંગોની પ્રકૃતિની સમજણ થઈ જે અણુ અને સબએટોમિક કણોની હિલચાલનું વર્ણન કરે છે. "ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ" નામનું વિજ્ઞાન ઉભરી આવ્યું (પ્રારંભિક વર્ષોમાં તેને તરંગ મિકેનિક્સ કહેવામાં આવતું હતું).

ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ માઇક્રોસ્કોપિક કણોની હિલચાલને લાગુ પડે છે. સામાન્ય સંસ્થાઓની ગતિને ધ્યાનમાં લેતી વખતે (ઉદાહરણ તરીકે, મિકેનિઝમ્સના કોઈપણ ભાગો), ક્વોન્ટમ કરેક્શન (દ્રવ્યના તરંગ ગુણધર્મોને લીધે થયેલા સુધારા) ધ્યાનમાં લેવાનો કોઈ અર્થ નથી.

કણોની તરંગ ગતિના અભિવ્યક્તિઓમાંનું એક તેમના માર્ગનો અભાવ છે. પ્રક્ષેપણ અસ્તિત્વ માટે, તે જરૂરી છે કે સમયની દરેક ક્ષણે કણ ચોક્કસ સંકલન અને ચોક્કસ ગતિ ધરાવે છે. પરંતુ આ ચોક્કસપણે તે છે જે ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ દ્વારા પ્રતિબંધિત છે: એક કણ એક સાથે ચોક્કસ સંકલન મૂલ્ય ધરાવી શકતું નથીએક્સ , અને ચોક્કસ ગતિ મૂલ્યવિ . તેમની અનિશ્ચિતતાઓડીએક્સ અનેડીવી વર્નર હેઈઝનબર્ગ (1901-1974) દ્વારા શોધાયેલ અનિશ્ચિતતા સંબંધ દ્વારા સંબંધિત: ડીએક્સ ડી, ક્યાં m v ~ h/m કણનું દળ છે, અને h- પ્લાન્ક સતત. પ્લાન્કના સ્થિરાંકને ઘણીવાર "ક્રિયા" નું સાર્વત્રિક પરિમાણ કહેવામાં આવે છે. શબ્દ સ્પષ્ટ કર્યા વિનાક્રિયા , ઉપનામ પર ધ્યાન આપોસાર્વત્રિક

. તે ભારપૂર્વક કહે છે કે અનિશ્ચિતતા સંબંધ હંમેશા માન્ય છે. ગતિની પરિસ્થિતિઓ અને કણના સમૂહને જાણીને, વ્યક્તિ અંદાજ લગાવી શકે છે કે ગતિના ક્વોન્ટમ નિયમોને ધ્યાનમાં લેવું જરૂરી છે (બીજા શબ્દોમાં, જ્યારે કણોના તરંગ ગુણધર્મો અને તેના પરિણામ - અનિશ્ચિતતા સંબંધો) ને અવગણી શકાય નહીં. , અને જ્યારે ગતિના શાસ્ત્રીય નિયમોનો ઉપયોગ કરવો તદ્દન શક્ય છે. ચાલો આપણે ભારપૂર્વક જણાવીએ: જો તે શક્ય હોય, તો તે જરૂરી છે, કારણ કે ક્લાસિકલ મિકેનિક્સ ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ કરતાં નોંધપાત્ર રીતે સરળ છે. મહેરબાની કરીને નોંધ કરો કે પ્લાન્કના સ્થિરાંકને સમૂહ દ્વારા વિભાજિત કરવામાં આવે છે (તેઓ સંયોજનોમાં શામેલ છેકલાક/મિ

). દળ જેટલું વધારે, ક્વોન્ટમ કાયદાઓની ભૂમિકા ઓછી. વર્નર હેઈઝનબર્ગ (1901-1974) દ્વારા શોધાયેલ અનિશ્ચિતતા સંબંધ દ્વારા સંબંધિત: ડીક્વોન્ટમ ગુણધર્મોને અવગણવું ચોક્કસપણે શક્ય છે ત્યારે અનુભવવા માટે, અમે અનિશ્ચિતતા ડીનો અંદાજ કાઢવાનો પ્રયત્ન કરીશું. વિઅને ડી વર્નર હેઈઝનબર્ગ (1901-1974) દ્વારા શોધાયેલ અનિશ્ચિતતા સંબંધ દ્વારા સંબંધિત: ડીક્વોન્ટમ ગુણધર્મોને અવગણવું ચોક્કસપણે શક્ય છે ત્યારે અનુભવવા માટે, અમે અનિશ્ચિતતા ડીનો અંદાજ કાઢવાનો પ્રયત્ન કરીશું. વિ. જો ડી

તેમના સરેરાશ (શાસ્ત્રીય) મૂલ્યોની તુલનામાં નગણ્ય છે, શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સના સૂત્રો સંપૂર્ણ રીતે ગતિનું વર્ણન કરે છે જો તેઓ નાના ન હોય, તો ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી છે; જ્યારે અન્ય કારણો (શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સના માળખામાં) હાઈઝનબર્ગ સંબંધ કરતાં વધુ અનિશ્ચિતતા તરફ દોરી જાય ત્યારે પણ ક્વોન્ટમ અનિશ્ચિતતાને ધ્યાનમાં લેવાનો કોઈ અર્થ નથી.

ચાલો એક ઉદાહરણ જોઈએ. ધ્યાનમાં રાખીને કે અમે શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સનો ઉપયોગ કરવાની શક્યતા દર્શાવવા માંગીએ છીએ, "કણ" ને ધ્યાનમાં લો જેનું દળ 1 ગ્રામ છે અને જેનું કદ 0.1 મિલીમીટર છે. માનવીય ધોરણે, આ એક અનાજ, પ્રકાશ, નાનો કણ છે. પરંતુ તે પ્રોટોન કરતાં 10 24 ગણું ભારે અને અણુ કરતાં મિલિયન ગણું મોટું છે!

હાઇડ્રોજનનું તાપમાન 300 K રહેવા દો (આપણે હંમેશા ચોક્કસ સ્કેલ પર, કેલ્વિન સ્કેલ પર તાપમાન માપીએ છીએ; 300 K = 27 o C). બોલ્ટ્ઝમેનના સ્થિરાંક દ્વારા કેલ્વિનમાં તાપમાનનો ગુણાકાર k B = 1.381.10 -16 J/K, અમે તેને ઊર્જા એકમોમાં વ્યક્ત કરીશું. મોમેન્ટમના સંરક્ષણના નિયમનો ઉપયોગ કરીને અનાજની ગતિમાં ફેરફારની ગણતરી કરી શકાય છે. હાઇડ્રોજન પરમાણુ સાથેના અનાજની પ્રત્યેક અથડામણ સાથે, તેની ઝડપ આશરે 10 -18 સેમી/સેકન્ડથી બદલાય છે. ફેરફાર સંપૂર્ણપણે અવ્યવસ્થિત રીતે અને રેન્ડમ દિશામાં થાય છે. તેથી, અનાજના વેગ (D વિ) આ કેસ માટે cl. તેથી, (ડી વિ) વર્ગ = 10 -18 સેમી/સે. તેના કદના 0.1 કરતા વધુ ચોકસાઈવાળા અનાજનું સ્થાન નક્કી કરવું દેખીતી રીતે ખૂબ જ મુશ્કેલ છે. ચાલો સ્વીકારીએ (ડી વર્નર હેઈઝનબર્ગ (1901-1974) દ્વારા શોધાયેલ અનિશ્ચિતતા સંબંધ દ્વારા સંબંધિત: ડી) cl = 10 -3 cm છેલ્લે, (D વર્નર હેઈઝનબર્ગ (1901-1974) દ્વારા શોધાયેલ અનિશ્ચિતતા સંબંધ દ્વારા સંબંધિત: ડી) વર્ગ (ડી વિ) cl = 10 -3 .10 -18 = 10 -21 . તે ખૂબ જ નાનું મૂલ્ય લાગશે. કોઈ પણ સંજોગોમાં, ઝડપ અને સ્થિતિની અનિશ્ચિતતા એટલી નાની છે કે અનાજની સરેરાશ ગતિ ગણી શકાય. પરંતુ હેઈઝનબર્ગના સંબંધ (ડી વર્નર હેઈઝનબર્ગ (1901-1974) દ્વારા શોધાયેલ અનિશ્ચિતતા સંબંધ દ્વારા સંબંધિત: ડીએક્સ વિ= 10 -27), શાસ્ત્રીય વિજાતીયતા પ્રચંડ છે - આ કિસ્સામાં તે એક મિલિયન વખત કરતાં વધી જાય છે.

નિષ્કર્ષ: અનાજની હિલચાલને ધ્યાનમાં લેતી વખતે, તેના તરંગ ગુણધર્મોને ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર નથી, એટલે કે, કોઓર્ડિનેટ્સ અને ગતિની ક્વોન્ટમ અનિશ્ચિતતાનું અસ્તિત્વ. જ્યારે અણુ અને સબએટોમિક કણોની હિલચાલની વાત આવે છે, ત્યારે પરિસ્થિતિ નાટકીય રીતે બદલાય છે.

આ વિશ્વ વિચિત્ર છે: કેટલાક લોકો વિશ્વભરમાં પ્રખ્યાત થવા અને ઇતિહાસમાં નીચે જવા માટે કંઈક સ્મારક અને વિશાળ બનાવવાનો પ્રયત્ન કરે છે, જ્યારે અન્ય લોકો સામાન્ય વસ્તુઓની ઓછામાં ઓછી નકલો બનાવે છે અને તેમની સાથે વિશ્વને આશ્ચર્યચકિત કરે છે. આ સમીક્ષામાં વિશ્વમાં અસ્તિત્વમાં રહેલા નાનામાં નાના પદાર્થો શામેલ છે અને તે જ સમયે તેમના પૂર્ણ-કદના સમકક્ષો કરતાં ઓછા કાર્યાત્મક નથી.

1. સ્વિસ મિનિગન પિસ્તોલ

સ્વિસમિની ગન નિયમિત રેન્ચ કરતાં મોટી નથી, પરંતુ તે 430 કિમી/કલાકની ઝડપે બેરલની બહાર ઉડતી નાની ગોળીઓ ચલાવવામાં સક્ષમ છે. નજીકના અંતરે વ્યક્તિને મારવા માટે આ પર્યાપ્ત કરતાં વધુ છે.

2. છાલ 50 કાર

માત્ર 69 કિગ્રા વજનની, પીલ 50 એ અત્યાર સુધીની સૌથી નાની કાર છે જે રસ્તાના ઉપયોગ માટે મંજૂર કરવામાં આવી છે. આ ત્રણ પૈડાવાળી પેપેલેટ 16 કિમી પ્રતિ કલાકની ઝડપે પહોંચી શકે છે.

3. કાલોળ શાળા

યુનેસ્કોએ ઈરાનની કલોઉ શાળાને વિશ્વની સૌથી નાની શાળા તરીકે માન્યતા આપી હતી. ત્યાં માત્ર 3 વિદ્યાર્થીઓ અને ભૂતપૂર્વ સૈનિક અબ્દુલ-મુહમ્મદ શેરાની છે, જે હવે શિક્ષક તરીકે કામ કરે છે.

4. ટીપોટ 1.4 ગ્રામ વજન

તે સિરામિક માસ્ટર વુ રુશેન દ્વારા બનાવવામાં આવ્યું હતું. જો કે આ ચાની કીટલીનું વજન માત્ર 1.4 ગ્રામ છે અને તે તમારી આંગળીના ટેરવે બેસે છે, તમે તેમાં ચા ઉકાળી શકો છો.

5. સાર્ક જેલ

સાર્ક જેલ 1856 માં ચેનલ આઇલેન્ડ્સમાં બનાવવામાં આવી હતી. ત્યાં ફક્ત 2 કેદીઓ માટે જગ્યા હતી, જેઓ ખૂબ જ કંગાળ સ્થિતિમાં હતા.

6. ટમ્બલવીડ

આ ઘરને "પેરાકાટી ફિલ્ડ" (ટમ્બલવીડ) કહેવામાં આવતું હતું. તે સાન ફ્રાન્સિસ્કોના જય શેફર દ્વારા બનાવવામાં આવ્યું હતું. ઘર કેટલાક લોકોના કબાટ (તે માત્ર 9 ચોરસ મીટર છે) કરતાં નાનું હોવા છતાં, તેમાં કામ કરવાની જગ્યા, બેડરૂમ અને શાવર અને શૌચાલય સાથે સ્નાન છે.

7. મિલ્સ એન્ડ પાર્ક

પોર્ટલેન્ડમાં આવેલ મિલ્સ એન્ડ પાર્ક વિશ્વનો સૌથી નાનો પાર્ક છે. તેનો વ્યાસ માત્ર... 60 સેન્ટિમીટર છે. તે જ સમયે, પાર્કમાં પતંગિયાઓ માટે એક સ્વિમિંગ પૂલ, એક લઘુચિત્ર ફેરિસ વ્હીલ અને નાની મૂર્તિઓ છે.

8. એડવર્ડ નિનો હર્નાન્ડીઝ

કોલંબિયાના એડવર્ડ નિનો હર્નાન્ડીઝ માત્ર 68 સેન્ટિમીટર ઉંચા છે. ગીનીસ બુક ઓફ રેકોર્ડ્સે તેમને વિશ્વના સૌથી નાના માણસ તરીકે માન્યતા આપી હતી.

9. ફોન બૂથમાં પોલીસ સ્ટેશન

સારમાં, તે ટેલિફોન બૂથ કરતાં મોટું નથી. પરંતુ તે ખરેખર ફ્લોરિડાના કારાબેલામાં કાર્યરત પોલીસ સ્ટેશન હતું.

10. વિલાર્ડ વિગન દ્વારા શિલ્પો

બ્રિટિશ શિલ્પકાર વિલાર્ડ વિગન, જેઓ ડિસ્લેક્સિયા અને શાળાના નબળા પ્રદર્શનથી પીડિત હતા, તેમને કલાના લઘુચિત્ર કામો બનાવવામાં આશ્વાસન મળ્યું. તેના શિલ્પો નરી આંખે ભાગ્યે જ દેખાય છે.

11. માયકોપ્લાઝ્મા જીનીટેલિયમ બેક્ટેરિયમ

12. પોર્સિન સર્કોવાયરસ

શું "જીવંત" માનવામાં આવે છે અને શું નથી તે અંગે હજુ પણ ચર્ચા ચાલી રહી છે, તેમ છતાં, મોટાભાગના જીવવિજ્ઞાનીઓ વાયરસને જીવંત જીવ તરીકે વર્ગીકૃત કરતા નથી કારણ કે તે પ્રજનન કરી શકતું નથી અથવા તેમાં ચયાપચય નથી. વાયરસ, જોકે, બેક્ટેરિયા સહિત કોઈપણ જીવંત જીવ કરતાં ઘણો નાનો હોઈ શકે છે. સૌથી નાનો એ સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ વાયરસ છે જેને પોર્સિન સર્કોવાયરસ કહેવાય છે. તેનું કદ માત્ર 17 નેનોમીટર છે.

13. અમીબા

નરી આંખે દેખાતી સૌથી નાની વસ્તુનું કદ આશરે 1 મિલીમીટર છે. આનો અર્થ એ છે કે અમુક પરિસ્થિતિઓમાં વ્યક્તિ અમીબા, સ્લિપર સિલિએટ અને માનવ ઇંડા પણ જોઈ શકે છે.

14. ક્વાર્ક, લેપ્ટોન્સ અને એન્ટિમેટર...

છેલ્લી સદીમાં, વૈજ્ઞાનિકોએ અવકાશની વિશાળતા અને તેને બનાવેલા માઇક્રોસ્કોપિક "બિલ્ડીંગ બ્લોક્સ" ને સમજવામાં ઘણી પ્રગતિ કરી છે. જ્યારે બ્રહ્માંડનો સૌથી નાનો અવલોકનક્ષમ કણ કયો છે તે શોધવાની વાત આવી ત્યારે લોકોને કેટલીક મુશ્કેલીઓનો સામનો કરવો પડ્યો. એક સમયે તેઓએ વિચાર્યું કે તે અણુ છે. ત્યારબાદ વૈજ્ઞાનિકોએ પ્રોટોન, ન્યુટ્રોન અને ઈલેક્ટ્રોન શોધ્યા.

પરંતુ તે ત્યાં સમાપ્ત થયું નહીં. આજે, દરેક વ્યક્તિ જાણે છે કે જ્યારે તમે લાર્જ હેડ્રોન કોલાઈડર જેવા સ્થળોએ આ કણોને એકબીજા સાથે તોડી નાખો છો, ત્યારે તેઓ ક્વાર્ક, લેપ્ટોન્સ અને એન્ટિમેટર જેવા નાના કણોમાં પણ તૂટી શકે છે. સમસ્યા એ છે કે સૌથી નાનું શું છે તે નિર્ધારિત કરવું અશક્ય છે, કારણ કે ક્વોન્ટમ સ્તરે કદ અપ્રસ્તુત બની જાય છે, અને ભૌતિકશાસ્ત્રના તમામ સામાન્ય નિયમો લાગુ પડતા નથી (કેટલાક કણોમાં કોઈ દળ નથી, જ્યારે અન્યમાં નકારાત્મક માસ પણ હોય છે).

15. સબએટોમિક કણોની વાઇબ્રેટિંગ સ્ટ્રિંગ્સ

ક્વોન્ટમ સ્તરે કદનો કોઈ અર્થ ન હોવાના ખ્યાલ વિશે ઉપર જે કહેવામાં આવ્યું છે તે ધ્યાનમાં લેતા, કોઈ સ્ટ્રિંગ થિયરી વિશે વિચારી શકે છે. આ થોડો વિવાદાસ્પદ સિદ્ધાંત છે જે સૂચવે છે કે બધા સબએટોમિક કણો વાઇબ્રેટિંગ તારથી બનેલા છે જે સમૂહ અને ઊર્જા જેવી વસ્તુઓ બનાવવા માટે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. આમ, આ તાર ટેકનિકલી રીતે કોઈ ભૌતિક કદ ધરાવતાં નથી, તેથી એવી દલીલ કરી શકાય છે કે તેઓ અમુક અર્થમાં બ્રહ્માંડના "સૌથી નાના" પદાર્થો છે.