|
|
|
Με τι να μοιάζουν άραγε τα σωματίδια όπως κουάρκ, φωτόνια ή γκλουόνια;Πηγή:PhysicsWeb, 24 Οκτωβρίου 2005 |
|
Με τι να μοιάζει άραγε ένα κουάρκ, ένα φωτόνιο ή ένα γκλουόνιο; Κανένας δεν είναι βέβαιος όμως ο Jan-Henrik Andersen, ένας καλλιτέχνης στο πανεπιστήμιο του Μίτσιγκαν στις ΗΠΑ, έχει δημιουργήσει μια σειρά οπτικών εικόνων των στοιχειωδών σωματιδίων βασισμένων σε συνομιλίες που είχε με φυσικούς στο Μίτσιγκαν. Η εργασία του εκτέθηκε στο Fermilab κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού και δημοσιεύτηκε στο πιο πρόσφατο τεύχος του περιοδικού Symmetry.
α. Η κόκκινη καμπύλη είναι η καμπύλη Lamé ; (x/a) m +(y/b) m=1 - που δίνει τη γενική μορφή σε ένα ελλειψοειδές - η οποία αποτελεί το γεωμετρικό όριο κάθε σωματιδίου. β. Η μπλε καμπύλη δίνει την βαθμίδα του σπιν του σωματιδίου γ. Η κίτρινη καμπύλη είναι ίδια με το αρχικό περίγραμμα που βασίζεται στην καμπύλη Lamé. δ. Η πράσινη καμπύλη αποτελεί τη βάση για τις ερμηνείες και τις αλληλεπιδράσεις με το πεδίο Higgs. Ο Andersen χειρίστηκε την εξίσωση για την καμπύλη Lamé -- (x/a)m + (y/b)m = 1, όπου α και β είναι το μήκος του κύριου και του δευτερεύοντος άξονα και το m είναι ένας λογικός αριθμός -- για να παραγάγει εικόνες και των κουάρκ και των λεπτονίων, που αποτελούν όλη την ύλη στο Καθιερωμένο Μοντέλο, και τα μποζόνια που μεταφέρουν τις θεμελιώδεις δυνάμεις. Έχουν συμπεριληφθεί ιδιότητες όπως είναι το σπιν, η μάζα, το φορτίο και το χρώμα. Για να δημιουργήσει τις εικόνες ο Jan-Henrik Andersen δούλεψε με τον David Gerdes, έναν πειραματιστή, τον Gordon Kane, ένα θεωρητικό, και την Sherri Smith, κοσμήτορα της Σχολής Τεχνών και Σχεδίου στο Μίτσιγκαν. Ο στόχος του προγράμματος ήταν να παρουσιαστούν τα σωματίδια με έναν φυσικό ακριβή τρόπο ενώ θα ήταν οπτικά ελκυστικός και τεχνικά εφικτός.
Στην εικόνα φαίνονται τα διάφορα κουάρκ. Κάθε κουάρκ εικονίζεται με αριστερό και δεξιό σπιν, στα τρία χρώματα καθώς και στα τρία αντι-χρώματα. Η πρώτη γενεά των κουάρκ, τα πάνω και το κάτω κουάρκ αντιπροσωπεύεται από μια ενιαία καμπύλη στο χώρο, ενώ οι εικόνες των βαρύτερων, δεύτερης και τρίτης γενιάς παράγονται με την πρόσθεση αυτών των βασικών μορφών μαζί (σχήμα 2). Ο Andersen διατηρεί τις συμβάσεις της κβαντικής χρωμοδυναμικής και παρουσιάζει τα κουάρκ σε τρία χρώματα: τα κουάρκ είναι κόκκινα, πράσινα και μπλε. Τα αντι-λουάρκ είναι χρωματισμένα κυανά, μωβ και κίτρινα, ενώ τα ηλεκτρόνια και τα νετρίνα είναι άχρωμα. "Τα σωματίδια έπρεπε να έχουν την ίδια βασική μορφή, ενώ να φαίνονται οι διαφορές στη μάζα, την ομοτιμία και άλλα μεγέθη. Επίσης έπρεπε να υπάρξει λογική συνοχή μεταξύ των σωματιδίων, όπως λέει το Καθιερωμένο Μοντέλο, αλλά το σχήμα έπρεπε επίσης να είναι ανοικτό στις ιδέες πέρα από το Καθιερωμένο Μοντέλο, όπως η υπερσυμμετρία και η θεωρία χορδών", λέει ο Andersen.
Παρήγαγε επίσης τις εικόνες σωματιδίων που δεν έχουν ανιχνευθεί ακόμα, όπως το γκραβιτόνιο, το μποζόνιο Higgs και υπερσυμμετρικά σωματίδια. "Ο στόχος μας από την αρχή ήταν να κάνουμε κάτι περισσότερο από ελκυστικά κομμάτια της τέχνης", αναφέρει ο Gerdes. "Ελπίζουμε να έχουμε αναπτύξει μια εικονογραφική αντιπροσώπευση των στοιχειωδών σωματιδίων που να έχουν σαφήνεια και με αρκετή ακρίβεια, ώστε να γίνουν κατανοητά από τους ανθρώπους." |
