Bu üç parçacık (ayrıca aşağıda açıklanan diğerleri) özelliklerine göre birbirlerini karşılıklı olarak çeker ve iterler.

Doğada en kararlı olanı, kural olarak, bir işaretin parçacıklarının yükünün başka bir işaretin parçacıklarının toplam yükü ile telafi edildiği nötr parçacık kombinasyonlarıdır. Bu, tüm sistemin minimum enerjisine karşılık gelir. (Aynı şekilde, iki çubuk mıknatıs, birinin kuzey kutbu birbirine bakacak şekilde bir çizgiye yerleştirilir. Güney Kutbu bir diğeri, manyetik alanın minimum enerjisine karşılık gelir.) Yerçekimi bu kuralın bir istisnasıdır: negatif kütle yoktur. Düşecek bedenler yok.

Kendilerini oluşturan kuarklar arasındaki etkileşimin kalan renk kuvvetleri tarafından birbirlerine çekilen kararlı protonlar ve nötronlar, renk açısından nötr bir atom çekirdeği oluşturur. Ancak çekirdekler pozitif bir elektrik yükü taşır ve Güneş'in etrafında dönen gezegenler gibi çekirdeğin etrafında dönen negatif elektronları çekerek nötr bir atom oluşturma eğilimindedir. Yörüngelerindeki elektronlar, çekirdeğin yarıçapından on binlerce kat daha büyük mesafelerde çekirdekten çıkarılır, bu da onları tutan elektrik kuvvetlerinin nükleer olanlardan çok daha zayıf olduğunun kanıtıdır. Renk etkileşiminin gücü nedeniyle, bir atomun kütlesinin %99.945'i çekirdeğinde bulunur. Ağırlık

Çekirdekteki nötron ve proton sayısında ve buna bağlı olarak yörüngelerdeki elektron sayısında farklılık gösteren birkaç yüz doğal atom çeşidi (izotoplar dahil) vardır. Proton şeklinde bir çekirdek ve etrafında dönen tek bir elektrondan oluşan en basit hidrojen atomu. Doğadaki tüm "görünür" maddeler atomlardan ve iyon adı verilen kısmen "demonte" atomlardan oluşur. İyonlar, birkaç elektron kaybetmiş (veya kazanmış) ve yüklü parçacıklar haline gelen atomlardır. Hemen hemen bir iyondan oluşan maddeye plazma denir. Merkezlerde gerçekleşen termonükleer reaksiyonlar nedeniyle yanan yıldızlar, esas olarak plazmadan oluşur ve yıldızlar Evrendeki en yaygın madde şekli olduğundan, tüm Evrenin esas olarak plazmadan oluştuğu söylenebilir. Daha doğrusu, yıldızlar ağırlıklı olarak tamamen iyonize gaz halinde hidrojendir, yani. bireysel protonların ve elektronların bir karışımı ve bu nedenle neredeyse tüm görünür evren ondan oluşur

Bu görünen bir konu. Ama Evrende hala görünmez madde var. Ve kuvvetlerin taşıyıcısı olarak hareket eden parçacıklar var. Bazı parçacıkların karşıt parçacıkları ve uyarılmış halleri vardır. Bütün bunlar açıkça aşırı miktarda "temel" parçacıklara yol açar. Bu bollukta kişi gerçek, gerçek doğanın bir göstergesini bulabilir. temel parçacıklar ve bunlar arasında hareket eden kuvvetler. En son teorilere göre, parçacıklar temel olarak on boyutlu uzayda geometrik nesneler "sicimler" olarak genişletilebilir.

Elektron nötrino elektronun ortağıdır, ancak elektrik yükü yoktur. Nötrinolar yalnızca sözde zayıf yükü taşırlar. Dinlenme kütleleri büyük ihtimalle sıfırdır. Ancak kinetik enerjiye sahip oldukları için yerçekimi alanıyla etkileşime girerler.

Peki ya nötrinolar? Bu parçacıklar diğer maddelerle son derece zayıf etkileştikleri için doğdukları yıldızları hemen terk ederler. Tüm yıldızlar parlar, nötrinolar yayar ve nötrinolar gece gündüz vücudumuzda ve tüm Dünya'da parlar. Böylece, belki de yeni bir etkileşime girene kadar Evrende dolaşırlar.

Yukarıda tartışılan dört “madde parçacığı” arasında etkileşim kuvvetlerinin ortaya çıkması nedeniyle parçacıklara, ayar parçacıkları denir. Güçlü, elektromanyetik, zayıf ve yerçekimsel dört etkileşimin her birinin kendi ayar parçacıkları seti vardır. Güçlü etkileşim taşıyıcı parçacıkları gluonlardır (bunlardan sadece sekiz tanesi vardır). foton taşıyıcı elektromanyetik etkileşim(birdir ve biz fotonları ışık olarak algılarız). Zayıf etkileşimin parçacık taşıyıcıları, ara vektör bozonlarıdır (1983 ve 1984'te keşfedilmiştir).

Ayar parçacıkları yayabilen bir parçacığın, uygun bir kuvvet alanı ile çevrelendiği söylenir. Böylece foton yayan elektronlar elektriksel ve manyetik alanlar, yanı sıra zayıf ve yerçekimi alanları. Kuarklar da tüm bu alanlarla çevrilidir, aynı zamanda güçlü etkileşim alanıyla da çevrilidir. Renk kuvvetleri alanında renk yükü olan parçacıklar renk kuvvetinden etkilenir. Aynısı diğer doğa güçleri için de geçerlidir. Dolayısıyla dünyanın madde (maddi parçacıklar) ve alandan (ölçü parçacıkları) oluştuğunu söyleyebiliriz. Aşağıda bu konuda daha fazlası.

Çoğu durumda bir antiparçacık, karşılık gelen parçacığa göre zıt özelliklere sahiptir: eğer bir parçacık güçlü, zayıf veya elektromanyetik alanların etkisi altında sola hareket ederse, o zaman karşı parçacığı sağa hareket edecektir. Kısacası, antiparçacık tüm yüklerin zıt işaretlerine sahiptir (hariç kütle yükü). Bir parçacık kompozit ise, örneğin bir nötron gibi, o zaman antiparçacığı zıt yük işaretlerine sahip bileşenlerden oluşur. Böylece, bir antielektronun +1 elektrik yükü, +1/2 zayıf yükü vardır ve pozitron olarak adlandırılır. Antineutron oluşur

Modern teorik kavramlara göre, doğada var olan her parçacığın kendi antiparçacığı olması gerekir. Ve gerçekten de laboratuvarda pozitronlar ve antinötronlar da dahil olmak üzere birçok antiparçacık elde edildi. Bunun sonuçları son derece önemlidir ve temel parçacıkların tüm deneysel fiziğinin temelini oluşturur. Görelilik teorisine göre kütle ve enerji eşdeğerdir ve belirli koşullar altında enerji kütleye dönüştürülebilir. Yük korunduğundan ve vakum yükü (boş uzay) sıfır olduğundan, herhangi bir çift parçacık ve antiparçacık (sıfır net yüke sahip), bir sihirbazın şapkasından çıkan tavşanlar gibi, enerji kendilerini yaratmak için yeterli olduğu sürece vakumdan ortaya çıkabilir. kitle.