ეს სტატია განიხილავს იმას, რასაც ბუნების ძალები ჰქვია - ფუნდამენტური ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედება და პრინციპები, რომლებზეც იგი აგებულია. ასევე საუბარი იქნება ამ თემის შესწავლის ახალი მიდგომების არსებობის შესაძლებლობებზე. სკოლაშიც კი, ფიზიკის გაკვეთილებზე მოსწავლეები აწყდებიან „ძალის“ცნების ახსნას. ისინი სწავლობენ, რომ ძალები შეიძლება იყოს ძალიან მრავალფეროვანი - ხახუნის ძალა, მიზიდულობის ძალა, ელასტიურობის ძალა და მრავალი სხვა მსგავსი. ყველა მათგანს არ შეიძლება ეწოდოს ფუნდამენტური, რადგან ძალიან ხშირად ძალის ფენომენი მეორეხარისხოვანია (ხახუნის ძალა, მაგალითად, მოლეკულების ურთიერთქმედებით). ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედება ასევე შეიძლება იყოს მეორადი - შედეგად. მოლეკულურ ფიზიკას მაგალითად მოჰყავს ვან დერ ვაალის ძალა. ნაწილაკების ფიზიკა ასევე იძლევა ბევრ მაგალითს.
ბუნებაში
მინდა ჩავუღრმავდე ბუნებაში მიმდინარე პროცესებს, როდესაც ის ააქტიურებს ელექტრომაგნიტურ ურთიერთქმედებას. კონკრეტულად რა არის ფუნდამენტური ძალა, რომელიც განსაზღვრავს მის მიერ აშენებულ ყველა მეორად ძალას?ყველამ იცის, რომ ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედება, ან, როგორც მას ასევე უწოდებენ, ელექტრული ძალები, ფუნდამენტურია. ამას მოწმობს კულონის კანონი, რომელსაც აქვს საკუთარი განზოგადება მაქსველის განტოლებიდან გამომდინარე. ეს უკანასკნელი აღწერს ბუნებაში არსებულ ყველა მაგნიტურ და ელექტრულ ძალას. სწორედ ამიტომ დადასტურდა, რომ ელექტრომაგნიტური ველების ურთიერთქმედება ბუნების ფუნდამენტური ძალაა. შემდეგი მაგალითი არის გრავიტაცია. სკოლის მოსწავლეებმაც კი იციან ისააკ ნიუტონის უნივერსალური მიზიდულობის კანონის შესახებ, რომელმაც ასევე ცოტა ხნის წინ მიიღო საკუთარი განზოგადება აინშტაინის განტოლებებით და, მისი გრავიტაციის თეორიის მიხედვით, ბუნებაში ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედების ეს ძალა ასევე ფუნდამენტურია.
ოდესღაც ეგონათ, რომ მხოლოდ ეს ორი ფუნდამენტური ძალა არსებობს, მაგრამ მეცნიერება წინ წავიდა და თანდათან დაამტკიცა, რომ ეს სულაც არ არის საქმე. მაგალითად, ატომის ბირთვის აღმოჩენით, საჭირო გახდა ბირთვული ძალის ცნების დანერგვა, თორემ როგორ უნდა გვესმოდეს ნაწილაკების ბირთვის შიგნით შენარჩუნების პრინციპი, რატომ არ მიფრინავენ ისინი სხვადასხვა მიმართულებით. იმის გაგება, თუ როგორ მუშაობს ელექტრომაგნიტური ძალა ბუნებაში, დაეხმარა ბირთვული ძალების გაზომვას, შესწავლას და აღწერას. თუმცა, მოგვიანებით მეცნიერები მივიდნენ დასკვნამდე, რომ ბირთვული ძალები მეორეხარისხოვანია და მრავალი თვალსაზრისით მსგავსია ვან დერ ვაალის ძალებთან. სინამდვილეში, ფუნდამენტურია მხოლოდ ის ძალები, რომლებსაც კვარკები უზრუნველყოფენ ერთმანეთთან ურთიერთქმედებით. შემდეგ უკვე - მეორადი ეფექტი - არის ელექტრომაგნიტური ველების ურთიერთქმედება ბირთვში ნეიტრონებსა და პროტონებს შორის. ჭეშმარიტად ფუნდამენტურია კვარკების ურთიერთქმედება, რომლებიც ცვლიან გლუონებს. ასე იყობუნებაში აღმოჩენილი მესამე ჭეშმარიტად ფუნდამენტური ძალა.
ამ ისტორიის გაგრძელება
ელემენტარული ნაწილაკები იშლება, მძიმეები - უფრო მსუბუქებად და მათი დაშლა აღწერს ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედების ახალ ძალას, რომელსაც სწორედ ამას უწოდებენ - სუსტი ურთიერთქმედების ძალას. რატომ სუსტი? დიახ, რადგან ბუნებაში ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედება გაცილებით ძლიერია. და ისევ, აღმოჩნდა, რომ სუსტი ურთიერთქმედების ეს თეორია, რომელიც ასე ჰარმონიულად შემოვიდა სამყაროს სურათში და თავდაპირველად შესანიშნავად აღწერდა ელემენტარული ნაწილაკების დაშლას, არ ასახავდა იმავე პოსტულატებს, თუ ენერგია გაიზარდა. ამიტომ ძველი თეორია გადაკეთდა მეორეში - სუსტი ურთიერთქმედების თეორია, ამჯერად უნივერსალური აღმოჩნდა. მიუხედავად იმისა, რომ იგი აშენდა იმავე პრინციპებზე, როგორც სხვა თეორიები, რომლებიც აღწერდნენ ნაწილაკების ელექტრომაგნიტურ ურთიერთქმედებას. თანამედროვე დროში არსებობს ოთხი შესწავლილი და დადასტურებული ფუნდამენტური ურთიერთქმედება, მეხუთე კი გზაშია, მასზე მოგვიანებით ვისაუბრებთ. ოთხივე - გრავიტაციული, ძლიერი, სუსტი, ელექტრომაგნიტური - აგებულია ერთი პრინციპით: ძალა, რომელიც წარმოიქმნება ნაწილაკებს შორის, არის მატარებლის მიერ განხორციელებული გარკვეული გაცვლის შედეგი, ან სხვაგვარად - ურთიერთქმედების შუამავალი..
როგორი დამხმარეა ეს? ეს არის ფოტონი - ნაწილაკი მასის გარეშე, მაგრამ, მიუხედავად ამისა, წარმატებით აშენებს ელექტრომაგნიტურ ურთიერთქმედებას ელექტრომაგნიტური ტალღების კვანტური ან სინათლის კვანტური გაცვლის გამო. ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედება ხორციელდებაფოტონების საშუალებით დამუხტული ნაწილაკების ველში, რომლებიც ურთიერთობენ გარკვეულ ძალასთან, სწორედ ამას განმარტავს კულონის კანონი. არის კიდევ ერთი უმასური ნაწილაკი - გლუონი, მისი რვა სახეობაა, ის ეხმარება კვარკებს კომუნიკაციაში. ეს ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედება არის მიზიდულობა მუხტს შორის და მას ძლიერი ეწოდება. დიახ, და სუსტი ურთიერთქმედება არ არის სრულყოფილი შუამავლების გარეშე, ეს არის ნაწილაკები მასით, უფრო მეტიც, ისინი მასიურია, ანუ მძიმე. ეს არის შუალედური ვექტორული ბოზონები. მათი მასა და სიმძიმე ხსნის ურთიერთქმედების სისუსტეს. გრავიტაციული ძალა წარმოქმნის გრავიტაციული ველის კვანტის გაცვლას. ეს ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედება არის ნაწილაკების მიზიდულობა, ის ჯერ კიდევ არ არის საკმარისად შესწავლილი, გრავიტონი ჯერ ექსპერიმენტულადაც კი არ არის გამოვლენილი და კვანტური გრავიტაცია ჩვენ მიერ ბოლომდე არ არის იგრძნობა, რის გამოც ჩვენ ჯერ ვერ აღვწერთ მას.
მეხუთე ძალა
ჩვენ განვიხილეთ ფუნდამენტური ურთიერთქმედების ოთხი ტიპი: ძლიერი, სუსტი, ელექტრომაგნიტური, გრავიტაციული. ურთიერთქმედება არის ნაწილაკების გაცვლის გარკვეული აქტი და არ შეიძლება სიმეტრიის კონცეფციის გარეშე, რადგან არ არსებობს ურთიერთქმედება, რომელიც არ არის დაკავშირებული მასთან. ეს არის ის, ვინც განსაზღვრავს ნაწილაკების რაოდენობას და მათ მასას. ზუსტი სიმეტრიით, მასა ყოველთვის ნულია. ასე რომ, ფოტონს და გლუონს არ აქვთ მასა, ის ნულის ტოლია, გრავიტონს კი არა. და თუ სიმეტრია დაირღვა, მასა წყვეტს ნულს. ამრიგად, შუალედურ ვექტორულ ბიზონს აქვს მასა, რადგან სიმეტრია დარღვეულია. ეს ოთხი ფუნდამენტური ურთიერთქმედება ხსნის ყველაფერსჩვენ ვხედავთ და ვგრძნობთ. დარჩენილი ძალები მიუთითებს იმაზე, რომ მათი ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედება მეორეხარისხოვანია. თუმცა, 2012 წელს მოხდა მეცნიერებაში გარღვევა და აღმოაჩინეს კიდევ ერთი ნაწილაკი, რომელიც მაშინვე გახდა ცნობილი. სამეცნიერო სამყაროში რევოლუცია მოაწყო ჰიგსის ბოზონის აღმოჩენით, რომელიც, როგორც გაირკვა, ასევე ემსახურება ლეპტონებსა და კვარკებს შორის ურთიერთქმედების მატარებელს..
ამიტომ ფიზიკოსები ახლა ამბობენ, რომ გაჩნდა მეხუთე ძალა ჰიგსის ბოზონის შუამავლობით. სიმეტრია აქაც ირღვევა: ჰიგსის ბოზონს აქვს მასა. ამრიგად, ურთიერთქმედებების რაოდენობამ (სიტყვა „ძალა“ამ სიტყვით შეიცვალა თანამედროვე ნაწილაკების ფიზიკაში) ხუთს მიაღწია. შესაძლოა, ჩვენ ველოდებით ახალ აღმოჩენებს, რადგან ზუსტად არ ვიცით, არის თუ არა მათ გარდა სხვა ურთიერთქმედებები. ძალიან შესაძლებელია, რომ მოდელი, რომელიც ჩვენ უკვე ავაშენეთ და რომელსაც დღეს განვიხილავთ, რომელიც, როგორც ჩანს, შესანიშნავად ხსნის მსოფლიოში დაფიქსირებულ ყველა ფენომენს, არ იყოს მთლად სრული. და შესაძლოა, გარკვეული პერიოდის შემდეგ, ახალი ურთიერთქმედება ან ახალი ძალები გამოჩნდეს. ასეთი ალბათობა არსებობს, თუნდაც მხოლოდ იმიტომ, რომ ჩვენ თანდათანობით გავიგეთ, რომ დღეს ცნობილია ფუნდამენტური ურთიერთქმედება - ძლიერი, სუსტი, ელექტრომაგნიტური, გრავიტაციული. ყოველივე ამის შემდეგ, თუ ბუნებაში არის სუპერსიმეტრიული ნაწილაკები, რომლებზეც უკვე საუბრობენ სამეცნიერო სამყაროში, მაშინ ეს ნიშნავს ახალი სიმეტრიის არსებობას, ხოლო სიმეტრია ყოველთვის იწვევს ახალი ნაწილაკების, მათ შორის შუამავლების გამოჩენას. ამრიგად, ჩვენ გავიგებთ აქამდე უცნობი ფუნდამენტური ძალის შესახებ, როგორც ეს ერთხელ გაკვირვებით გავიგეთარსებობს, მაგალითად, ელექტრომაგნიტური, სუსტი ურთიერთქმედება. ჩვენი საკუთარი ბუნების ცოდნა ძალიან არასრულია.
დაკავშირება
ყველაზე საინტერესო ის არის, რომ ნებისმიერი ახალი ურთიერთქმედება აუცილებლად უნდა მოჰყვეს სრულიად უცნობ მოვლენას. მაგალითად, სუსტი ურთიერთქმედების შესახებ რომ არ გვესწავლა, ვერასოდეს აღმოვაჩენდით დაშლას და რომ არა ჩვენი ცოდნა დაშლის შესახებ, ბირთვული რეაქციის შესწავლა შეუძლებელი იქნებოდა. და რომ არ ვიცოდეთ ბირთვული რეაქციები, ვერ გავიგებდით, როგორ ანათებს მზე ჩვენთვის. ბოლოს და ბოლოს, რომ არ გაბრწყინებულიყო, დედამიწაზე სიცოცხლე არ ჩამოყალიბდებოდა. ასე რომ, ურთიერთქმედების არსებობა ამბობს, რომ ის სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია. რომ არ ყოფილიყო ძლიერი ურთიერთქმედება, არ იქნებოდა სტაბილური ატომური ბირთვები. ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედების გამო, დედამიწა იღებს ენერგიას მზისგან და მისგან გამომავალი სინათლის სხივები ათბობს პლანეტას. და ჩვენთვის ცნობილი ყველა ურთიერთქმედება აბსოლუტურად აუცილებელია. აი, მაგალითად, ჰიგსის. ჰიგსის ბოზონი აძლევს ნაწილაკს მასას ველთან ურთიერთქმედების გზით, რომლის გარეშეც ჩვენ ვერ გადავრჩებოდით. და როგორ დავრჩეთ პლანეტის ზედაპირზე გრავიტაციული ურთიერთქმედების გარეშე? ეს შეუძლებელი იქნებოდა არა მხოლოდ ჩვენთვის, არამედ საერთოდ არაფრისთვის.
აბსოლუტურად ყველა ურთიერთქმედება, თუნდაც ის, რის შესახებაც ჩვენ ჯერ არ ვიცით, არის აუცილებლობა ყველაფრისთვის, რაც კაცობრიობამ იცის, ესმის და უყვარს არსებობა. რა არ ვიცით? Დიახ, ბევრი. მაგალითად, ჩვენ ვიცით, რომ პროტონი სტაბილურია ბირთვში. ეს ჩვენთვის ძალიან, ძალიან მნიშვნელოვანია.სტაბილურობა, წინააღმდეგ შემთხვევაში ცხოვრება არ იარსებებდა იგივე გზით. თუმცა, ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ პროტონის სიცოცხლე დროში შეზღუდული რაოდენობაა. გრძელი, რა თქმა უნდა, 1034 წელი. მაგრამ ეს ნიშნავს, რომ ადრე თუ გვიან პროტონიც დაიშლება და ამას დასჭირდება ახალი ძალა, ანუ ახალი ურთიერთქმედება. პროტონების დაშლასთან დაკავშირებით, უკვე არსებობს თეორიები, სადაც ვარაუდობენ სიმეტრიის ახალ, ბევრად უფრო მაღალ ხარისხს, რაც ნიშნავს, რომ შესაძლოა არსებობდეს ახალი ურთიერთქმედება, რომლის შესახებ ჯერ კიდევ არაფერი ვიცით.
დიდი გაერთიანება
ბუნების ერთიანობაში, ყველა ფუნდამენტური ურთიერთქმედების აგების ერთადერთი პრინციპია. ბევრ ადამიანს აქვს კითხვები მათი რაოდენობისა და ამ კონკრეტული რიცხვის მიზეზების ახსნასთან დაკავშირებით. აქ აშენდა უამრავი ვერსია და ისინი ძალიან განსხვავდებიან გამოტანილი დასკვნების თვალსაზრისით. ისინი ხსნიან ასეთი რაოდენობის ფუნდამენტური ურთიერთქმედების არსებობას სხვადასხვა გზით, მაგრამ ყველა მათგანი აღმოჩნდება მტკიცებულების აგების ერთი პრინციპით. მკვლევარები ყოველთვის ცდილობენ გააერთიანონ ურთიერთქმედებების ყველაზე მრავალფეროვანი სახეები ერთში. ამიტომ, ასეთ თეორიებს უწოდებენ დიდი გაერთიანების თეორიებს. თითქოს მსოფლიო ხის ტოტებია: ბევრი ტოტია, მაგრამ ღერო ყოველთვის ერთია.
ყველაფერი იმიტომ, რომ არსებობს იდეა, რომელიც აერთიანებს ყველა ამ თეორიას. ყველა ცნობილი ურთიერთქმედების ფესვი ერთი და იგივეა, კვებავს ერთ ღეროს, რომელმაც სიმეტრიის დაკარგვის შედეგად დაიწყო განშტოება და ჩამოაყალიბა სხვადასხვა ფუნდამენტური ურთიერთქმედება, რაც შეგვიძლია ექსპერიმენტულად.დააკვირდი. ამ ჰიპოთეზის შემოწმება ჯერ კიდევ შეუძლებელია, რადგან ის მოითხოვს წარმოუდგენლად მაღალი ენერგიის ფიზიკას, რომელიც მიუწვდომელია დღევანდელი ექსპერიმენტებისთვის. ასევე შესაძლებელია, რომ ამ ენერგიებს ვერასდროს ავითვისოთ. მაგრამ ამ დაბრკოლების გადალახვა სავსებით შესაძლებელია.
ბინა
ჩვენ გვაქვს სამყარო, ეს ბუნებრივი ამაჩქარებელი, და ყველა პროცესი, რომელიც მასში მიმდინარეობს, შესაძლებელს ხდის ყველაზე გაბედული ჰიპოთეზების გამოცდას ყველა ცნობილი ურთიერთქმედების საერთო ფესვთან დაკავშირებით. ბუნებაში ურთიერთქმედების გაგების კიდევ ერთი საინტერესო ამოცანა, ალბათ, კიდევ უფრო რთულია. აუცილებელია იმის გაგება, თუ როგორ უკავშირდება გრავიტაცია ბუნების დანარჩენ ძალებს. ეს ფუნდამენტური ურთიერთქმედება ცალ-ცალკე დგას, მიუხედავად იმისა, რომ ეს თეორია კონსტრუქციის პრინციპით ყველა სხვას ჰგავს.
აინშტაინი იყო დაკავებული გრავიტაციის თეორიით, ცდილობდა დაეკავშირებინა იგი ელექტრომაგნიტიზმთან. მიუხედავად ამ პრობლემის გადაჭრის ერთი შეხედვით რეალობისა, თეორიამ მაშინ არ იმუშავა. ახლა კაცობრიობამ ცოტა მეტი იცის, ყოველ შემთხვევაში, ჩვენ ვიცით ძლიერი და სუსტი ურთიერთქმედების შესახებ. და თუ ახლა დავამთავრებთ ამ ერთიანი თეორიის მშენებლობას, მაშინ ცოდნის ნაკლებობა, რა თქმა უნდა, კვლავ იმოქმედებს. ამ დრომდე შეუძლებელი იყო გრავიტაციის სხვა ურთიერთქმედების ტოლფასად დაყენება, რადგან ყველა ემორჩილება კვანტური ფიზიკის მიერ ნაკარნახევი კანონებს, მაგრამ გრავიტაცია არა. კვანტური თეორიის მიხედვით, ყველა ნაწილაკი არის გარკვეული ველის კვანტები. მაგრამ კვანტური გრავიტაცია არ არსებობს, ყოველ შემთხვევაში ჯერ არ არსებობს. თუმცა, უკვე ღია ინტერაქციის რაოდენობა ხმამაღლა იმეორებს, რომ არ შეიძლებაიყოს ერთგვარი ერთიანი სქემა.
ელექტრული ველი
უკან 1860 წელს, მეცხრამეტე საუკუნის დიდმა ფიზიკოსმა ჯეიმს მაქსველმა მოახერხა ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ახსნის თეორიის შექმნა. როდესაც მაგნიტური ველი იცვლება დროთა განმავლობაში, ელექტრული ველი წარმოიქმნება სივრცის გარკვეულ წერტილში. და თუ ამ ველში აღმოჩენილია დახურული გამტარი, მაშინ ელექტრულ ველში ჩნდება ინდუქციური დენი. მაქსველი ელექტრომაგნიტური ველების თეორიით ამტკიცებს, რომ საპირისპირო პროცესიც შესაძლებელია: თუ დროულად შეცვლით ელექტრულ ველს სივრცის გარკვეულ წერტილში, აუცილებლად გამოჩნდება მაგნიტური ველი. ეს ნიშნავს, რომ მაგნიტური ველის დროის ნებისმიერ ცვლილებას შეუძლია გამოიწვიოს ცვალებადი ელექტრული ველის გაჩენა, ხოლო ელექტრული ველის ცვლილებამ შეიძლება გამოიწვიოს მაგნიტური ველის შეცვლა. ეს ცვლადები, ერთმანეთის წარმომქმნელი ველები, აწყობენ ერთ ველს - ელექტრომაგნიტურს.
მაქსველის თეორიის ფორმულებიდან ყველაზე მნიშვნელოვანი შედეგი არის პროგნოზი, რომ არსებობს ელექტრომაგნიტური ტალღები, ანუ ელექტრომაგნიტური ველები, რომლებიც გავრცელდებიან დროში და სივრცეში. ელექტრომაგნიტური ველის წყაროა ელექტრული მუხტები, რომლებიც მოძრაობენ აჩქარებით. ხმის (ელასტიური) ტალღებისგან განსხვავებით, ელექტრომაგნიტურ ტალღებს შეუძლია გავრცელდეს ნებისმიერ ნივთიერებაში, თუნდაც ვაკუუმში. ვაკუუმში ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედება ვრცელდება სინათლის სიჩქარით (c=299,792 კილომეტრი წამში). ტალღის სიგრძე შეიძლება იყოს განსხვავებული. ელექტრომაგნიტური ტალღები ათი ათასი მეტრიდან 0,005 მეტრამდეარადიოტალღები, რომლებიც გვემსახურება ინფორმაციის გადაცემას, ანუ სიგნალებს გარკვეულ მანძილზე ყოველგვარი მავთულის გარეშე. რადიოტალღები იქმნება მაღალი სიხშირეების დენით, რომელიც მიედინება ანტენაში.
რა არის ტალღები
თუ ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ტალღის სიგრძე 0,005 მეტრიდან 1 მიკრომეტრამდეა, ანუ ის, რაც რადიოტალღებსა და ხილულ სინათლეს შორის დიაპაზონშია, არის ინფრაწითელი გამოსხივება. მას გამოყოფს ყველა გაცხელებული სხეული: ბატარეები, ღუმელები, ინკანდესენტური ნათურები. სპეციალური მოწყობილობები გარდაქმნის ინფრაწითელ გამოსხივებას ხილულ შუქად, რათა მიიღონ იმ ობიექტების გამოსახულება, რომლებიც ასხივებენ მას, თუნდაც აბსოლუტურ სიბნელეში. ხილული სინათლე ასხივებს ტალღის სიგრძეებს 770-დან 380 ნანომეტრამდე - რის შედეგადაც ფერი წითელიდან მეწამულამდეა. სპექტრის ეს მონაკვეთი ძალზე მნიშვნელოვანია ადამიანის სიცოცხლისთვის, რადგან სამყაროს შესახებ ინფორმაციის უზარმაზარ ნაწილს ხედვით ვიღებთ.
თუ ელექტრომაგნიტურ გამოსხივებას აქვს ტალღის სიგრძე უფრო მოკლე ვიდრე იისფერი, ეს არის ულტრაიისფერი, რომელიც კლავს პათოგენურ ბაქტერიებს. რენტგენი თვალისთვის უხილავია. ისინი თითქმის არ შთანთქავენ მატერიის ფენებს, რომლებიც გაუმჭვირვალეა ხილული სინათლისთვის. რენტგენის გამოსხივება დიაგნოზირებს ადამიანისა და ცხოველის შინაგანი ორგანოების დაავადებებს. თუ ელექტრომაგნიტური გამოსხივება წარმოიქმნება ელემენტარული ნაწილაკების ურთიერთქმედებიდან და გამოიყოფა აღგზნებული ბირთვებით, მიიღება გამა გამოსხივება. ეს არის ყველაზე ფართო დიაპაზონი ელექტრომაგნიტურ სპექტრში, რადგან ის არ შემოიფარგლება მაღალი ენერგიებით. გამა გამოსხივება შეიძლება იყოს რბილი და მყარი: ენერგიის გადასვლები ატომის ბირთვებში -რბილი, ხოლო ბირთვულ რეაქციებში - მძიმე. ეს კვანტები ადვილად ანადგურებენ მოლეკულებს და განსაკუთრებით ბიოლოგიურს. საბედნიეროდ, გამა გამოსხივება ატმოსფეროში ვერ გაივლის. გამა სხივების დაკვირვება შესაძლებელია კოსმოსიდან. ულტრამაღალი ენერგიების დროს ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედება ვრცელდება სინათლის სიჩქარესთან მიახლოებული სიჩქარით: გამა კვანტები ანადგურებს ატომების ბირთვებს და არღვევს მათ სხვადასხვა მიმართულებით მფრინავ ნაწილაკებად. დამუხრუჭებისას ისინი ასხივებენ სინათლის ხილვას სპეციალური ტელესკოპით.
წარსულიდან მომავალამდე
ელექტრომაგნიტური ტალღები, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, იწინასწარმეტყველა მაქსველმა. მან ყურადღებით შეისწავლა და ცდილობდა მათემატიკურად დაეჯერებინა ფარადეის ოდნავ გულუბრყვილო სურათები, რომლებიც ასახავდნენ მაგნიტურ და ელექტრულ მოვლენებს. სწორედ მაქსველმა აღმოაჩინა სიმეტრიის არარსებობა. და სწორედ მან შეძლო მრავალი განტოლებით დაემტკიცებინა, რომ მონაცვლეობითი ელექტრული ველები წარმოქმნის მაგნიტურ ველებს და პირიქით. ამან მიიყვანა იდეამდე, რომ ასეთი ველები შორდებიან გამტარებს და მოძრაობენ ვაკუუმში რაღაც გიგანტური სიჩქარით. და მან გაარკვია. სიჩქარე მიუახლოვდა სამას ათას კილომეტრს წამში.
ასე ურთიერთობენ თეორია და ექსპერიმენტი. ამის მაგალითია აღმოჩენა, რომლის წყალობითაც შევიტყვეთ ელექტრომაგნიტური ტალღების არსებობის შესახებ. ფიზიკის დახმარებით მასში გაერთიანდა სრულიად ჰეტეროგენული ცნებები - მაგნიტიზმი და ელექტროენერგია, ვინაიდან ეს არის იგივე რიგის ფიზიკური ფენომენი, უბრალოდ მისი სხვადასხვა მხარე ურთიერთქმედებაშია. თეორიები შენდება ერთმანეთის მიყოლებით და ყველაისინი ერთმანეთთან მჭიდრო კავშირშია: ელექტროსუსტი ურთიერთქმედების თეორია, მაგალითად, სადაც სუსტი ბირთვული და ელექტრომაგნიტური ძალები აღწერილია ერთი და იგივე პოზიციიდან, მაშინ ეს ყველაფერი გაერთიანებულია კვანტური ქრომოდინამიკით, რომელიც მოიცავს ძლიერ და ელექტროსუსტ ურთიერთქმედებებს (აქ სიზუსტე ჯერ კიდევ დაბალია, მაგრამ მუშაობა გრძელდება). ფიზიკის ისეთი სფეროები, როგორიცაა კვანტური გრავიტაცია და სიმების თეორია, ინტენსიურად იკვლევენ.
დასკვნა
გამოდის, რომ ჩვენს ირგვლივ სივრცე მთლიანად გაჟღენთილია ელექტრომაგნიტური გამოსხივებით: ეს არის ვარსკვლავები და მზე, მთვარე და სხვა ციური სხეულები, ეს არის თავად დედამიწა და ყველა ტელეფონი ადამიანის ხელში. და რადიოსადგურის ანტენები - ეს ყველაფერი ასხივებს ელექტრომაგნიტურ ტალღებს, სხვაგვარად დასახელებული. ვიბრაციების სიხშირიდან გამომდინარე, რომელსაც ობიექტი ასხივებს, განასხვავებენ ინფრაწითელ გამოსხივებას, რადიოტალღებს, ხილულ სინათლეს, ბიოველის სხივებს, რენტგენის სხივებს და მსგავსებს.
როდესაც ელექტრომაგნიტური ველი ვრცელდება, ის ელექტრომაგნიტურ ტალღად იქცევა. ის უბრალოდ ენერგიის ამოუწურავი წყაროა, რომელიც იწვევს მოლეკულების და ატომების ელექტრულ მუხტების რყევას. და თუ მუხტი რხევა, მისი მოძრაობა აჩქარდება და, შესაბამისად, გამოსცემს ელექტრომაგნიტურ ტალღას. თუ მაგნიტური ველი იცვლება, მორევის ელექტრული ველი აღიძვრება, რაც, თავის მხრივ, აღაგზნებს მორევის მაგნიტურ ველს. პროცესი გადის სივრცეში და მოიცავს ერთი წერტილის მიყოლებით.
