Findes der noget mindre end kvarker?

Kim Merrild vil gerne vide, om der findes noget mindre end kvarker:

"Mindre end kvark: Efter jeg har læst noget litteratur omkring emnet er jeg blevet nysgerrig, og vil gerne have svar fra nogle mennesker, som ved meget mere omkring de mindste ting i universet, som vi kender til. Ifølge Aristoteles kan alt stof deles ned i mindre og mindre stykker, uden begrænsninger.

Til dags dato er vi nået til kvarker, men hvor langt man gå ned i størrelse? Vil alle materialer uanset størrelse udsende en form for bølgelængde, som man se, og hvor går grænsen?"

Frit roterende kvarker i en partikelacceleratorstrøm. Foto: Brianzero, Wikimedia Commons

John Renner Hansen, Institutleder på Niels Bohr Institutet, svarer:

"Kvarkerne udgør sammen med leptonerne naturens mindste byggesten, hvor kvarkerne bruges til at bygge hadronerne med, fx protonen og neutronen. Elektronen er den mest kendte lepton, men der findes fem andre, muonen, tau-patriklen og tre forskellige neutrinoer.

Der er indtil nu ikke påvist tegn på, at kvarker og leptoner har en indre struktur. De ser ud, som om de er punktformede, dvs. at de ingen udstrækning har i rummet. Det betyder ikke, at der ikke findes en indre struktur i disse partikler. Det betyder bare, at vi endnu ikke har haft en tilstrækkelig god »lup« til at se så dybt in i stoffet.

Atomerne udgjorde engang de fundamentale partikler. Deres indre struktur blev først beskrevet af Niels Bohr i 1913, som forudsagde, at elektronerne bevæger sig omkring atomkernen i stabile tilstande med forskellige energiniveauer. Der udsendes lys, når en elektron hopper fra en tilstand med høj energi til en lavere liggende tilstand. Hvis kvarker og leptoner er bygget af mindre partikler, vil man tilsvarende atomet med tilstrækkelig stor energi kunne excitere disse til højere energiniveauer og derefter observere udsendelse af lys, når partiklen henfalder til grundtilstanden.

Ved de store acceleratoreksperimenter, f.eks. på CERN i Geneve og på Fermilab i Illinois, har man hidtil uden held ledt efter sådanne signaler. Man kan omsætte dette nul-resultat til et udsagn om partiklernes rumlige udstrækning. Indtil nu har man ikke set signaler, der tyder på at kvarker og leptoren er større en 10-19 m."

Dokumentation

Læs og stil spørgsmål til Scientariet

Spørg Scientariet

Du kan spørge om alt inden for teknologi og naturvidenskab. Redaktionen udvælger indsendte spørgsmål og finder den bedste ekspert til at svare – eller sender spørgsmålet videre til vores kloge læsere. Klik her for at stille dit spørgsmål til Scientariet.

Kommentarer (19)

  • kunne allerede før Bohr ane atomets struktur, ved hans forsøg i 1911: Materien bestod for det meste af tomt rum.
    Newton forestillede sig atomet som ubrydeligt, men måtte dog tilføje at såfremt det viser sig at kunne brydes - må det "kunne brydes i det uendelige". Det er fristende at skyde ham i skoene - "hvad Gud har sammenføjet, kan et menneske ikke bryde".
    Når der spørges efter noget mindre end kvarker, menes da deres rummelige geometriske udstrækning/deres repræsentative energi/deres masse eller andet. Spørgsmål om elementarpartiklers rummelige udstrækning, nærmer sig meningsløshed hvis det ikke ses i sammenhæng med andre fysiske størrelser som tid og energi.
  • 0
  • 0

Der findes ikke 'neutroner' eller 'protoner' - men kun kvarker. Ikke?

Hvis en kvark ikke har nogen udstrækning i rummet, så har f.eks. en proton eller neutron det vel heller ikke?

Et elektron fylder vist heller ingenting. Og et photon endnu mindre.

Så, dét som gør, at noget har en fylde her tilværelsen er den energi, som alle disse ting som ikke fylder noget, har tilfælles. Og det er i sidste ende dét, som gør, at vi kan sidde her og opfatte tilværelsen bestående af 'materiale'..

Al dette 'materiale' er så i virkeligheden hvordan energien mellem de forskellige ting, som ikke fylder noget, opfører sig - og det er derved energien som gør, at f.eks. en sten er hård og at gulvet her i min lejlighed gør, at jeg ikke falder igennem til planetens midte..?

Jeg savner lidt en forklaring, som jeg vil kunne fforklare mig og andre tilværelsens beskaffenhed.

Kan nogen hjælpe?...

Kh David
-

  • 0
  • 0

David, når kvarker danner sammenbundne strukturer, fås atomkerner neutroner og protoner. Disse er lige så fysisk virkelige som kvarker (som dog stadig foreløbig kun er teoretisk virkelige).
For at kunne forklare elemetarpartiklernes zoo, er det nødvendigt at indføre forskellige (og så få som overhovedet mulig) kvarkformer.
Men hele dette eksotiske emne, står og falder med at der helst ikke opdukker helt nye familier af partikler, med egenskaber de kendte kvarker ikke kan forklare. Risikoen er stor, og stigende med f.eks. cernforsøg hvor forsøg med markant stigende energier kan smadre standardmodellen.
Vi har næppe fundet den sidste elementarpartikel, omend der nok bliver længere mellem fundene.
Ligesom prikkerne på tv skærmen og de mange småpartikler omkring saturn danner store strukturer, synes materien også at danne store sammenhængende strukturer - hvor vi bliver snydt af vores "grove" synssans.

  • 0
  • 0

det er jo lidt svært at forestille sig noget eksistere uden det skulle have nogen udstrækning, det er jo som at påstå der er en egenskab tilstede som eksisterer uden overhovedet at være, måske disse egenskaber eksisterer i nogle dimensioner vi ikke kan måle på?

  • 0
  • 0

Det korte svar på Kim Merrilds spørgsmål, er Ja, Aristoteles havde ret, der findes ikke noget 'det mindste' i universet, det er et spørgsmål om Perspektivprincippet, og Vor begrænsede sanseevne, der udgør en naturlig grænse for, hvorlangt ned i mikrokosmos det er muligt at se.

  • 0
  • 0

Mangen en fantast ser "Planchdistancen" som den mindste.
Imidlertid er en meget lille partikeludstrækning d med relativitetsteorien Rs forkortet hvis denne partikel er i bevægelse, til en afstand > d. Ved tilstrækkelig stor hastighed, er d > Planckdistancen. Hvis kvantefysikken forbyder dette, er denne i strid med Rs.
Der findes kun og alene to rumlige størrelser, disse er 0 og < 0.
Fysiske vekselvirkninger tilhører 0 størrelsen, partikler tilhører < 0.

  • 0
  • 0

Fysisk kan man søge mod den store uendelighed (altså søge mod uendeligheden), det nås aldrig.
Eller der kan søges mod den lille uendelighed (altså søge uendeligt mod 0), det nås aldrig.
Fysisk findes det uendelige store eller det uendelige småt ikke, men rekorder er til for at blive slået - men uendeligheden nås ikke.
De størrelser der er kendt af fysikken er 0 og < 0. De kaldes fysikkens kvantiteter.
> 0 og uendelig er fysisk ukendt.

  • 0
  • 0

Der findes ikke 'neutroner' eller 'protoner' - men kun kvarker. Ikke? Hvis en kvark ikke har nogen udstrækning i rummet, så har f.eks. en proton eller neutron det vel heller ikke? Et elektron fylder vist heller ingenting. Og et photon endnu mindre. Så, dét som gør, at noget har en fylde her tilværelsen er den energi, som alle disse ting som ikke fylder noget, har tilfælles. Og det er i sidste ende dét, som gør, at vi kan sidde her og opfatte tilværelsen bestående af 'materiale'.. Al dette 'materiale' er så i virkeligheden hvordan energien mellem de forskellige ting, som ikke fylder noget, opfører sig - og det er derved energien som gør, at f.eks. en sten er hård og at gulvet her i min lejlighed gør, at jeg ikke falder igennem til planetens midte..? Jeg savner lidt en forklaring, som jeg vil kunne fforklare mig og andre tilværelsens beskaffenhed. Kan nogen hjælpe?... Kh David -

Det efterlade jo blot spørgsmålet om hvad energi er for en størrelse, og om energi kan opdeles i noget mindre.

  • 0
  • 0

At Livet virkeligt er evigt og uendeligt, er livets evige skæbne,
det er det svære at forstå, for nutidsmennesket,
der af gode grunde er forblændet af 'stoffet', der er 'bevægelse',
bevægelse er livets fornemste kendetegn, og samtidig livets eneste virkemiddel, bevægelse er et evigt princip.

Fx. taler Walter Russell om, at 'en neutron' er ikke 'en ting', men en tilstand, og at det gælder for alt stof, el. stofpartikler,
stoffet er 'vævet' af 'bølger', og bølger er bevægelse.

Det er Os selv, der er Bevægeren, ('Jeg'et' bag bevægelsen)
Jeg'et er identisk med Evigheden og Uendeligheden,
Tiden, der er 'bevægelsens skygge' er Evigheden i 'forklædning', Rummet er Uendeligheden i 'forklædning',

Til lejligheden kan Vi 'oversætte' 'eksistens og udstrækning' til Tid og Rum,
eller rettere til 'bevægelse og rum'.
En oplevelse, er en kombination af tre bevægelsesarter, samt en 'oplever', der ikke er bevægelse,
det oplevede, er bevægelse, oplevelsen, er bevægelse, oplevelses-evnen/sansning'en, er bevægelse.

Ligesom Bevægelsesprincippet er grundlæggende for livsudfoldelsen, er også 'Perspektivprincippet' grundlæggende for alt hvad der har at gøre med 'størrelse og forhold', af enhver art.
Set i evigt perspektiv, kan man ikke tale om Livets alder, men kun at livet er evigt, og på samme måde med Uendeligheden, kan man ikke tale om 'størrelse'.

  • 0
  • 0

Holger, to munke var kommet i diskussion om et blafrende flag. Den ene mente at det var vinden der var i bevægelse og flaget der var i hvile, den anden at det var flaget der var i bevægelse og vinden der var hvilende.
En tredie sagde "Det er hverken flaget eller vinden der bevæger sig, men det er eders tanker der er i bevægelse".

  • 0
  • 0

Som jeg kan forstå af ovenstående svar så har vi endnu ikke fundet den udelelige masse.

Har vi fundet noget andet udeleligt, som fx mindst mulige (udelelige) energienhed?

  • 0
  • 0

En fjerde munk sagde: "Både flag og vind er i bevægelse, og i gensidig vekselvirkning."

Kim, jeg har et problem med dine uligheder. Jeg kan kun få mening i dem, hvis der er byttet rundt på

> (større end)
og
< (mindre end)

  • 0
  • 0

En femte munk der hed Zenon sagde, "Al bevægelse er umulig".
En sjette munk sagde, "Alt er i bevægelse".
Jeg kan bedst lide den fjerde munk.

Kim sagde, "Der skal byttes om på > og <".

  • 0
  • 0

Jeg tror at hvis vi var elementar-menneske og står på en elementar-partikel, og med 5 andre sanser, vil vi erfare det meget bedre. Inden der kommer flere beviser er svar som ja, nej lige gode.

  • 0
  • 0

Det er korrekt, hvis den fjerde munk mener at, både flaget og vinden ER bevægelse,
Zenon har det dybeste facit,
den sjette munk har en halv sandhed, i bedste Einstein-stil.

  • 0
  • 0