Nisbiylik nazariyasidagi takyonlar

Boshlang'ich fermiyalarga asoslangan (massa, hajm va bo'shliq)
Moddaning odatiy yoki an'anaviy ta'rifi "massa va hajmga ega bo'lgan har qanday narsa (makonni egallaydi)". [27] [28] Masalan, mashina massadan va hajmdan (bo'sh joyni egallab olgani kabi) materiyadan qilingan deb aytiladi.


Moddaning makonni egallashini kuzatish qadimgi davrlarga borib taqaladi. Biroq, materiyaning nima uchun kosmosni egallab olishiga oid tushuntirish yaqinda bo'lib, fermionlarga taalluqli Pauli istisno qilish printsipida [29] [30] tasvirlangan hodisaning natijasi deb ta'kidlangan. Istisno printsipi kosmosni egallash bilan bog'liq bo'lgan aniq ikkita misol, quyida keltirilgan oq mitti yulduzlar va neytron yulduzlardir.


Shunday qilib, materiyani elementar fermionlardan tashkil topgan hamma narsa deb ta'riflash mumkin. Garchi biz ularni kundalik hayotda uchratmasak ham antiquarks (antiproton kabi) va antileptonlar (masalan, pozitron) kvark va leptonning zarrachalari bo'lib, elementar fermionlardir va mohiyatan kvarklar bilan bir xil xususiyatlarga ega. va leptonlar, shu jumladan Paulini chiqarib tashlash printsipining qo'llanilishi, bu ikkita zarrachaning bir joyda (bir xil holatda) bir vaqtning o'zida bo'lishiga to'sqinlik qiladi, deyish mumkin, ya'ni har bir zarrachani "bo'sh joy egallaydi". Ushbu maxsus ta'rif materiyaning ushbu antimateriya zarralaridan, shuningdek, oddiy kvark va leptondan tarkib topgan narsalarni, shu bilan birga kvons va antikvardan tashkil topgan beqaror zarralar bo'lgan mezonlardan iborat bo'lgan barcha narsalarni o'z ichiga olganligiga olib keladi.
Umuman nisbiylik va kosmologiya
Nisbiylik nuqtai nazaridan massa qo'shimchalar miqdori emas, chunki tizimdagi butun zarracha massasini olish uchun tizimdagi zarrachalarning qolgan massalarini qo'shib bo'lmaydi. [1] Shunday qilib, nisbiylikda, odatda, tinchlik massalarining yig'indisi emas, balki energiya miqdorini belgilaydigan energiya impulsi tensori degan umumiy nuqtai nazar mavjud. Ushbu tensor butun tizim uchun qolgan massani beradi. Shuning uchun ba'zan "materiya" tizimning energiya impulsiga hissa qo'shadigan, ya'ni tortishish kuchi bo'lmagan narsa sifatida qaraladi. [31] [32] Ushbu qarash odatda kosmologiya kabi umumiy nisbiylik bilan shug'ullanadigan sohalarda qo'llaniladi. Shu nuqtai nazardan, yorug'lik va boshqa massasiz zarralar va maydonlar barchasi "materiya" ning bir qismidir.
Tuzilishi
Zarralar fizikasida fermionlar - Fermi-Dirak statistikasiga bo'ysunadigan zarralar. Fermionlar proton va neytron singari elementar, elektron kabi yoki kompozitsion bo'lishi mumkin. Standart modelda elementar fermionlarning ikki turi mavjud: kvarklar va leptonlar, ular keyingi muhokama qilinadi.
Quarklar
Asosiy maqola: Kvark
Kvarklar spin-1-2 zarralari bo'lib, ular fermionlar ekanligini anglatadi. Ular - 1 charge3 e (pastga qarab kvarklar) yoki + 2⁄3 e (yuqoriga qarab kvarklar) elektr zaryadi. Taqqoslash uchun elektronning zaryadi −1 e ga teng. Ular shuningdek, kuchli ta'sir o'tkazish uchun elektr zaryadining ekvivalenti bo'lgan rangli zaryadga ega. Kvarklar radioaktiv parchalanishga ham uchraydi, ya'ni ular zaif o'zaro ta'sirga uchraydi. Kvarklar ulkan zarralardir va shu sababli ular tortishish kuchiga ham ta'sir qiladi.
Kvark xususiyatlari

Barionik materiya
Asosiy maqola: Baryon
Barionlar o'zaro ta'sir qiluvchi fermionlardir, shuning uchun Fermi-Dirak statistikasiga bo'ysunadi. Barionlar orasida atom yadrolarida uchraydigan proton va neytronlar bor, ammo boshqa ko'plab beqaror barionlar ham mavjud. Baryon atamasi odatda uch kvarkdan iborat zarrachalarni anglatadi. Shuningdek, to'rtta kvark va bitta antikvardan qilingan "ekzotik" barionlar pentakuar deb nomlanadi, ammo ularning mavjudligi umuman qabul qilinmaydi.


Bariyonik materiya - bu koinotning barionlardan (shu qatorda barcha atomlardan) iborat qismi. Koinotning bu qismiga qorong'u energiya, qorong'u materiya, qora tuynuklar yoki degenerat materiyaning turli shakllari, masalan, oq mitti yulduzlar va neytron yulduzlar kiradi. Wilkinson Mikroto'lqinli Anizotropiya Probu (WMAP) tomonidan ko'rilgan mikroto'lqinli yorug'lik koinotning atigi 4.6% qismining eng yaxshi teleskoplar doirasida (ya'ni yorug'lik bizni unga etkazishi mumkinligi sababli ko'rinadigan bo'lishi mumkin) ekanligini anglatadi. bariyonik materiyaning Taxminan 26,8% qorong'u materiya va taxminan 68,3% qorong'u energiya. [34]


Darhaqiqat, koinotdagi oddiy moddalarning aksariyati ko'rinmas, chunki galaktikalar va klasterlar ichidagi ko'rinadigan yulduzlar va gazlar koinotning massa-energiya zichligiga oddiy materiya hissasining 10 foizidan kamini tashkil etadi. [ 35]
Protonning kvark tuzilishi: yuqoriga 2 kvark va 1 pastga kvark.