Задался я тут как-то я уча физику вопросом: из чего состоят протоны, нейтроны и т.д.  

Протоны и нейтроны - это так называемые "нуклоны". Участвуют в сильном взаимодействии и состоят из кварков (например, протон - из uud кварков). А что такое "и т.д." - я не знаю ;)

А че такое эти "кварки" и из чего они состоят?
Под и т.д. я подрузамевал электрон      

ИМХО, процес что из чего состоит - бесконечный  

Енто уже квантовая физика. Протоны "состоят" из 3-х кварков (как сказал Chingachguk, протоны-uud), которые бывают разных ароматов:странных, очарованных, красивых. Возможно есть и другие. Вообще протоны это такие адроны... Не, ну, это здесь лучше не писать. Зайди на сайт Российской Научной Сети. Фундаментальные частицы
Или почитай "Суперсилу" Девиса.

Цитата

Vex Дата сообщения: 09.12.2002,16:32 ИМХО, процес что из чего состоит - бесконечный

Вроде бы именно так и было у Маркса. Скорее да, но ...

Цитата

Dexter Дата сообщения: 09.12.2002,16:25 А че такое эти "кварки" и из чего они состоят? Под и т.д. я подрузамевал электрон

neutrino > Зайди на сайт Российской Научной Сети

Да, лучше почитать, конечно.

Кварки - это наиболее элементарные элементы теории сильных взаимодействий. Появляются в рамках теории групп, члены группы SU(3).
Предполагается, да и доказано опытом, что протоны, нейтроны и тп. состоят из кварков. Интересной их особенностью, помимо квантовых чисел типа странности явлется дробный(!) электрический заряд - 1/3 ;)
Потонциал взаимодействия пропорциаонален ~r, те кварки НЕ МОГУТ существовать отдельно друг от друга в обычной природе - сила притяжения РАСТЕТ при их удалении друг от друга !

...А электрон... А электрон так же неисчерпаем, как и атом (В.И.Ленин). С ним совсем другая песня...

Понятно

Цитата(Vex @ 09.12.2002, 16:32)

ИМХО, процес что из чего состоит - бесконечный

Не ИМХО, а точно.

Цитата(Chingachguk @ 09.12.2002, 08:25)

Цитата Vex Дата сообщения: 09.12.2002,16:32 ИМХО, процес что из чего состоит - бесконечный Вроде бы именно так и было у Маркса. Скорее да, но ...

Вообще-то это Гегель, только нас же учили не философии, а Марксизму-Ленинизму, но даже и там это был не Маркс, а Энгельс. Кстати Энгельса как философа я очень уважаю - ни Маркс, ни Ленин ему как философы в модмётки не годились - их собственные философские труды были очень слабыми.

Цитата(Klin @ 09.12.2002, 09:00)

Цитата(Vex @ 09.12.2002, 16:32) ИМХО, процес что из чего состоит - бесконечный   Не ИМХО, а точно.

Ну почему же? А что никто такую концепцию как "субъективный идеализм" не слышал? Не читали русского философа из Калининграда - Иммануила Канта (кстати его философская система очень стройна и интересна) или Юма - ему так вообще нечего противопоставить, уж он обставил даже буддистов с кришнаитами по глубине прорабротки. Кстати теологическая схоластика того же Фомы Аквинского тоже отрицает это.  Я не хочу сказать что являюсь приверженцем этих школ, скорее наоборот, но доказательств нет! Их системы имеют право на существование не меньшее чем другие.

Вспомнил я про эту тему и решил еще раз написать по поводу "из чего состоят атомы, из чего состоят пртоны и нейтроны, из чего состоят кварки, из чего состоит то, из чего состоят кварки" и так далее.

На самом деле вопрос совершенно правильный. Чем же ограничены наши знания о тонкой структуре вещества ?

Как физики исследуют мельчайшие объекты, которые не видно даже в микроскоп ? В общем можно сказать так: необходимо вызвать такой процесс (реакцию), в котором исследуемая частица (атом) проявит себя как целое и исследовать последствия (продукты реакции) от такого процесса. Т.е. объект  в данном случае изучается всегда по косвенным данным.

Один из наиболее употребительных опытов - это рассеяние частиц некоторого типа на исследуемом объекте. При этом важно, чтобы налетающие частицы имели высокую вероятность взаимодействия именно с исследуемым объектом, а не, скажем, с его структурными единицами(вводится понятие "сечение рассеяния").

Банальный пример: опыт Резерфорда по открытию структуры атома (открытие ядра атома). Налетающие частицы являлись alpha-частицами (гелий, ободранный от электронов - фактически, йон) с достаточно невысокой скоростью рассеивался на золотой фольге. Было обнаружено, что некоторые альфа-частицы не пролетели "насквозь", а отклонились на некоторый угол от первоначального направления:

                                        He'(alpha, deflection)
                                       -
                                      -
                                     -
                                    -
He(alpha) ------------->Au

Собственно, так же, как биллиардные шары на столе. Очевидно, можно построить несложную вероятностную модель рассеяния налетающего тела на мишени и по результатам опыта получить параметры этой модели. Например, размер ядра атома (размер мишени). Очевидно, это следует, например, из того факта, что чем больше размер мишени(ей), тем больше налетающих ядер рассеится на них.

Для исследования атомного ядра в целом (т.е. совокупности нейтронов и протонов, его состовляющих) вполне достаточно рассеивать на нем либо одиночные нуклоны(протоны, нейтроны), либо электроны (например, для исследования электрических(электромагнитных) свойств ядра). Однако что нужно рассеивать на протоне(нейтроне) для его исследования именно как одиночного объекта ? Очевидно, подходят те же протоны, но уже больших энергий. А для исследования частей протона (из чего он сделан) необходимы еще большие энергии !
Равно как для исследования более крупных, чем атомное ядро, объектов - атомов или молекул, необходимы уже меньшие энергии, чем использовал Резерфорд, да и частицы тоже другие - например, электроны низких энергий.

Почему так ? Дело в том, что один и тот же налетающий протон может иметь совершенно различные размеры относительно размеров атома, ядра или другого протона в зависимости от его энергии ! Это сугубо релятивистский эффект: частицы (или что угодно), двигающиеся со скоростью, приближающейся к скорости света, изменяют свои линейные размеры отностительно покоящихся мишеней. Еще говорят, что меняется длина волны частицы.

Наглядно представить себе, почему одна частица с различными энергиями и, соответственно, различными линейными размерами, взаимодействует с объектами различных размеров. Представим себе футбольный,теннисный,пинг-понга мяч, и футбольную сетку ворот: мячи будут совсем по-разному застревать в ней.

Таким образом, чем большей энергией налетающих частиц мы обладаем, тем более меньшие объекты мы можем исследовать. Зависимость тут примерно такая:

L(длина волны или просто размер) ~ 1 / E (энергия частицы).

Ниже приведу примерную зависимость энергии протона, когда он имеет размеры соответствующего объекта и хорошо его "чувствует" (по памяти):

              Ядро атома        Протон(нейтрон, пи-мезон)  Кварки,W-бозон
 
Eпротона      КЭв(10^Эв)             1-10 МЭв(10^6)            ~100МЭВ

Здесь 1 Эв = энергия, приобретаемая зарядом, равным заряду электрона, при прохождении разности потонциалов в 1 Вольт.

Таким образом, в настоящее время мы имеем возможность настолько хорошо исседовать структуру материи, насколько большими энергиями мы обладаем.

Чем же мы обладаем ? Насколько я помню, максимальные энергиии протонов на ускорителях в '98 году были примерно 100Мэв. Такие энергии позволили "увидеть" кварки (это не совсем так, их увидели раньше еще с помощью электронов в 10 Мэв, но и так тоже можно) и W-бозоны. Дальше техника пока не позволяет ;) "Природа" умеет разгонять частицы до сотен ТЭв (космические лучи от вспышек сверхновых звезд), но вот для лабораторных исследований это пока мало подходит.

Хороший пост, Chingachguk. Интересный. Только вот как тебе такие рассуждения: допустим есть конечная частица делимости атома. Чисто теоретически представим эту "элементарную" частицу летящей к какому-нибудь препятствию. При столкновении, поскольку эта частица элементарна, она отскочит мгновенно, т.е. по ней не может проходить "ударная волна" (как в случае, если баскетбольныи мяч попадает в щит, мяч деформируется и внутри его прходит ударная волна в направлении обратному полету, что приводит к восстановлению его формы и он отскакивает), значит, если частица всетаки отскакивает, то по ней (через нее) прошел сигнал со скоростью > скорости света, что есть невозможно. От сюда следствие, что элементарной частицы не может быть. Может оно и неправильно. Пожалуйста прокомментируй ето.

Цитата

neutrino Дата сообщения: 15.12.2002,11:48 Хороший пост, Chingachguk. Интересный. Только вот как тебе такие рассуждения: допустим есть конечная частица делимости атома. Чисто теоретически представим эту "элементарную" частицу летящей к какому-нибудь препятствию. При столкновении, поскольку эта частица элементарна, она отскочит мгновенно, т.е. по ней не может проходить "ударная волна" (как в случае, если баскетбольныи мяч попадает в щит, мяч деформируется и внутри его прходит ударная волна в направлении обратному полету, что приводит к восстановлению его формы и он отскакивает), значит, если частица всетаки отскакивает, то по ней (через нее) прошел сигнал со скоростью > скорости света, что есть невозможно. От сюда следствие, что элементарной частицы не может быть. Может оно и неправильно. Пожалуйста прокомментируй ето.

 На самом деле рассеяние частицы происходит не "мгновенно", будь она хоть трижды элементарна. Рассмотрим рассеяние электрически заряженной частицы в электромагнитном поле (кулон) U~1/r. Примером может служить рассеяние электрона на протоне и тп. Как видно, взаимодействие начинается не "в некий момент X", а непрерывно, еще на подлете на расстояние порядка размеров мишени (протона и т.д.). Поэтому время взаимодействия будет определятся не "временем отскока частицы от жесткой границы мишени" - те порядка ~ размеров частицы самой, а в общем случае неким эффективным радиусом взаимодействия той силы, благодаря которой происходит отскок.

Допустим даже, что потонциал взаимодействия не "дальнодействующий", как в будет в случае электромагнитного поля, в котором в общем случае при рассчетах учитываются расстояния (- бесконечность,+бесконечность) - частица налетает "издалека" и улетает "далеко" от мишени. Примером короткодействующего потонциала может служить сильное взаимодействие. Например, потонциал мишени в случае рассеяния протона на ядре можно описывать в первом приближении дельта-функцией:

U® = 0, если |r| > a,
         -A, если |r| <=a,

где а - характерный размер ядра атома. Такой потонциал обычно называют "потенциальной ямой". Можно уточнять такой потонциал, вводя экспоненциальные размытия ямы на ее границе.

Однако даже в случае простой дельта-функции (прямоугольная яма) взаимодействие все равно не происходит мгновенно только в области "ямы".

Дело в том, что тут вмешиваются особенности мира микрочастиц.  Ведь в "классическом" случае шариков столкновение происходит только тогда, когда налетающий шарик коснется покоящегося. Тут же положение протона относительно ядра описывается волновой функцией (квантовая механика) - суть вероятностью нахождения протона на некотором расстоянии от ядра. Поэтому возникают такие вещи, как "тунельный эффект" и т.п.

"Ударная волна в мяче", о которой ты пишешь, тут есть время движения переносчика взаимодействия между частицами - налетающая частица и мишень должны успеть обменяться чем-то, что передаст налетающей частице воздействие от мишени. Так в случае электромагнитного взаимодействия частицы обмениваются гамма-квантами, сильного - глюонами и т.п. Фактически это есть скорость распространения возмущения поля(силы) конкретного взаимодействия. Если переносчик воздействия имеет нулевую массу, то он может распространятся со скоростью света - именно это определяет границы области минимального размера области столкновения.

Можно придумать такую ситуацию, когда "самая-самая" микрочастица так мала, что время прохождения переносчика любого взаимодействия через нее стремится к нулю. Но ведь и время движения налетающей частицы через нее такой же величины или больше (если масса не равна нулю) ! Таким образом, даже если сила взаимодействия является короткодействующей (работающей только в пределах частицы-мишени), то воздействие успеет в любом случае - ведь оно в случае безмассовых переносчиков взаимодействия будет равно скорости света.