Στοιχειώδη σωμάτια και πρώιμο σύμπαν

• Κύριος συγγραφέας: Κοντελατσίδης, Μάριος
• Άλλοι συγγραφείς: Kontelatsidis, Marios
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2022
• Θέματα: Στοιχειώδη σωμάτια; Πρώιμο σύμπαν; Σωματίδια; Μικρόκοσμος; Σωματιδιακή φυσική; Elementary particles; Early universe; Particles; Microcosm; Particle physics

Η παρούσα εργασία αποσκοπεί στην εξερεύνηση του κόσμου των στοιχειωδών σωματιδίων, με ιδιαίτερη έμφαση στο Πρώιμο Σύμπαν, ένα περιβάλλον ακραίων συνθηκών που χαρακτηρίζεται από εξαιρετικά υψηλή ενέργεια και θερμοκρασία. Στο Πρώτο Κεφάλαιο γίνεται μέσης έκτασης αναφορά στην Σύγχρονη Κοσμολογία και σε όλα τα ευρήματα και τις παρατηρήσεις που μας επιτρέπουν να συνθέσουμε μια αρκετά ακριβή εικόνα αυτού του περιβάλλοντος. Ξεκινάμε με την εισαγωγή του καθιερωμένου Κοσμολογικού Προτύπου, καθώς αυτό θα αποτελέσει τον γνώμονα για την τοποθέτηση όλων των σημαντικών γεγονότων σε χρονολογική σειρά. Από κοσμολογικής άποψης αναλύονται διάφορες έννοιες και ορισμοί, όπως η Κοσμολογική Αρχή και ο Νόμος του Hubble, που βοηθούν να γίνει σαφής η έννοια της “Γεωμετρίας του Σύμπαντος” και τα σχετικά σενάρια για την εξέλιξή του που θεωρούνται αυτή τη στιγμή βάσιμα. Το κεφάλαιο κλείνει με τον σχολιασμό των διακριτών χρονικών περιόδων του Πρώιμου Σύμπαντος και την χρονική οριοθέτηση του πεδίου μελέτης της εργασίας. Το Δεύτερο Κεφάλαιο της εργασίας, που αποτελεί και το κύριο μέρος της, ασχολείται αποκλειστικά με τον Μικρόκοσμο και τα σωματίδια. Αρχικά γίνεται η εισαγωγή ορισμένων κλασσικών και κβαντικών ιδιοτήτων τους. Εν συνεχεία αναλύονται λεπτομερώς οι επιμέρους κατηγορίες των σωματιδίων, που προκύπτουν με βάση αυτές τις ιδιότητες. Ακολουθεί η εισαγωγή των τεσσάρων βασικών πεδίων αλληλεπίδρασης και των αντίστοιχων σωματιδίων – φορέων. Από εκεί και πέρα ακολουθείται βήμα – βήμα η διαδικασία ενοποίησης των πεδίων μέχρι και το σημείο στο οποίο έχει φτάσει η Σύγχρονη Σωματιδιακή Φυσική, με την ενοποίηση του Ηλεκτρομαγνητικού με το Ασθενές πεδίο (και την ξεχωριστή ενσωμάτωση του Ισχυρού πεδίου). Με αυτόν τον τρόπο σκιαγραφείται παράλληλα και το Καθιερωμένο Πρότυπο σωματιδίων, το σύνολο δηλαδή των κατηγοριών σωματιδίων και των ιδιοτήτων τους που πλέον θεωρούμε δεδομένα. Το Τρίτο Κεφάλαιο αποτελεί μία θερμοδυναμική προσέγγιση του Μικρόκοσμου, με προσανατολισμό φυσικά και πάλι στα πρώιμα στάδια του Σύμπαντος. Με την βοήθεια της στατιστικής, ορίζονται πολύ σημαντικά μεγέθη όπως η πυκνότητα ενέργειας, η πίεση, η πυκνότητα, η εντροπία. Επίσης γίνεται αναφορά στους βαθμούς ελευθερίας των σωματιδίων και στην σχέση των παραπάνω μεγεθών με αυτούς. Τελευταία ενότητα του Κεφαλαίου αποτελεί η διαδικασία της πυρηνοσύνθεσης. Γίνεται αναφορά στις συνθήκες κάτω από τις οποίες συντελείται η σύνθεση των πυρήνων της ύλης υπό τη δράση των κυριότερων σχετικών αντιδράσεων μεταξύ των σωματιδίων. Εν συνεχεία αναλύεται εις βάθος η περίπτωση της πρώτης πυρηνοσύνθεσης που καλείται και πυρηνοσύνθεση της Μεγάλης Έκρηξης όπου και καταλήγει η εργασία.