RSS

   Fizika čestica koje grade naše telo

30 jul

           
    Zamislimo, da sutra treba da nestanu svi ljudi sa ove planete, zajedno sa svim svojim tehničkim
ostvarenjima, umetničkim delima, gradovima i putevima – da jednostavno čovek, i sve što je čovečanstvo ikad napravilo, nekim čudom iščezne.
    Zamislimo, da imamo priliku, pre tog nestanka, da nekim budućim inteligentnim stanovnicima planete,
ako se takvi ikad pojave, ostavimo samo jednu ideju, ili koncept, kao poruku koja bi im omogućila da rekonstruišu, potpuno ili delimično, našu današnju civilizaciju. Koja bi to poruka bila?
    Treba im poručiti, da uzroke svim pojavama koje vide oko sebe traže na sve manjim i manjim skalama. Da su događaji koje vide u živom svetu, na primer, posledica dešavanja u živim ćelijama, da su aktivnosti ćelija posledica hemijskih reakcija na molekularnom nivou, da se ponašanje molekula može izvesti iz osobina atoma koji ih čine, da su osobine atoma određene njihovom mikroskopskom strukturom, i tako dalje sve do elementarnih čestica – elektrona, mezona, fotona, kvarkova i njihovih osobina.

Ričard Fajman 

    Duboko u temlju našeg tela stoje elementarne čestice koje se neprestano iznova i iznova stvaraju i nestaju u dinamici međusobnih interakcija i interakcija sa česticama okoline.
    Živimo u svetu ispunjenom česticama čije mase i druga svojstva omogućuju nastanak i opstanak žive materije, pa tako i ljudskog života.
  Oko 99 procenata našeg tela čine atomi vodonika, ugljenika, azota i kiseonika. Ostatak čine manje količine ostalih elemenata bitnih za život.
     Dok se većina ćelija u našem telu regeneriše svakih 7- 15 godina, mnoge čestice koje čine te ćelije su postojale milijardama godina pre. Atomi vodonika koji čine naše telo  su nastali u velikom prasku, a atomi ugljenika, azota i kiseonika u jezgrima zvezda. Teški elementi u nama su nastali u eksplozijama zvezda (Nove i supernove).
    Veličina atoma je regulisana srednjom pozicijom njegovih elektrona. Jezgro atoma je oko 100 000 puta manje od atoma. Ako bi jezgro bilo veličine kikirikija, atom bi bio veličine bejzbol stadiona. Ako bismo eliminisali sve “prazne” prostore unutar naših atoma, svako od  nas bi se smanjio na veličinu čestice olovne prašine, a čitava ljudska rasa bi imala veličinu šećerne kocke.
       Čestice u nama čine mali deo naše mase. Svaki proton i neutron unutar jezgra atoma se sastoji od po tri kvarka. Masa kvarkova, koja dolazi od njihove interakcije sa Higsovim poljem, čini samo nekoliko procenata mase protona ili neutrona. Gluoni, nosioci jake nuklearne sile koja drži kvarkove zajedno,nemaju masu.
     Masa našeg tela dolazi od kinetičke energije kvarkova i energije vezivanja gluona. Kada saberemo mase svih čestica koje nas grade dobijamo masu našeg tela.
    Naše telo je rudnik manjeg broja radioaktivnih čestica. Godišnja doza od 40 milirema potiče od prirodne radioaktivnosti koja nastaje unutar našeg tela. To je ista količina radijacije kao kad bismo bili ozračeni sa četiri rendgenska zraka. Naš nivo doziranja zračenja može da se poveća za jedan ili dva milirema svakih osam sati koje provodemo u krevetu pored našeg voljenog radioaktivnog partnera.
     Naše telo zrači jer hrana i piće koje konzumiramo i vazduh koji udišemo sadrže radionuklide kao što su Kalijum-40 i Ugljenik-14. Oni se ugrađuju u naše molekule i na kraju se raspadaju i emituju zračenje u našem telu.
    Kada se kalijum-40 raspada, oslobađa pozitron, pozitivnog blizanca elektrona, tako da sadržimo i malu količinu antimaterije. Prosečan čovek proizvodi preko 4 000 pozitrona dnevno, ili oko 180 po satu. Oni nisu dugovečni, brzo dođu u kontakt sa elektronima, anihiliraju i pretvore se u gama zrake.
        Radioaktivnost nastala u našem telu je samo deo radijacije sa kojom dolazimo u kontakt u svakodnevnom životu. Hrana koju jedemo, kuća u kojoj živimo, kamen i zemlja po kojoj hodamo, izlažu nas nižim nivoima radijacije. Samo jedenje brazilskog oraha ili odlazak do zubara može povećati nivo doziranja zračenja za nekoliko milirema. Pušenje cigarete može povećati zračenje do 16 000 millirema.
     Kosmički zraci, visokoenergetsko zračenje iz svemira, neprekidno ulaze u našu atmosferu. Tamo se sudaraju sa jezgrima atoma vazduha i proizvode mezone, od kojih se mnogi raspadaju u čestice poput miona i neutrina. Sve ovo tušira površinu Zemlje i prolazi kroz naše telo, oko 10 u sekundi. Oni godišnje daju oko 27 millirem zračenja. Ove kosmičke čestice mogu ponekad poremetiti našu genetiku, izazivajući suptilne mutacije i uticati na evoluciju.
    Osim što nas bombarduje fotonima koji određuju način na koji mi vidimo svet oko nas, naše sunce oslobađa i jata neutrina. Neutrini su elementarne čestice koje su stalni posetioci našeg tela. Skoro 100 triliona neutrina prođe kroz naše telo svake sekunde. Neutrini nam dolaze i iz drugih izvora, kao produkti nuklearnih reakcija na našoj planeti i u drugim zvezdama.
   Mnogi neutrini su veoma stari, postoje od prvih nekoliko sekundi ranog univerzuma, stariji su i od atoma od kojih je izgrađeno naše telo. To su čestice slabe interakcije koje prolaze kroz nas, ne ostavljajući nikakve tragove svoje posete.
       Tamna materija ne emituje, ne reflektuje i ne apsorbuje svetlost. Teško ju je otkriti, ali naučnici misle da ona čini oko 80 procenata svemira. Stotine hiljada čestica tamne materije može da prođe kroz nas svake sekunde, sudarajući se sa našim atomima. Međutim, tamna materija ne deluje snažno na materiju od koje smo napravljeni, tako da verovatno nema nikakvih primetnih uticaja na naše telo.
    Ono što nas čini živima i ovakvima kakvi jesmo i kako izgledamo i šta osećamo i šta mislimo je plod dinamike čestica od kojih je naše telo izgrađeno i od kojih se neprestano iznova i iznova gradi i razgrađuje.

Detaljnije na: Symetry

 

Advertisements
 
Ostavite komentar

Objavljeno od strane na 30. jula 2017. in Fizika +8

 

Ostavite odgovor

Popunite detalje ispod ili pritisnite na ikonicu da biste se prijavili:

WordPress.com logo

Komentarišet koristeći svoj WordPress.com nalog. Odjavite se / Promeni )

Slika na Tviteru

Komentarišet koristeći svoj Twitter nalog. Odjavite se / Promeni )

Fejsbukova fotografija

Komentarišet koristeći svoj Facebook nalog. Odjavite se / Promeni )

Google+ photo

Komentarišet koristeći svoj Google+ nalog. Odjavite se / Promeni )

Povezivanje sa %s

 
%d bloggers like this: