Particle Physics: A Very Short Introduction

Very Short Introductions #109

by Frank Close

In Particle A Very Short Introduction , best-selling author Frank Close provides a compelling and lively introduction to the fundamental particles that make up the universe. The book begins with a guide to what matter is made up of and how it evolved, and goes on to describe the fascinating and cutting-edge techniques used to study it. The author discusses particles such as quarks, electrons, and the neutrino, and exotic matter and antimatter. He also investigates the forces of nature, accelerators and detectors, and the intriguing future of particle physics. This book is essential reading for general readers interested in popular science, students of physics, and scientists at all levels.

About the Combining authority with wit, accessibility, and style, Very Short Introductions offer an introduction to some of life's most interesting topics. Written by experts for the newcomer, they demonstrate the finest contemporary thinking about the central problems and issues in hundreds of key topics, from philosophy to Freud, quantum theory to Islam.

Genres: Science, Physics, Nonfiction, Popular Science, Audiobook, Reference, Astronomy

148 pages, Paperback

First published January 1, 2004

About the author

Francis Edwin Close (Arabic: فرانك كلوس)

In addition to his scientific research, he is known for his lectures and writings making science intelligible to a wider audience.

From Oxford he went to Stanford University in California for two years as a Postdoctoral Fellow on the Stanford Linear Accelerator Center. In 1973 he went to the Daresbury Laboratory in Cheshire and then to CERN in Switzerland from 1973–5. He joined the Rutherford Appleton Laboratory in Oxfordshire in 1975 as a research physicist and was latterly Head of Theoretical Physics Division from 1991. He headed the communication and public education activities at CERN from 1997 to 2000. From 2001, he was Professor of Theoretical Physics at Oxford. He was a Visiting Professor at the University of Birmingham from 1996–2002.

Close lists his recreations as writing, singing, travel, squash and Real tennis, and he is a member of Harwell Squash Club.

Reviews

[BookHunter M ُH َM َD · Rating 3 out of 5]

يا للهول .. بصوت يوسف وهبى. ما الدنيا الا كواركات كتير و نيوتيرنوات كتير و مادة مضادة قليل .. بصوت اللمبى لما كان بيكلم صورة أبوه :)

فعلا كتاب صعب فى كون صعب و معقد و بسيط .. اه و الله. ممكن اكون هيست و مخى اتلحس من الكتاب او يكون مخى كده اصلا من الأول بس فعلا خرجت بكمية معلومات مشوقة لمعرفة المزيد و فهم الأجزاء اللى مريت عليها مرور الكرام لصعوبة استيعابها.

مرشح بشدة للقراءة لمن لديه خلفية عن مبادى الفيزياء و الكيمياء و ميكانيكا الكم و شوية بيولوجى على علوم لغوية و اجتماع و سياسة و اقتصاد و رصيد من الرغبة فى المعرفة و الصبر على تقلبات المزاج.
يفضل من لديه سيارة و من سكان القاهرة الجديدة. العنوان فى المفضلة. ☺ . تمت بحمد الله

[ريهام يوسف · Rating 5 out of 5]

الكتاب مدهش بالمعنى الحرفي *____*
سحر ! سحر ! مش خيال بس ! وحقيقة .

تخيل كده ان انت اصلا لسا مندهش من الذرة ومن ان الذرة نفسها متكونة من الكترونات والنواة ، وان النواة متكونة من بروتونات ونيوترونات ..
Guess what ... ?! :D

البروتونات والنيترونات متكونين اصلا من حاجة اسمها كواركات , كل بروتون او نيوترون متكون من 3 كوارك ،
الكواركات دي ليها انواع كتير وشحنات وكتلة مختلفة و طاقة مختلفة ..
الكوارك اكبر من الالكترونات :'D , اه والله العظيم
الكوارك قد كتلة الالكترون ب 10 اضعاف
الكواركات دي الي واضح حجمها قد ايه ، بدء العلماء يستخدموا معلومات عنها تساعدهم ف ازاي المادة هى المنتشرة مش المادة المضادة.


انواع الكواركات : علوي ، سفلي ، ساحر ، غريب ، قاعي ، قمي


المادة السوداء والطاقة السوداء ، الي منعرفش عنهم اي حاجة ، والكون الي نعرفه


ده جزء صغير جدا جدا م الحاجات الي بيتكلم عنها الكتاب .
بس الكتاب متكلمش عن نظرية الاوتار الفائقة ولا جاب سيرتها ، من باب العلم بالشيئ يعني ♔

[Bushra · Rating 5 out of 5]

كتاب ممتاز قرأته لأني توقفت عند بعض الجزئيات في كتاب متعلق بنظرية الكم وأعطاني بالضبط ما ينقصني وأكثر لهذا قيمته بخمس نجوم لفائدته بالنسبة لي.. على سبيل المثال مليون مرة أسمع بـ "معجل الجسيمات" والآن فهمتها.. وكل من كان يحفظ أساسيات الكيمياء بدون فهم كيف جاءت هذه الأساسيات سيفيده الكتاب..
شرح مفصل ومنظم لكن يحتاج لتركيز شديد..

[Aaron · Rating 4 out of 5]

There is some special sense of futility tied to the task of presenting physics without math. It's like parents trying to explain their impending divorce to their eight-year-old daughter. Bereft of any sort of background knowledge that would allow her to actually understand that reasons for what is happening, the parents must rely upon absolute pronouncements and the deployment of similes even more tortured than this one. But much like that child, I am lacking in background experience. I never learned the mathematics that would allow me to really understand what Close is getting at, so this is the book for me. I'm a scientist with an embarrassing lacking of physics and I fear that one day I'll be corned by on actual scientist who corners me at some science house party, discovers my intellectual short-comings and drums me out of the community of scientists forever. Reading this introduction was a desperate ploy that I'll at least be able to bullshit my way through a brief conversation on particle physics without sounding overconfused.

What I actually got out of this book was about as much as I could hope for: I refreshed my understanding of the families of quarks and have a substantially improved understanding of the Large Hadron Collider. On the down side, the section on Exotic Matter (and antimatter) scaled a bit to rapidly, often leaving me somewhat confused after multiple readings, but overall I found this book more useful than trying to understand the field by reading a collection of wiki articles, which has become my ad hoc metric for judging these Very Short Introduction books.

[Mohamed · Rating 4 out of 5]

يا للهول
الكتاب رائع وملخص جيد لتكوين معلومات عامة حول فيزياء الجسيمات

اللي فات ده ريفيو الكتاب انما الكلام اللي جاي ده متعلق بانطباعي واحساسي لحظات ما بعد قراءة الكتاب
بالصلاة علي النبي كده انا هاخذ اول كورس فيزياء جسيمات كمان شهرين وواضح اننا هنشوف ايام سوداء :D

[James Hartley · Rating 3 out of 5]

Good, but not as good as his other VSI book, Nothing, but a great read nevertheless. You´d be amazed how empty things are on the atomic and subatomic levels - far emptier than space, relatively speaking. This book is filled with plenty of great nuggety details like this - Close explaining the size of an atom: "...look at the dot at the end of this sentence. Its ink contains some 100 billion atoms of carbon. To see one of these with the naked eye, you would need to magnify the dot to 100m across".

And the atomic nucleus? Well to see that - "you´d need the dot to be enlarged to 10, 000km: as big as the earth from pole to pole."

And that´s only for starters...

[Osman Ali · Rating 3 out of 5]

أعوذ بالله من الشيطان الرجيم "سَنُرِيهِمْ آيَاتِنَا فِي الْآفَاقِ وَفِي أَنْفُسِهِمْ حَتَّىٰ يَتَبَيَّنَ لَهُمْ أَنَّهُ الْحَقُّۗ أَوَلَمْ يَكْفِ بِرَبِّكَ أَنَّهُ عَلَىٰ كُلِّ شَيْءٍ شَهِيدٌ (53)" فصّلت
من المستغرب أن ابدأ ريفيو كتاب في الفيزياء - مؤلفه غير مؤمن - بآية من كتاب مقدس "القرآن الكريم" ولكن هذا الكتاب من وجهة نظري دليل على صدق هذه الآية وفي هذا الريفيو سأستشهد بعدد من الآيات الآخرى فإذا كانت عندك مشكلة مع ذلك أو كنت من أصحاب نظرية فصل العلم عن الايمان فلا تكمل قراءة
يبدأ الكتاب برحهلة إلى مركز الكون "المادة" وإذا ذكر الكون فيجب أن نذكر نشأته بالانفجار العظيم البيج بانج وهنا يحضرني قوله تعالى "أَوَلَمْ يَرَ الَّذِينَ كَفَرُوا أَنَّ السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضَ كَانَتَا رَتْقًا فَفَتَقْنَاهُمَاۖ وَجَعَلْنَا مِنَ الْمَاءِ كُلَّ شَيْءٍ حَيٍّۖ أَفَلَا يُؤْمِنُونَ(30)" الأنبياء وسبحان الله الذي يقول اولم ير الذين كفروا ومن وضع النظرية ومن اثبتوها بالابحاث والتجارب ليسوا من أهل الايمان
وكما يعترف الكاتب أن المادة لم تبدأ في الظهور الا بعد الانفجار أما ما قبل الانفجار فلا احد يعلم عنه شيء
ثم يشرع في الحديث عن الذرة وما هو بداخلها حقا انه عالم آخر عالم يقاس باجزاء من مليارات وتريليونات ومضاعفتهم من المليمتر وحركتهم في نفس الاجزاء من الثواني
الالكترون السالب لابد ان تتعادل شحنته مع البروتون الموجب المتحد مع نيترون متعادل الشحنة وكلاهما يتكون من كواركات علوية وسفلية متحدة
كيف لهذه الدقة والمقادير الضئيلة التي لا يكاد يتخيلها عقل أن تكون نتاج صدفة كما يدعي المؤلف وغيره
يستمر حديث المؤلف عن الصدفة في حرارة الشمس واستهلكها لوقودها الداخلي والذي لو اختلف قليلا بالزيادة او بالنقص لما ظهرت الحياة العاقلة كما يقول فأي صدفة في هذا واي طبيعة تحركها.
يقول تعالى"إِنَّا كُلَّ شَيْءٍ خَلَقْنَاهُ بِقَدَرٍ" (49) القمر
ويقول أيضا "الَّذِي لَهُ مُلْكُ السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضِ وَلَمْ يَتَّخِذْ وَلَدًا وَلَمْ يَكُنْ لَهُ شَرِيكٌ فِي الْمُلْكِ وَخَلَقَ كُلَّ شَيْءٍ فَقَدَّرَهُ تَقْدِيرًا" (2) الفرقان.
هذه المقادير التي لا تقبل الخلل تحدد عنها المؤلف كثيرا وكثيرا وانها لو اختلفت باقل القليل لاختلفت الحياة او لم تكن اصلا
ويقول ربنا تعالى "وَقُلِ الْحَمْدُ لِلَّهِ سَيُرِيكُمْ آيَاتِهِ فَتَعْرِفُونَهَاۚ وَمَا رَبُّكَ بِغَافِلٍ عَمَّا تَعْمَلُونَ" (93) النّمل وفي رأيي تلك آيات الله في كتابه المنظور "الكون" فكيف لنا ان ننكرها ونقول صدفة وطبيعة انشأت!!!؟؟؟
بعد هذه المقدمة والتي كانت في وجه استفادتي الايمانية من هذا الكتاب الرائع
استفادتي العلمية منه في تعرفي على مكونات الذرة وجسيماتها وكتلتها وطاقاتها ومسميتها واختلافاتها وكيف تعمل معجلات الجسيمات "مسارعات الجسيمات" وطبيعة القوى الاربع التي تحكم الكون (الجاذبية, الكهرومغناطيسية, النووية القوية, النووية الضعيفة) وأن الجاذبية ليست أقواهم كما كان يخيل إليَّ.
الكتاب استفز عقلي بقوة ولذلك كنت اقرأه بتأني قدر الامكان واعتقد انني سأعيد قراءته مرة اخرى في المستقبل ان شاء الله
وتقييمي بثلاثة نجوم فقط بدلا لأنني ارى انه ناقص لبعض المعدلات والمقادير والامثلة التي كانت لازمة للتوضيح.
وأختم بقوله تعالى
وَمَا قَدَرُوا اللَّهَ حَقَّ قَدْرِهِ وَالْأَرْضُ جَمِيعًا قَبْضَتُهُ يَوْمَ الْقِيَامَةِ وَالسَّمَاوَاتُ مَطْوِيَّاتٌ بِيَمِينِهِۚ سُبْحَانَهُ وَتَعَالَىٰ عَمَّا يُشْرِكُونَ(67) الزمر

[Hussain Ali · Rating 4 out of 5]

هذا الكتاب عبارة عن مقدمة مختصرة وصلبة جدًا، يمكن للمهتم في قراءة فيزياء الكون ومراحل نشأته وعملية تطوره المستمر؛ يمكنه أن يقرأ هذه الكتيب الجميل، كل شيء بسلاسة وبساطة إلى الفصل السابع، بعد ذلك سيصعب على من لا يمتلك خبرة ��ي مفاهيم الفيزياء الحديثة وميكانيكا الكم أن يهضم المفاهيم العلمية الدقيقة، وفائدة هذا الكتاب الحقيقية هي كما قلت في البداية "فهم الصغير جدًا لهضم الكبير جدًا" فيزياء الجسيمات هي المفتاح الرئيسي لفهم أسرار الكون، أو أحد المفاتيح الرئيسية -تجنبًا للمبالغة-
وما يميز الكتاب الصغير في حجمه الكبير في محتواه أنه بعيد عن الأيديولوجيات وبعيد كل بعد عن القضايا الفلسفية والأسئلة الوجودية الكبرى، مادة علمية خالصة نقية من شوائب لي أعناق النصوص والمفاهيم العلمية.

[Muhamed Sewidan · Rating 4 out of 5]

جميل وكان هيبقا اجمل لو كان فيه رسومات تبسيطية مجمعة كالانفوجراف
ومش اى حد هيعرف يفهم الكتاب دا, لازم يكون له خلفية فى الفيزياء كويسة

[ياسر · Rating 3 out of 5]

«نحن أيضًا نشارك في النشاط الإشعاعي، ونطلق نحو 400 نيوترينو كل ثانية»

عالم الجسيمات الصغيرة عالم غريب، تحكمه قوانين غريبة، الغريب فيه مألوف، والمألوف فيه غريب. الكثير من الجسيمات ذات الخصائص المختلفة والأفعال المريبة الشبحية.
وفي ذلك العالم الغريب، يغوص فرانك كلوس في كتاب "فيزياءالجسيمات" من سلسلة مقدمات قصيرة جدًا.
يأخذنا الكاتب من بداية الكون والظروف التي أوجدت الذرات الأولى والجسيمات التي كونتها.. تلك الفترة الحرجة المثيرة من عمر الكون حيث شكلت الثواني الأولى مستقبل الكون كما نراه.
فيحكي لنا الرجل عن مدى خواء الذرة وعن مكوناتها وتاريخ الاكتشافات التي تعلقت بها، والنماذج التي وُضعت لتفسير سلوكها ومعرفة تكوينها. ويحكي لنا عن المُعجلات، تلك المصادمات الضخمة التي كلفت العالم المليارات والمليارات كي يستطيع محاكاة ظروف نشأة الكون الأولى، وطرق عملها، وكيف يمكن الكشف عن الجسيمات فيها.
ويستمر بقصته الجميلة ليسرد لنا القوى الطبيعية الأربعة (الجاذبية، والكهرومغناطيسية، والنووية الضعيفة والقوية) والجسيمات الحاملة لها.
ويخص صديقنا الكاتب جزءًا كبيرًا من كتابه للحديث عن الجسيم الشبح: النيوترينو، واحد من أغرب الجسيمات تحت الذرية التي يأتي لنا جزءًا كبيرًا منها من الشمس. هو جسيم غريب، عديم التفاعل مع المادة تقريبا، لدرجة أنه لو سار من خلال طول من الرصاص يساوي سنة ضوئية لن يتفاعل معه.
من الأجزاء الجميلة في الكتاب حديثه عن الصدف السعيدة في الكون. كيف مثلا كانت كتلة الإلكترون مضبوطة تمامًا حتى تناسب التفاعلات التي تجري داخل الشمس بحيث تكون الأشعة فوق البنفسجية بنسبة غير مضرة للبشر..
وينهي الكتاب بأسئلة القرن الجديد التي نود أن نجيب عنها منها مثلا طبيعة المادة والمادة المضادة.. وكيف سنكشف عنها..
الكتاب كما أغلب كتب سلسلة "مقدمات قصيرة جدا" مكتوب بشكل مبسط ومركز ولم يتعرض لتفاصيل علمية كثيرة، وهو مناسب لمن ليس لديه خلفية كبيرة عن الموضوع.

[Bojan Tunguz · Rating 5 out of 5]

One of the most intriguing and fascinating scientific stories of the 20th century has been the incredible advance in our understanding of matter in its most fundamental form. In a nutshell, the 20th century has seen the vindication of the atomic hypothesis: all of the nature, the matter and even the interactions of matter, can be reduced to a finite number of indivisible particles. It turns out that atoms, the original candidates for irreducible particles as their name suggests, are in fact composed of a myriad other particles which to the best of our knowledge and understanding are truly fundamental. Furthermore, we have discovered many other particles that cannot be found in an atom, and many of those turned out to be composites of other fundamental particles. Considering how many different kinds of these extra-atomic particles were discovered, it is quite remarkable that we were able to reduce this "zoo" to just a few basic ones. This book presents an interesting and accessible account of how we managed to get to this point. The book presents both the experimental and theoretical developments in Particle Physics that has led us to the point where we are at. The book is intelligible to anyone who has any interest in the subject, and it doesn't require any special mathematical knowledge. And yet, like most books in this series, it does not condescend to the reader but tries to educate him and bring him up to the latest in our understanding of this fascinating field. All of that makes this book an enjoyable and worthwhile read.

[Sarah · Rating 3 out of 5]

The book was informative and gave me better insight into particle physics, but I had two problems with it. The author constantly spoke of the electron circling the nucleus, which is simply not what happens! And the book is 15 years old... which in particle physics is a lot. It is cerntainly not the book's fault that I am reading it so long after it's release, but it did influence my enjoyment, so I have to mention it.

[Dunya]

Knowing that much about atom and each part of it, it's like a journey to another world we never know about!. Physics is the real magic that's what I believe in.

[Adam · Rating 2 out of 5]

I don't really understand why people think this is a good book. It's alright. There is a section on how particles are probed that is horrifically boring and there are almost no details you would ever want to force your brain to suffer storing. Often the text just reads like a list rather than focusing on underlying principles. Other than that it's an alright primer for those who know nothing about the subject, although it lacks any charm. Strange.

Save yourself the effort and just independently discover the last century and a half of physics - it'll be quicker and less painful.

[Komail · Rating 4 out of 5]

آجرهای ساختمان عالم چیستند؟ از چه ساخته شده ایم؟

دنیای ذرات زیر اتمی ، ذرات سازنده عالم، یکی از جذاب ترین و پر ابهام ترین حوزه های دانش بشری است.آنجا که علاوه بر جستجوی سنگ بناهای آفرینش ماده و هستی میتوان به درک لحظات نخستین آفرینش نیز نزدیک شد...

سری کتابهای
a very short introduction
که تعدادی از آنها به همت انتشارات فرهنگ معاصر تحت عنوان " دانش معاصر" ترجمه و چاپ شده اند را از دست ندهید.

[Gordon · Rating 2 out of 5]

Sure, it covered a lot of complex material in a short space, but the writing was pretty terrible, and the approach seemed weak - spending too much time in the middle discussing the technologies of various equipment - accelerators, colliders etc. Then no doubt the large number of matter and anti-matter particles gets pretty overwhelming to cover in a sensible, and short, way.

[إيمان · Rating 5 out of 5]

أنشودة في مديح الفيزياء ... كتاب ممتع جدا و مفيد ... مقدمة مختصرة لفيزياء الجزيئات تشكل مدخلا محترما جدا و مكثفا لواحد من أعقد فروع الفيزياء
المعاصرة...

... صورتي حرفيا أثناء القراءة


تمت
02/08/2022

[N · Rating 4 out of 5]

My old school textbook was woefully irrelevant, incomplete, and unhelpful when it came to giving me a quick overview of the building blocks of fundamental physics. This was close to perfect though. I skipped the chapter on experimental engineering but otherwise every paragraph wrinkled my brain. Spent more time on this VSI than I normally would, and for that I am grateful. This was supposed to be a quick 1hr break in order to understand my other book on Schopenhauer using a physics lens, but now I have no idea what that other book was even saying. 2/3 steps forward, -1/3 steps back.

Notes
Why do all physicists/cosmologists working on scales that are too small or too large focus exclusively on analogies of size. Imagine the earth is this M&M I’m going to eat now, imagine the solar system is one serving size of M&Ms, like this bag, and the universe is 10^40 times that, ie the number of M&Ms I’m actually going to eat. What we need are geometric intuitions, that’s what our human-scale brain is unable to find a proper analog for. Not how large an atom is compared to the drops of water in all the oceans, that’s just as impossible, instead the arrangement of un-imaginably scaled objects visavis each other, corresponding to a geometric map of an arrangement we can indeed imagine. That’s why the Bohr model is so easy to fathom and use as a base to manipulate individual objects in the mind-map further.

Strong adhesive force between p-p or n-n balances the repulsive force of nuclear protons.

Up, down (nucleus), neutrino, electron are all that survived stably after big bang. Charm strange top bottom, and heavier electrons muon tau, vanished.

Angstrom -10 is 1 simple atom, Fermi -15 is 1 nucleus, hence used.

Sun is plasma: sea of electrons and nucleii independently, separated by the heat.

Visible light is strongest radiatio sent out by sun, that's why we've evolved to see this particular portion of the spectrum. Some really hot stars can emit gamma.

Visible light wavelength longer than size of atom, so cannot be scattered by it. X-rays larger than atom but scattered by crystals.

Multiple stones in water, troughs/peaks used to deduce where stones were dropped. Same with crystallography.

High energy particle translates to really low wavelength that can therefore see inside an atom.

Alpha radiation allowed us to see nucleus but not within. Beta radiation too weak. We need to ionise an electron and then accelerate it.

High energy electrons can thus pierce nucleus and be diverted by proton neutron within, revealing their existence

Quark is 10x mass electron. So how is 3 quark of proton = 2000x e.m? Quarks grip each other tightly, have never been separated from proton. Confined to 10^-15m, energy of 1GeV (938mev) of proton corresponds to mass 2000x.

Down slightly heavier than up. So ddu neutron little heavier, unstable than uud proton. Becomes proton through beta decay of electron, neutrino

Proton/neutron are baryons, barus heavy, barometer, baritone

Quark + antiquark couple is a meson. Annihilate quickly but like pi meson, provides attractive strong force.

Colliders more efficient than accelerators, no energy wasted on imparting motion, head on collision maximises interaction

Only 3 neutrinos because otherwise more paths for Z boson to decay and thus decay faster, which is not observed

For every charge there are 3 fundamental particles. 2/3 u,c,t quarks. -1/3 d,s,b quark. -1 e, muon, tau. 0 neutrino e,m,t. Why 3 generations (most unstable to most stable)

Microwave background radiation is 3d above absolute zero. That's it. Hear energy from annihilation of antimatter from big bang, leaving matter

Made k mesons. One in million times, observed matter and antimatter decays didn't balance. The cost and margins of new knowledge.

What really is my mass? Sum of individual atoms? 3 Quarks (30x electron mass) grip each other so tightly within confined space it becomes 2000x e.m, so it isn’t purely additive. Mass seems an unnecessary quantity here only there to massage our intuitions.

Sun-fusion all 4 forces needed: gravity pulls in Hydrogen protons until they’re colliding. Weak force transmutes proton to neutron. Strong force clumps protons+neutrons to form Helium nuclei. EM force radiates energy released.

What exactly is the charge?

Neutrino hitting water can create electron/muon that can move FTL through water, shockwave generated called Cerenkov radiation.

Force carriers: EM through photons. Strong force through Gluons (glue the protons together), and Weak through W/Z Bosons.

Neutron (ddu) transforms to Proton (udu). d->u through W-boson that decays within 10e-25s to e and neutrino. W-boson is 80times heavier than d, this ‘deficit borrowing’ is possible due to the tiny time period, limiting distance at which this force can act, hence Weak. In contrast, the Gluon and Photon are massless so perceived much stronger.

Photons can’t react with each other, they don’t themselves carry any charge, so EM dies away by inverse square distance. But Gluons do carry *color, so they cluster, strong force grows with distance such that at 10e-15, it is infinite. So impossible to pull apart the quarks of baryons/mesons.

At extreme energies, Strong, Weak and EM all become identical.

Top Quark is 180 GeV, as big as a Gold Atom, packed into just 10e-18m. So very unstable and decays before can form baryons/mesons.

P+P in plasma of sun, EM repulsion takes total energy above deuteron, so one P->N + e+ + n = 1H2. 2 of these become 2He3. 2 of these become 2He4.

Had Neutron been lighter than Proton (more stable), then we don’t get atoms and electrochemistry. Luckily, the +1 charged particle is lighter. Can it be heavier though? What gives it its charge?

Photons take 1000s of years to make it to the surface of sun because of charged plasma, but neutrinos come straight out. So studying different neutrinos gives us idea of different processes.

Big bang creates quarks and electrons. Quark form protons and neutrons which transmute into each other. Though N is heavier, with high temperature, P+e contains enough energy to become N+n. As universe cools, only N->P occurs. We get P, Deuterium universe.

After 300k years, temp is 10,000D so finally e captured by P to become neutral atoms. EM radiation is released. Transparency.

Why quarks/leptons have ½ spin? Why Bosons have unit integer spin?

Do neutrinos have non-zero mass that makes them cluster and account for dark matter?

The Higgs field interacts with particles to give them mass. Photon doesn’t interact so massless. Just like EM Radiation is bundled into quantum packets called photons, Higgs field bundled into Higgs Bosons. That is where the journey now takes me.

[cindy · Rating 2 out of 5]

Interesting topic but dry execution.

[Mohammed Othman · Rating 3 out of 5]

على الرغم من محاولة الكاتب الحثيثة لتبسيط الموضوع إلا انني لم أستطيع المتابعة بأريحية ضمن رحلة هذا الكتاب مابين الالكترونات والبروتونات والكواركات والنتيريونات و غيرها إلا ان الجهد المبذول يدعوك مرة تلو مرة لإعادة الغوص ضمن هذه الصفحات.. أعتقد ان لي عودة أخرى معه،مما استمتعت به الفصل الثاني الذي يتحدث عن كبر ماهو كبير وصغر ماهو صغير فصل ممتع ومدهش ويفتح للعقل افاقاً كبيرة..

[Gendou · Rating 5 out of 5]

A very good overview. Not too watered down, as many popular physics books sadly tend to be.

[Emily Jennings · Rating 5 out of 5]

Really was a great introduction to particle physics. Easy read for anyone with a general physics background and honestly a fun read, too!

[Hassnain Alqaysi · Rating 4 out of 5]

عالم كمومي جميل غريب مدهش و غير معقول

[Alexandra Freire · Rating 5 out of 5]

¿Qué mas puedo decir? Amé este libro. Era todo y más de lo que esperaba.
Cuando me adentré en este mundo de la física, al principio la teoría de la relatividad fue la que más me llamó la atención, pero después poco a poco supe que en realidad lo que más me fascinaba era la física de partículas, esta subrama de la física cuántica.
Con este libro me doy por satisfecha con ella, responde a todas mis preguntas, y un poco más. Y profundiza lo suficiente como para entender de manera sencilla lo que el autor nos quiere transmitir. Y ni se diga de las imágenes. Todas absolutamente necesarias.
Y el glosario final? un plus
5/5

[Mohammad Al Refaei · Rating 4 out of 5]

"وبمقدور النيوترينو
أن يخترق مسافةً قدرها سنة ضوئية من مادة الرصاص دون أن يرتطم بشيء."

إلى عالم الكم المدهش، حيث ما نألفه من بديهياتٍ في حياتنا اليومية قد لا يكون صحيحاً البتة، حيث يمكن للأمور التي اعتاد الناس أن يصفوها بالمستحيل أن تتحقق، إلى هذا الكون المتناهي في الصغر، حيث لبنة المادة، حيث حروف وقواعد اللغة التي بني بها الكون، إلى هذا العالم يأخذنا فرانك كلوس في رحلة تأسر النفوس وتقطع ألانفاس، نتعرف فيها على خفايا عالم الكم ومكوناته (على الكواركات والبوزونات وغيرها) . نتعرف معه على "قلب المادة" وعلى قوى الطبيعة الأربعة؛ ولا يحدثنا عن المادة فقط، بل عن المادة المضادة أيضاً وعن المادة المظلمة.

في هذا الكتاب الجميل، يشرح لنا فرانك كل هذه المفاهيم التي تبدو للغالبية العظمى من الناس منطقة ضبابية مجهولة، ويسلط الضوء على مفاهيم غير مألفة بأسلوب مشوق، فهل كان القارئ العادي يعرف أن معدل تحلل بيتا الذي يتحول فيه النيترون إلى بروتون وتحلل بيتا العكسي موجود بشكل يسمح للحياة بالوجود؟ فلو كان أسرع لنفثت الشمس طاقتها بقوة ولخسرتها سريعاً فلا تكسب الحياة الوقت الكافي لكي تتطور، ولو كان أبطئ لطال عمر الشمس لكن الطاقة التي ستوفرها حينها ستكون دون المطلوب لازدهار الحياة!

وماذا عن مصادم الهادرونات الكبير وغيره من الإنجازات العلمية الباهرة؟ يحدثنا عنها الكاتب أيضاً في هذا الكتاب.

في الفصل الأخير، يطرح الكاتب بعض الأسئلة المشوقة التي مازال العلماء يحاولون الإجابة عليها (وقد تمنيت أن يستفيض في هذا الفصل حيث أنه كان مقتضباً إلى حدٍّ ما)

باختصار، الكتاب مكتوب بلغة سهلة ومشوقة ولم أجد صعوبةً سوى في فهم الفصل السادس الذي يتحدث عن الآلات والتقنيات التي نستعملها لفهم هذا المجال من الكون.
كتاب يُنصح به لغير المختصيين الذين يريدون التعرف على هذا العالم المدهش (العالم الكمومي) فعالم الكم جميل، ويجب أن نتعرف عليه ولو قليلاً.

[Jose Brox · Rating 3 out of 5]

Tiene sus virtudes y sus defectos. Por un lado, es bastante ameno (considerando el tema a tratar) y las explicaciones son claras. Por tanto, el libro funciona localmente; sin embargo, no lo hace globalmente: la organización es caótica debido a que la información no está bien repartida. En vez de aparecer de manera sistemática y estructurada, las partículas y sus respectivas clasificaciones (hadrones y leptones, fermiones y bosones, bariones y mesones) aparecen aquí y allá, en pinceladas, inmersas en explicaciones sobre fenómenos concretos, haciendo que sea mucho más difícil formarse la imagen completa.

El capítulo mejor desarrollado es, curiosamente, el dedicado a aceleradores y detectores (me ha gustado mucho la cámara de burbujas). Sin embargo aparece demasiado pronto e interrumpe el hilo conductor, casi a modo de intermezzo. Por otro lado, el apartado sobre las fuerzas fundamentales ha sido una decepción: no entra a explicar de qué manera consiguen los bosones producir las interacciones entre fermiones (como yo imaginaba que haría), sino que se dedica fundamentalmente a la unificación de fuerzas.

Por último, a veces cae en el patrón de la mala divulgación científica, por un lado exagerando (ya hemos detectado quarks, luego resulta que no, que es la verdad) y por otro maravillándose hasta lo indecible con tonterías (¿a qué viene darle tanta importancia al principio antrópico?).

(Segunda lectura: He pensado del libro exactamente lo mismo que la primera vez)

[Thaer · Rating 4 out of 5]

كتاب ممتاز جدا, مشكلته الوحيدة انه معقد قليلا في بعض فصوله.
بعد ان قرات كتاب فيزياء المستحيل اثارت اهتمامي مسالة فيزياء الجسيمات ولذلك سارعت لقراءة هذا الكتاب عندما وقعت عليه مباشرة.
وقد يبدو حجم الكتاب صغيرا لكن الحقيقة انه يحتاج لوقت طويل واحتمال ان لا تستطيع فهم كل شئ فيه بدقة.
يتحدث الكتاب عن الجسيمات تحت ذرية أي التي حجمها اصغر من حجم ذرة, وللمفاجاة فهناك عدد هائل من هذه الجسيمات, هناك أنواع لم أسمع بها في حياتي.
لكن بشكل اساسي هناك 3 جسيمات رئيسية في الكون وهي الالكرتونات والكواركات والنيوترينوات
ميزة هذا الكتاب انه شرح نظرية الانفجار العظيم وتكون المادة ومن ثم تكوننا نحن انفسنا. كما اعطاني فكرة جيدة عن مسرعات ومصادمات الجسيمات في العالم وعن الطريقة والاهداف التي يعمل عليها الباحثون في هذه المسرعات.
شرح الكتاب ايضا عن القوى الاربع الاساسية في الطبيعة وهي الجاذبية والكرهطيسية والنووية القوية والنووية الضعيفة.
وكثير جدا جدا من الابحاث المتعلقة بالجسيمات تحت الذرية.
مأخذي الوحيد ان بعض المفاهيم كانت صعبة للغاية لتشرح بهذا الحجم الصغير .
مع ذلك انصح بقرائته لاخذ فكرة عن فيزياء الجسيمات.

[Alvaro Zinos-Amaro · Rating 4 out of 5]

Frank Close packs in a lot of information in this “very short” introduction (notice there’s no promise about difficulty!). That is at once this book’s biggest strength and its potential challenge. The reader who picks it up expecting a breezy, bird’s-eye-view of particle physics is in for a surprise. But if you stick with it, your efforts will be amply rewarded. In ten concise, albeit dense, chapters, Close covers everything from the basic scale of fundamental particles and forces and the three families of matter to quantum chromodynamics, the origins of mass, and even more esoteric subjects like dark matter. For the rest of this review, please see http://www.popularscience.co.uk/?p=3872.

[So Hakim · Rating 4 out of 5]

As the title says, a *very* short introduction to particle physics. Not that it's bad: with 129 pages the author did good job to explain basic quirks of particle physics, including all the exotic names. The only drawback is in chapter 5-6.

Right after explaining quarks & neutrino, the author suddenly jumps to how accelerators and detectors work -- the experimental detail -- and after that jump back again to the theoretical side about four fundamental forces. I feel the narrative was hurt by this, but that may be just me.

Otherwise an excellent book.

[Portia Costa · Rating 4 out of 5]

I must admit that this was a hard struggle for me to read. Not that there's anything wrong with the book. The author has a great style and explains difficult concepts extremely well. It's just a little too advanced for me. It did fill me with a great sense of wonder and awe though, at the way the universe is built and the magical world of the infinitesimally tiny. Despite my scientific shortcomings, I was able to grasp some new to me knowledge.