Alapvető részecske

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. június 2-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 4 szerkesztést igényelnek .

A fundamentális részecske  egy szerkezet nélküli elemi részecske [1] , amelyet eddig nem írtak le kompozitként [2] . A jelenleg eleminek tekintett részecskék közé tartoznak az alapvető fermionok ( kvarkok , leptonok , antikvarkok és antileptonok ), amelyek tipikusan „anyagrészecskék” és „ antianyagrészecskék ”, valamint az alapvető bozonok ( mérőbozonok és a Higgs-bozon ), amelyek pl. szabály, azok az "erő részecskék", amelyek közvetítik a fermionok közötti kölcsönhatásokat [3] [2] . A két vagy több elemi részecskét tartalmazó részecske összetett részecske .

A közönséges anyag atomokból áll, amelyeket valaha elemi részecskéknek tartottak – görögül az „ atom ” jelentése „oszthatatlan, vágatlan”, bár az atom létezése körülbelül 1910-ig vitatott volt, mivel néhány vezető fizikus matematikai illúziónak tekintette a molekulákat. az anyag pedig végső soron energiából állt [2] [4] . Az atom szubatomi összetevőit az 1930-as évek elején határozták meg; elektronok és protonok , valamint egy foton , az elektromágneses sugárzás részecskéje [2] . Abban az időben a kvantummechanika közelmúltbeli megjelenése gyökeresen megváltoztatta a részecskék fogalmát, mivel egyetlen részecske látszólag hullámként söpörheti végig a mezőt . Ezt a paradoxont ​​még nem sikerült kielégítően megmagyarázni [5] [6] .

A kvantumelmélet segítségével megállapították, hogy a protonok és neutronok elemi részecskéknek tekintett kvarkokat ( fel és le ) tartalmaznak [2] . Egy molekulán belül egy elektronnak három szabadsági foka van ( töltés , spin , pálya ), amely a hullámfüggvény segítségével három kvázi részecskére ( holon , spinon , orbiton ) választható szét [7] . Azonban egy szabad elektron, amely nem kering az atommag körül , és nincs keringési mozgása, úgy tűnik, hogy oszthatatlan, és elemi részecske marad [7] .

1980 körül az elemi részecske valóban elemi státuszát – az anyag végső alkotóelemét – nagyrészt feladták egy gyakorlatiasabb szemlélet érdekében [2] , amely a részecskefizika standard modelljében , a tudomány kísérletileg legsikeresebb elméleteként ismert. [6] [8] . Számos, a standard modellen kívüli fejlesztés és elmélet , köztük a népszerű szuperszimmetria , megduplázza az elemi részecskék számát, feltételezve, hogy minden ismert részecske egy sokkal masszívabb "árnyék" partnerhez kapcsolódik [9] [10] , bár az összes ilyen szuperpartner feltáratlan marad. [8] [11] . Mindeközben a gravitációt közvetítő elemi bozon ( graviton ) hipotetikus marad [2] . Ezen túlmenően, ahogy a hipotézisek mutatják, a téridő valószínűleg kvantált, ezért nagy valószínűséggel a térnek és magának az időnek is vannak "atomjai" [12] .

Fundamentális bozonok

Alapvető bozonok:

Név Töltés ( e ) Spin Tömeg ( GeV ) Hordozható interakció
Foton 0 egy 0 Elektromágneses kölcsönhatás
W ± ±1 egy 80.4 Gyenge interakció
Z0 _ 0 egy 91.2 Gyenge interakció
Gluon 0 egy 0 Erős interakció
Higgs-bozon 0 0 ≈125,09±0,24 [13] inerciális tömeg

Fundamentális fermionok

Alapvető fermionok :

Generáció Kvarkok töltéssel (+2/3) e Kvarkok töltéssel (−1/3) e
A kvark/antikvark neve/íze Kvark/antikvark szimbólum Tömeg ( MeV ) A kvark/antikvark neve/íze Kvark/antikvark szimbólum Tömeg ( MeV )
egy u-quark (up-quark) / anti-u-quark 1,5-től 3-ig d-quark (down-quark) / anti-d-quark 4,79±0,07
2 c-quark (charm-quark) / anti-c-quark 1250±90 s-quark (furcsa kvark) / anti-s-quark 95±25
3 t-quark (top-quark) / anti-t-quark 174 340 ± 790 [14] b-kvark (alsó-kvark) / anti-b-kvark 4200±70

Minden kvarknak van elektromos töltése is, amely többszöröse az elemi töltés 1/3-ának. Minden generációban egy kvark elektromos töltése +2/3 (ezek az u-, c- és t-kvarkok), egynek pedig -1/3 (d-, s- és b-kvarkok); Az antikvarkok ellentétes töltésűek. Az erős és elektromágneses kölcsönhatások mellett a kvarkok részt vesznek a gyenge kölcsönhatásban.

Generáció Töltött lepton / antirészecske Neutrinó / antineutrínó
Név Szimbólum Elektromos töltés ( e ) Tömeg ( MeV ) Név Szimbólum Elektromos töltés ( e ) Tömeg ( MeV )
egy Elektron / Pozitron −1 / +1 0,511 Elektron neutrínó / Elektron antineutrínó 0 < 0,0000022 [15]
2 Muon −1 / +1 105,66 Muon neutrínó / Muon antineutrínó 0 < 0,17 [15]
3 Tau lepton −1 / +1 1776,99 Tau neutrínó / tau antineutrínó 0 < 15,5 [15]

Történelem

A 17. századig 4 elemet tekintettek alapvető részecskének [16] .

A 20. század elejéig az atomokat alapvető részecskéknek tekintették [17] . Továbbá az atommagot és az elektront alapvető részecskéknek kezdték tekinteni [18] . Továbbá felfedezték, hogy az atommag protonokból és neutronokból áll , és ezeket kezdték alapvetőnek tekinteni, nem pedig az atommagot [19] . Aztán felfedezték, hogy a protonok és a neutronok kvarkokból állnak [20] .

Jegyzetek

  1. ↑ Mi az alapvető? Alapvető keresés Archív másolat 2003. január 5-én a Wayback Machine -nél A KEDR detektor hivatalos webhelye
  2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Sylvie Braibant; Giorgio Giacomelli; Maurizio Spurio. Részecskék és alapvető kölcsönhatások: Bevezetés a részecskefizikába  . — 2. - Springer , 2012. - P. 1-3. - ISBN 978-94-007-2463-1 . Archiválva : 2016. augusztus 26. a Wayback Machine -nál
  3. ↑ Mi az alapvető? Szabványos modell – ellenőrzési kérdések A 2022. április 5-i archivált példány a Wayback Machine KEDR detektor hivatalos webhelyén
  4. ↑ Ronald Newburgh; Joseph Peidle; Wolfgang Rueckner. Einstein, Perrin és az atomok valósága: 1905 újralátogatva  // American  Journal of Physics  : folyóirat. - 2006. - Vol. 74 , sz. 6 . - P. 478-481 . - doi : 10,1119/1,2188962 . - . Archiválva az eredetiből 2017. augusztus 3-án.
  5. ↑ Friedel Weinert. A tudós mint filozófus: A nagy tudományos  felfedezések filozófiai következményei . - Springer , 2004. - P. 43, 57-59. — ISBN 978-3-540-20580-7 . Archiválva : 2020. augusztus 1. a Wayback Machine -nél
  6. ↑ 1 2 Meinard Kuhlmann. A fizikusok azon vitatkoznak, hogy a világ részecskékből vagy mezőkből áll-e – vagy valami egészen másból  (angol)  // Scientific American  : magazin. - Springer Nature , 2013. - július 24. Az eredetiből archiválva : 2016. augusztus 31.
  7. ↑ 1 2 Zeeya Merali. Nem egészen elemi, kedves elektronom: Az alapvető részecske kvázirészecskékre "hasad", beleértve az új "pályát"  //  Nature :  Journal. - 2012. - április 18. - doi : 10.1038/természet.2012.10471 .
  8. ↑ 12 Ian O'Neill . Az LHC felfedezése ismét csorbítja a szuperszimmetriát . Discovery News (2013. július 24.). Letöltve: 2013. augusztus 28. Az eredetiből archiválva : 2016. március 13..
  9. ↑ Részecske adatcsoport . Megfejtetlen rejtélyek – szuperszimmetria . A részecske kaland . Berkeley Lab . Letöltve: 2013. augusztus 28. Az eredetiből archiválva : 2013. július 28..
  10. ↑ Nemzeti Kutatási Tanács A tér és az idő rejtett természetének feltárása: Az elemi részecskefizika kurzusának feltérképezése  (angol) . — National Academies Press, 2006. - P. 68. - ISBN 978-0-309-66039-6 . Archiválva : 2020. augusztus 1. a Wayback Machine -nél
  11. ↑ A CERN legfrissebb adatai még nem mutatják a szuperszimmetria jelét . Phys.Org (2013. július 25.). Letöltve: 2013. augusztus 28. Az eredetiből archiválva : 2013. augusztus 17..
  12. ↑ Smolin, Lee Tér és idő atomjai . Scientific American (2006). Archiválva az eredetiből 2016. február 4-én.
  13. ↑ A Higgs-bozon tömegének ATLAS és CMS közös kibocsátási mérése (hivatkozás nem érhető el) . Letöltve: 2015. május 8. Az eredetiből archiválva : 2015. április 2. 
  14. ↑ E. E. Boos, O. Brandt, D. Denisov, S. P. Denisov, P. Grannis. Top-kvark (a felfedezés 20. évfordulójára)  // Uspekhi Fizicheskikh Nauk . - Orosz Tudományos Akadémia , 2015. - T. 185 . - S. 1241-1269 . - doi : 10.3367/UFNr.0185.201512a.1241 . Az eredetiből archiválva: 2016. december 20.
  15. ↑ 1 2 3 Laboratóriumi mérések és a neutrínók tulajdonságainak korlátozásai  (eng.) . Letöltve: 2009. szeptember 25. Az eredetiből archiválva : 2012. február 21..
  16. ↑ Mi az alapvető? . Letöltve: 2014. november 25. Az eredetiből archiválva : 2003. január 5..
  17. ↑ Mi az alapvető? Az Atom archív másolata 2003. január 29-én a Wayback Machine -nél a KEDR detektor hivatalos honlapján
  18. ↑ Mi az alapvető? Az atom alapvető archiválva : 2022. április 5. a Wayback Machine -nél A KEDR detektor hivatalos webhelye
  19. ↑ Mi az alapvető? A mag alapvető? 2022. március 28-i archivált másolat a Wayback Machine -en a KEDR detektor hivatalos webhelyén
  20. ↑ Mi az alapvető? A protonok és a neutronok alapvető részecskék? 2022. március 31-én kelt archivált másolat a Wayback Machine KEDR detektor hivatalos webhelyén

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák