Hva er de forskjellige typer subatomære partikler?

July 12  by Eliza

Det er to hovedkategorier av subatomære partikler - fermioner og bosoner. Fermioner er partiklene vi tenker på som "ting" - leptoner som elektronet, nøytrinoet og fettere, og kvarker som opp kvark og andre i sin betydelig familie. Gauge bosoner er partiklene som formidler de fire fundamentale kreftene i naturen - de svake og sterke kjernekrefter, elektromagnetisme, og tyngdekraften. Disse inkluderer den kjente foton, og dens langt mindre hyppig sett fettere, W og Z bosoner, gluoner, og (fysikere forvente) den graviton, den mye ettertraktede partikkel tenkt å megle gravitasjonelle vekselvirkninger.

Det er viktig å forstå forskjellen mellom subatomære partikler og fundamentale partikler. Fundamental betyr at partikkelen har noen mindre bestanddeler; det er grunnleggende. Ikke alle subatomære partikler er grunnleggende, men alle kjente fundamentale partikler er subatomære, noe som betyr mindre enn atomer. For eksempel, protoner og nøytroner, subatomære partikler som utgjør atom, er sammensatte partikler snarere enn fundamentale seg, blir konstituert ut av fortsatt-mindre kvarker og gluoner. Eksotiske partikler som Taunøytrino eller myoner er subatomære fordi de er mindre enn atomer, men det er verdifullt å huske at disse ikke er en del av atomene som utgjør synlige strukturer i vårt univers.

Subatomære partikler er så mange og varierte at fysikere har brukt begrepet "partikkel zoo" for å beskrive dem. I domenet av leptoner, det er 3 typer elektron - elektron, myon og tau - 3 typer nøytrino, og deres antipartikler, noe som gjør 12 leptoner. Det er fire kjente måle bosoner - fotonet, W og Z-bosoner, og gluon. To ekstra bosoner, som nesten helt sikkert eksisterer, men har ennå ikke blitt observert, inkluderer Higgs boson og graviton. Dette bringer den totale av fundamentale partikler til 18. Legg på toppen, ned, bunn, opp, merkelig, og sjarmkvarker, og deres antikvarker, og du har 30 grunnleggende, subatomære partikler.

Men det er ikke alt. Du husker kanskje at et proton eller nøytron består av tre kvarker. Disse inkluderer to av enten opp og ned kvarker, og en av de gjenværende kesam, stakk sammen med gluoner i atomkjernen. Dette er imidlertid ikke den eneste mulige kvark konfigurasjon - bare de mest stabile. Hvis du kunne liksom plukke opp fundamentale partikler på vilje og stikke dem sammen i vilkårlige konfigurasjoner, kan du skape tusenvis av nye subatomære partikler.

Hundrevis av disse subatomære partikler faktisk har blitt observert i partikkelakseleratoren eksperimenter. De omfatter mesoner, som har bare to kvarker, og hadroner, som har tre som protoner og nøytroner. Det er også de såkalte glueballs eller gluonium, subatomære partikler som består av ingenting, men gluoner, og den mistenkte tetraquark, en art av subatomære partikler som ville være sammensatt av fire kvarker. Gjør pentaquarks og utover eksisterer? Kanskje det, men for å finne dem ville kreve eksperimentell apparatur langt i overkant av vår nåværende beste.

  • Nøytroner kan brukes av nøytron-mikroskop for å lage bilder.
  • Protoner og nøytroner er to subatomære partikler som utgjør et atom.