Cząstki elementarne

Wersja z 07:58, 18 kwi 2012

Podział czastek elementarnych nie posiadajacych struktury wewnętrznej.

Cząstki elementarne to według fizyki współczesnej podstawowy budulec materii, czyli najmniejsze i nieposiadające wewnętrznej struktury jej elementy. Niemniej pojęcie to ze względów historycznych ma trochę inne znaczenie.

Pojęcie cząski elementarnej

Pojęcie cząstki elementarne wprowadzono w latach 1930-1935 i oznaczało ono elektron, proton, neutron i kwant pola elektromagnetycznego (foton). W tamtych czasach uznawano, że cała materia zbudowana jest z tych cząstek.

W latach późniejszych odkryto miony, mezony, hiperony i wiele innych cząstek oraz ich antycząstki, początkowo wszystkie były uznane za elementarne. Obecnie znanych jest ponad 200 takich cząstek, większość z nich posiada strukturę wewnetrzną.

Cząstki fundamentalne

Klasyfikacja czastek fundamentalnych.

Dzisiaj spośród cząstek elementarnych wyodrebniono cząstki fundamentalne w skład których wchodzą:

• kwarki

Kwark to cząstka elementarna, fermion, posiadający ładunek koloru (czyli podlegający oddziaływaniom silnym). Według obecnej wiedzy cząstki elementarne będące składnikami materii można podzielić na dwie grupy. Pierwszą grupę stanowią kwarki, drugą grupą są leptony. Każda z tych grup zawiera po sześć cząstek oraz ich antycząstki. Istnieje więc sześć rodzajów kwarków oraz odpowiednio sześć rodzajów ich antycząstek – antykwarków.

Za symbol kwarka przyjmuje się literę q.

Znane dziś kwarki to:

1 generacja: u (górny), d (dolny)

2 generacja: c (powabny), s (dziwny)

3 generacja: t (prawdziwy, wierzchni), b (piekny, dolny)

• leptony

Leptony to grupa 12 cząstek elementarnych (6 cząstek i 6 antycząstek). Zaliczają się do niej: elektron, mion, taon, neutrino elektronowe, neutrino mionowe, neutrino taonowe oraz odpowiadające im antycząstki: pozyton (antyelektron), antymion, antytaon i antyneutrina. Ostatnim odkrytym leptonem było neutrino taonowe w 2000 roku.

Wszystkie leptony, z wyjątkiem neutrin i antyneutrin, posiadają ładunek ujemny (dla cząstek, np. elektronów) lub dodatni (dla antycząstek, np. pozytonów). Natomiast neutrina i antyneutrina posiadają ładunek zerowy.

leptony razem z kwarkami tworzą trzy generacje pokazane w rys.

• bozony posredniczace (bozony cechowania)

Cząski ze strukturą wewnetrzną

Cząstki elementarne posiadajace strukturę wewnętrzną dzielina na:

• mezony

• hadrony

Inne podziały cząstek

Istotnym elementem zwiaznym z inna klasyfikacją czastek jest pewna ich właściwość - wewnetrzny kwantowy moment pędu, okreslany jako spin. Podział ze wzgledu na spin wyglada:

• Fermiony - czastki o ułamkowym spinie (np. -1/2, 1/2, 3/2)

do grupy fermionów zaliczamy kwarki i leptony, a także niektóre hadrony

• Bozony - czastki o spinie całkowitym

bozonami są czaski fundamentalne pośredniczace w oddziaływaniach - bozony cechowania - (np.foton lub gluon) oraz niektóre hadrony (np. nukleony: proton i neutron