Hvad er partikelfysik?

Partikelfysik er studiet af grundlæggende partikler og de kræfter, der leder dem. Fordi mange af de grundlæggende partikler kun forekommer under relativistiske kollisioner i partikelacceleratorer, kaldet kaldes "atomsmashers", er partikelfysik også kendt som "højenergifysik". Fysikere har smækket partikler sammen i ekstreme hastigheder siden 1929.

Det bedste billede af partikelfysik, vi har i dag, kaldes standardmodellen, der blev udviklet omhyggeligt i 1970'erne. Det var en reaktion på "partikelzoo", en enorm spredning af usædvanlige grundlæggende partikler opdaget under højenergifysiske eksperimenter i 1950'erne og 1960'erne. Det endelige partikeloptælling endte med at være omkring 31, inklusive 24 fermioner (kvarker, elektroner, neutrinoer og deres antipartikler), 6 bosoner (hvoraf den ene, graviton, endnu ikke er blevet observeret), og en undvigende partikel, der var ansvarlig for masse af egenskaber i sig selv, som også endnu har observeret, Higgs boson. Grundlæggende udgør fermionerne stof, og bosonerne formidler interaktioner mellem stof. Lyset fra din computerskærm består af fotoner, der er bosoner. De interagerer med fermioner, der udgør din øjeæble.

Det meste af sagen rundt omkring os er sammensat af kun et par grundlæggende partikler: op kvarker, dunkvarker og elektroner. Der strømmer også 50 billioner lavmasse neutrinoer gennem vores kroppe hvert sekund og passerer gennem hele Jorden næsten som om den ikke engang var der. Neutrinoer, hvis navn betyder "lille neutral partikel", er så undvigende, at det ikke engang var kendt, at de havde en masse indtil 1998. Et af de nyeste områder i astronomi er kendt som neutrinoastronomi, hvorved neutrino-flux fra solen og supernovaer observeres ved hjælp af enorme detektorer.

Selvom kun et par af partikler i partikelzoo udgør det stof, vi er bekendt med, giver partikelfysik os stor indsigt i virkelighedens struktur ved at vise os de mindre almindelige varianter og hvordan de passer sammen i en samlet familie. Man kan siges, at partikelfysik er ansvarlig for eksistensen af ​​kernekraft, nuklearmedicin og atombomber. Partikelfysik betragtes som et af de mest respekterede videnskabelige områder, fordi det ender med at producere indsigt, der er nyttige til andre områder, slags lignende matematik.