Was sind die verschiedenen Arten von subatomaren Partikeln?
Es gibt zwei Hauptkategorien von subatomaren Partikeln - Fermionen und Bosonen. Fermionen sind die Partikel, die wir als "Zeug" betrachten - Leptonen wie Elektron, Neutrino und Cousins und Quarks wie das Up Quark und andere in seiner beträchtlichen Familie. Messbosonen sind die Partikel, die die vier grundlegenden Kräfte der Natur vermitteln - die schwachen und starken Kernkräfte, die Elektromagnetismus und die Schwerkraft. Dazu gehören das vertraute Photon und seine weitaus weniger frequent-Seen-Cousins, die W- und Z-Bosonen, Gluonen und (Physiker erwarten) das Graviton, das begehrte Partikel, das zur Vermittlung von Gravitationswechselwirkungen nachdenkt. Grundlegend bedeutet, dass das Teilchen keine kleineren Bestandteile hat; Es ist grundlegend. Nicht alle subatomaren Partikel sind grundlegend, obwohl alle bekannten grundlegenden Partikel subatomar sind und kleiner als Atome sind. Zum Beispiel Protonen und Neutronen, subatomare Partikel, dieMachen Sie das Atom, sind eher zusammengesetzte Partikel als grundlegende, die aus noch schlechten Quarks und Gluonen bestehen. Exotische Partikel wie das Tau -Neutrino oder die Myonen sind subatomisch, weil sie kleiner sind als Atome, aber es ist wertvoll zu beachten, dass diese nicht Teil der Atome sind, die sichtbare Strukturen in unserem Universum ausmachen.
Subatomare Teilchen sind so zahlreich und unterschiedlich, dass Physiker den Begriff "Partikelzoo" verwendet haben, um sie zu beschreiben. Im Bereich von Leptonen gibt es 3 Arten von Elektronen -Elektronen, Myon und Tau - 3 Arten von Neutrino und ihre Antipartikel, die 12 Leptons herstellen. Es sind vier bekannte Gauge -Bosonen - das Photon, W und Z -Bosonen und Gluon. Zwei weitere Bosonen, die mit ziemlicher Sicherheit existieren, aber noch nicht beobachtet wurden, sind Higgs Boson und das Graviton. Dies bringt die Gesamtzahl der grundlegenden Partikel auf 18. Fügen Sie oben, unten, unten, nach oben hinzu,Seltsame und Charmequarks und ihre Antiquarks, und Sie haben 30 grundlegende, subatomare Teilchen.
Das ist jedoch noch nicht alles. Sie können sich daran erinnern, dass ein Proton oder ein Neutron aus drei Quarks besteht. Dazu gehören zwei von entweder auf und ab und unten, und einer der verbleibenden Quark, die mit Gluonen im Kern des Atoms zusammengeklebt sind. Dies ist jedoch nicht die einzig mögliche Quark -Konfiguration - nur die stabilste. Wenn Sie nach Belieben grundlegende Partikel aufnehmen und in willkürlichen Konfigurationen zusammenkleben können, können Sie Tausende neuer subatomarer Partikel erstellen.
Hunderte dieser subatomaren Partikel wurden tatsächlich in Partikelbeschleunigerexperimenten beobachtet. Dazu gehören Mesons mit nur zwei Quarks und Hadronen, die drei wie Protonen und Neutronen haben. Es gibt auch die sogenannten Glueballs oder Gluonium, subatomare Teilchen, die aus nichts als Gluonen bestehen, und den vermuteten Tetraquark, eine Art von subatomarem Partikel, die zusammengesetzt würdenvon vier Quarks. Gibt es Pentaquarks und darüber hinaus? Vielleicht, aber um sie zu finden, müsste sie experimentelle Apparate erfordern, die weit über unserem aktuellen Besten hinausgehen.