Quels sont les différents types de particules subatomiques?
Il existe deux catégories principales de particules subatomiques - fermions et bosons. Les fermions sont les particules que nous considérons comme des «trucs» - des leptons comme l'électron, le neutrino et les cousins, et des quarks comme le quark UP et d'autres dans sa famille de taille. Les bosons de jauge sont les particules qui médient les quatre forces fondamentales de la nature - les forces nucléaires faibles et fortes, l'électromagnétisme et la gravité. Il s'agit notamment du photon familier, et de ses cousins bien moins crus, des bosons W et Z, des glluons et (les physiciens attendent) du graviton, la particule très recherchée pour médier les interactions gravitationnelles.
Il est important de comprendre la différence entre les particules subatomiques et les particules fondamentales. Fondamental signifie que la particule n'a pas de plus petits constituants; c'est fondamental. Toutes les particules subatomiques ne sont pas fondamentales, bien que toutes les particules fondamentales connues soient subatomiques, ce qui signifie plus petit que les atomes. Par exemple, les protons et les neutrons, les particules subatomiques quiCréation de l'atome, sont des particules composites plutôt que des particules fondamentales, constituées par des quarks et des gluons encore plus cumulés. Les particules exotiques comme le neutrino ou les muons du tau sont subatomiques car elles sont plus petites que les atomes, mais il est utile de se rappeler que ceux-ci ne font pas partie des atomes qui composent les structures visibles dans notre univers.
Les particules subatomiques sont si nombreuses et variées que les physiciens ont utilisé le terme «zoo de particules» pour les décrire. Dans le domaine des leptons, il existe 3 types d'électrons - électron, muon et tau - 3 types de neutrinos, et leurs antiparticules, faisant 12 leptons. Il y a quatre bosons de jauge connus - le photon, les bosons W et Z et le gluon. Deux bosons supplémentaires, qui existent presque certainement, mais n'ont pas encore été observés, comprennent le boson de Higgs et le Graviton. Cela apporte le total des particules fondamentales à 18. Ajouter en haut, en bas, en bas, en haut,Quarks étranges et de charme, et leurs antiquarks, et vous avez 30 particules subatomiques fondamentales.
Cependant, ce n'est pas tout. Vous vous souvenez peut-être qu'un proton ou un neutron est composé de trois quarks. Il s'agit notamment de deux des quarks de haut en bas, et l'un des quarks restants, collé avec des glluons dans le noyau de l'atome. Cependant, ce n'est pas la seule configuration de quark possible - juste la plus stable. Si vous pouviez ramasser des particules fondamentales à volonté et les coller ensemble dans des configurations arbitraires, vous pouvez créer des milliers de nouvelles particules subatomiques.
Des centaines de ces particules subatomiques ont en fait été observées dans des expériences d'accélérateur de particules. Ils comprennent des mésons, qui n'ont que deux quarks, et des hadrons, qui en ont trois protons et neutrons. Il y a aussi les soi-disant boules de glue ou le gluonium, des particules subatomiques composées de gluons, et le tétraquark suspect, une espèce de particule subatomique qui serait composéede quatre quarks. Les pentaquarks et au-delà existent-ils? Peut-être que oui, mais les trouver nécessiterait des appareils expérimentaux bien supérieurs à notre meilleur actuel.