Wat is deeltjesfysica?

Deeltjesfysica is de studie van fundamentele deeltjes en de krachten die hen leiden. Omdat veel van de fundamentele deeltjes alleen verschijnen tijdens relativistische botsingen in deeltjesversnellers, in de volksmond 'atoombrekers' genoemd, wordt deeltjesfysica ook wel 'hoge-energiefysica' genoemd. Sinds 1929 slaan fysici deeltjes met extreme snelheden tegen elkaar aan.

Het beste beeld van de deeltjesfysica dat we vandaag hebben, wordt het standaardmodel genoemd, dat in de jaren 70 zorgvuldig is ontwikkeld. Het was een reactie op de "deeltjes zoo", een enorme proliferatie van ongebruikelijke fundamentele deeltjes ontdekt tijdens hoog-energetische fysica-experimenten in de jaren vijftig en zestig. Het uiteindelijke aantal deeltjes bedroeg ongeveer 31, inclusief 24 fermionen (quarks, elektronen, neutrino's en hun antideeltjes), 6 bosonen (waarvan er één nog de zwaartekracht moet worden waargenomen), en één ongrijpbaar deeltje dat verantwoordelijk is voor de eigenschap van de massa zelf, die ook nog moet worden waargenomen, het Higgs-boson. Kortom, de fermionen vormen materie en de bosonen bemiddelen interacties tussen materie. Het licht dat van uw computerscherm komt, bestaat uit fotonen die bosonen zijn. Ze werken samen met de fermionen waaruit je oogbol bestaat.

Het grootste deel van de materie overal om ons heen bestaat uit slechts een paar fundamentele deeltjes: up-quarks, down-quarks en elektronen. Er stromen ook elke seconde 50 biljoen neutrino's met een lage massa door ons lichaam, die bijna de hele aarde passeren alsof ze er niet eens was. Neutrino's, wiens naam "weinig neutraal deeltje" betekent, zijn zo ongrijpbaar dat het zelfs niet bekend was dat ze een massa hadden tot 1998. Een van de nieuwste gebieden van de astronomie staat bekend als neutrino-astronomie, waarbij de neutrino-flux van de zon en supernovae worden waargenomen met behulp van enorme detectoren.

Hoewel slechts enkele deeltjes in de deeltjesdierentuin de materie vormen waar we bekend mee zijn, geeft deeltjesfysica ons een geweldig inzicht in de structuur van de werkelijkheid door ons de minder gebruikelijke varianten te laten zien en hoe ze in elkaar passen in een verenigd gezin. Deeltjesfysica kan verantwoordelijk worden gesteld voor het bestaan ​​van kernenergie, nucleaire geneeskunde en nucleaire bommen. Deeltjesfysica wordt beschouwd als een van de meest gerespecteerde gebieden van de wetenschap omdat het inzichten oplevert die nuttig zijn voor andere gebieden, een soort zoals wiskunde.