Hva er de forskjellige typer subatomære partikler?

Det er to hovedkategorier av subatomiske partikler - fermioner og bosoner. Fermioner er partiklene vi tenker på som "ting" - leptoner som elektron, nøytrino og søskenbarn, og kvarker som UP Quark og andre i dens betydelige familie. Målebosoner er partiklene som formidler de fire grunnleggende naturkreftene - de svake og sterke kjernefysiske kreftene, elektromagnetismen og tyngdekraften. Disse inkluderer det kjente fotonet, og dets langt sjeldnere sett fettere, W- og Z-bosoner, gluoner og (fysikere forventer) gravitonet, den ettertraktede partikelen som antas å formidle gravitasjonsinteraksjoner.

Det er viktig å forstå forskjellen mellom subatomiske partikler og fundamentale partikler. Grunnleggende betyr at partikkelen ikke har mindre bestanddeler; det er grunnleggende. Ikke alle subatomiske partikler er grunnleggende, selv om alle kjente grunnleggende partikler er subatomiske, noe som betyr mindre enn atomer. For eksempel protoner og nøytroner, subatomiske partikler somGjør opp atomet, er sammensatte partikler i stedet for grunnleggende, og blir sammensatt av fortsatt lite små kvarker og gluoner. Eksotiske partikler som tau -nøytrino eller muoner er subatomiske fordi de er mindre enn atomer, men det er verdifullt å huske at dette ikke er en del av atomene som utgjør synlige strukturer i vårt univers.

Subatomiske partikler er så mange og varierte at fysikere har brukt begrepet "partikkel dyrehage" for å beskrive dem. På domenet til leptoner er det 3 typer elektron - elektron, muon og tau - 3 typer nøytrino, og deres antipartikler, og lager 12 leptoner. Det er fire kjente gauge -bosoner - Photon, W og Z Bosons og Gluon. Ytterligere to bosoner, som nesten helt sikkert eksisterer, men som ennå ikke er observert, inkluderer Higgs Boson og Graviton. Dette bringer totalen av grunnleggende partikler til 18. Legg i toppen, ned, bunn, opp, opp,Merkelige, og sjarm kvarker, og deres antiquarks, og du har 30 grunnleggende, subatomiske partikler.

Det er imidlertid ikke alt. Du husker kanskje at et proton eller nøytron består av tre kvarker. Disse inkluderer to av enten opp og ned kvarker, og en av de gjenværende kvarkene, sittende sammen med gluoner i atomets kjerne. Dette er imidlertid ikke den eneste mulige Quark -konfigurasjonen - bare den mest stabile. Hvis du på en eller annen måte kunne plukke opp grunnleggende partikler etter ønske og stikke dem sammen i vilkårlige konfigurasjoner, kan du lage tusenvis av nye subatomiske partikler.

Hundrevis av disse subatomiske partiklene er faktisk observert i partikkelakseleratoreksperimenter. De inkluderer mesoner, som bare har to kvarker, og hadroner, som har tre som protoner og nøytroner. Det er også de såkalte limkuler eller gluonium, subatomære partikler sammensatt av annet enn gluoner, og den mistenkte Tetraquark, en art av subatomisk partikkel som ville være sammensattav fire kvarker. Eksisterer pentaquarks og utover? Kanskje det, men for å finne dem ville kreve eksperimentelle apparater langt utover vårt nåværende beste.