Hva er partikkelfysikk?

Partikkelfysikk er studiet av grunnleggende partikler og kreftene som leder dem. Fordi mange av de grunnleggende partiklene bare vises under relativistiske kollisjoner i partikkelakseleratorer, kalt kalles "atomsmaskere", er partikkelfysikk også kjent som "høyenergifysikk". Fysikere har slengt sammen partikler i ekstreme hastigheter siden 1929.

Det beste bildet av partikkelfysikk vi har i dag kalles Standard Model, utviklet møysommelig på 1970-tallet. Det var en reaksjon på "partikkelzoo", en enorm spredning av uvanlige grunnleggende partikler som ble oppdaget under høysenergifysiske eksperimenter på 1950- og 1960-tallet. Det endelige partikkelantallet endte opp til å være rundt 31, inkludert 24 fermioner (kvarker, elektroner, nøytrinoer og deres antipartikler), 6 bosoner (hvorav en, graviton, ennå ikke er blitt observert), og en unnvikende partikkel ansvarlig for masse eiendommer, som også ennå har observert, Higgs boson. I utgangspunktet utgjør fermionene materie og bosonene formidler interaksjoner mellom materie. Lyset fra dataskjermen består av fotoner som er bosoner. De samhandler med fermionene som utgjør øyeeplet ditt.

Det meste av saken rundt oss er sammensatt av bare noen få grunnleggende partikler: opp kvarker, dunkvarker og elektroner. Det strømmer også 50 billioner lavmasse nøytrinoer gjennom kroppene våre hvert sekund, og passerer gjennom hele jorden nesten som om den ikke en gang var der. Neutrinos, hvis navn betyr "liten nøytral partikkel", er så unnvikende at det ikke engang var kjent at de hadde en masse før i 1998. Et av de nyeste områdene i astronomi er kjent som nøytrino-astronomi, hvorved nøytrino-fluks fra solen og supernovaene blir observert ved hjelp av enorme detektorer.

Selv om bare noen få av partiklene i partikkelzoo utgjør saken vi er kjent med, gir partikkelfysikk oss stor innsikt i virkelighetens struktur ved å vise oss de mindre vanlige variantene og hvordan de passer sammen i en enhetlig familie. Partikkelfysikk kan sies å være ansvarlig for eksistensen av kjernekraft, kjernemedisin og atombomber. Partikkelfysikk regnes som et av de mest respekterte vitenskapelige områdene fordi det ender med å produsere innsikt som er nyttige for andre områder, på samme måte som matte.