Jakie są różne rodzaje cząstek subatomowych?

Istnieją dwie główne kategorie cząstek subatomowych - fermiony i bozony. Fermiony są cząsteczkami, które uważamy za „rzeczy” - leptonów, takich jak elektron, neutrino i kuzynki, oraz kwarki takie jak kwark UP i inne w jego spornej rodzinie. Bozony miernika to cząsteczki, które pośredniczą w czterech podstawowych siłach natury - słabych i silnych sił jądrowych, elektromagnetyzm i grawitacja. Należą do nich znany foton i jego znacznie mniej wizyty kuzynów, bozony W i Z, gluony i (fizycy oczekują) grawiton, bardzo poszukiwana cząsteczka, którą uważa za interakcje grawitacyjne.

Ważne jest, aby zrozumieć różnicę między cząsteczkami subatomowymi i podstawowymi. Podstawowe oznacza, że ​​cząstka nie ma mniejszych składników; To jest fundamentalne. Nie wszystkie cząstki subatomowe są fundamentalne, chociaż wszystkie znane podstawowe cząstki są subatomowe, co oznacza mniejsze niż atomy. Na przykład protony i neutrony, cząstki subatomowe, któreMake Atom, są cząstkami złożonymi, a nie podstawowymi, są utworzone z wciąż szablszych kwarków i gluonów. Cząstki egzotyczne, takie jak Neutrino lub Muony Tau, są subatomowe, ponieważ są mniejsze niż atomy, ale cenne jest, aby pamiętać, że nie są one częścią atomów, które składają się na widoczne struktury w naszym wszechświecie.

Cząstki subatomowe są tak liczne i różnorodne, że fizycy używali terminu „zoo cząstek”, aby je opisać. W dziedzinie leptonów istnieją 3 rodzaje elektronów, mionów i tau - 3 rodzaje neutrin i ich przeciwkładniki, tworząc 12 leptoni. Istnieją cztery znane bozony miernika - foton, bozony W i Z i Gluon. Dwa dodatkowe bozony, które prawie na pewno istnieją, ale nie zostały jeszcze zaobserwowane, obejmują bozon Higgsa i Graviton. Daje to sumę podstawowych cząstek do 18. Dodaj górną, w dół, dolną, w górę,Dziwne i urokowe kwarki i ich antykwarki, a ty masz 30 podstawowych, subatomowych cząstek.

Jednak to nie wszystko. Możesz pamiętać, że proton lub neutron składa się z trzech kwarków. Należą do nich dwa kwarki w górę i w dół oraz jeden z pozostałych kwarków, utknięty wraz z gluonami w jądrze atomu. Nie jest to jednak jedyna możliwa konfiguracja kwarka - tylko najbardziej stabilna. Jeśli możesz w jakiś sposób odebrać podstawowe cząstki i przykleić je do dowolnych konfiguracji, możesz stworzyć tysiące nowych cząstek subatomowych.

Setki tych cząstek subatomowych zaobserwowano w eksperymentach akceleratora cząstek. Należą do nich mezony, które mają tylko dwa kwarki, i hadrony, które mają trzy takie protony i neutrony. Istnieją również tak zwane klejki lub gluonium, cząstki subatomowe złożone z niczego oprócz gluonów, oraz podejrzany tetraquark, gatunek cząstki subatomowej, który byłby skomponowanyczterech kwarków. Czy pentaquarki i nie tylko istnieją? Może tak, ale znalezienie ich wymagałoby eksperymentalnego aparatu znacznie przekraczającego nasze obecne najlepsze.