Каковы различные виды субатомных частиц?

Существуют две основные категории субатомных частиц - фермионы и бозоны. Фермионы - это частицы, которые мы рассматриваем как «вещество» - лептоны, такие как электрон, нейтрино и двоюродные братья, и кварки, подобные восходящему кварку и другим в его значительном семействе. Калибровочные бозоны - это частицы, которые опосредуют четыре фундаментальные силы природы - слабые и сильные ядерные силы, электромагнетизм и гравитацию. К ним относятся знакомый фотон и его гораздо менее часто встречающиеся родственники, W и Z бозоны, глюоны и (физики ожидают) гравитон, популярная частица, которая, как считается, опосредует гравитационные взаимодействия.

Важно понимать разницу между субатомными частицами и фундаментальными частицами. Фундаментальный означает, что частица не имеет меньших составляющих; это фундаментально. Не все субатомные частицы являются фундаментальными, хотя все известные фундаментальные частицы являются субатомными, то есть меньше, чем атомы. Например, протоны и нейтроны, субатомные частицы, составляющие атом, являются составными частицами, а не фундаментальными, состоящими из еще меньших кварков и глюонов. Экзотические частицы, такие как тау-нейтрино или мюоны, являются субатомными, потому что они меньше атомов, но важно помнить, что они не являются частью атомов, составляющих видимые структуры в нашей вселенной.

Субатомные частицы настолько многочисленны и разнообразны, что физики использовали термин «зоопарк частиц» для их описания. В области лептонов существует 3 типа электронно-электронных, мюонных и тау-3 типов нейтрино и их античастиц, составляющих 12 лептонов. Существует четыре известных калибровочных бозона - фотон, W и Z-бозоны и глюон. Два дополнительных бозона, которые почти наверняка существуют, но еще не наблюдались, включают бозон Хиггса и гравитон. Таким образом, общее количество элементарных частиц достигнет 18. Добавьте в верхние, нижние, нижние, верхние, странные и очаровательные кварки и их антикварки, и вы получите 30 фундаментальных субатомных частиц.

Однако это еще не все. Вы можете вспомнить, что протон или нейтрон состоит из трех кварков. К ним относятся два из кварков вверх или вниз и один из оставшихся кварков, слипшихся вместе с глюонами в ядре атома. Однако это не единственная возможная конфигурация кварков - только самая стабильная. Если бы вы могли как-то подобрать фундаментальные частицы по своему желанию и склеить их в произвольных конфигурациях, вы могли бы создать тысячи новых субатомных частиц.

Сотни этих субатомных частиц действительно были обнаружены в экспериментах по ускорению частиц. Они включают мезоны, которые имеют только два кварка, и адроны, которые имеют три подобных протона и нейтрона. Есть также так называемые глюболы или глюоний, субатомные частицы, состоящие только из глюонов, и предполагаемый тетракварк, разновидность субатомных частиц, которая будет состоять из четырех кварков. Существуют ли пятиугольники и не только? Может быть и так, но для их поиска потребовалось бы экспериментальное устройство, намного превосходящее наши нынешние лучшие.