Elementārdaļiņas
Vikipēdijas raksts
Daļiņu fizikā elementārdaļiņas ir tās daļiņas, no kurām veidota matērija un enerģija un kuras nav sadalāmas sīkāk. Piemēram, atomi ir veidoti no daļiņām elektroniem, protoniem un neitroniem. Protoni un neitroni savukārt ir veidoti no vēl sīkākām daļiņām, ko dēvē par kvarkiem. Nav novērots, ka kvarkus varētu sadalīt sīkāk. Elementārdaļiņas mēdz dēvēt arī par fundamentālajām daļiņām.
[izmainīt šo sadaļu] Standartmodelis
Daļiņu fizikas standartmodelī ir 12 fermionu ("matērijas daļiņu") veidi un 12 bozonu ("radiācijas daļiņu") veidi, kā arī tiem atbilstošās antidaļiņas un vēl neatklātais Higsa bozons. Standartmodelis tomēr netiek uzskatīts par fundamentālu teoriju, bet gan drīzāk par provizorisku, jo savā būtībā nav savienojums ar Einšteina vispārīgo relativitātes teoriju. Tiek uzskatīts, ka varētu pastāvēt vēl citas daļiņas, ko standartmodelis neapraksta, piemēram, gravitons - gravitācijas spēka nesējdaļiņa, vai arī parasto daļiņu supersimetriskie partneri.
12 fundamentālās fermioniskās daļiņas iedala trīs daļiņu ģimenēs. Sešas no šīm daļiņām ir kvarki. Pārējās sešas ir leptoni, no kuriem trīs ir neitrīno, bet pārējiem trim — elektronam, mionam un tauonam — lādiņš ir −1.
| Daļiņu paaudzes | ||||
Pirmā ģimene
|
Otrā ģimene
|
Trešā ģimene
|
||
Pastāv arī 12 fundamentālās fermioniskās antidaļiņas, kas atbilst šīm 12 daļiņām. Pozitrons, piemēram, atbilst elektronam, un tā elektriskais lādiņš ir +1. Līdzīgā kārtā pastāv arī pozitīvais mions un pozitīvais tauons, visu sešu veidu antikvarki un visu trīs veidu antineitrīno.
Kvarki un antikvarki nekad nav novēroti atsevišķi. Kvarks var būt savienojies ar antikvarku, veidojot mezonu. Jāpiezīmē, ka bez kvarku "smaržām" ("šarmantais", "dīvainais" utt.) tiem ir arī "krāsas". Kvarkam ir noteikta "krāsa", savukārt antikvarkam atbilstošā "antikrāsa". Līdz ar to tās atceļ viena otru, un mezons ir melns — bez krāsas. Trīs kvarki kopā var veidot barionu — ja viens kvarks ir "sarkans", otrs — "zils", bet trešais — "zaļš" (krāsas nav īstas, tās ir pieņemtas). Kopā šīs trīs krāsas veido baltu. Trīs antikvarki var veidot "antibarionu", ja kvarku krāsas ir "antisarkana", "antizila" un "antizaļa" (antibarions ir "antibalts").
Kvarkiem piemīt arī daļveida elektriskais lādiņš. Kvarkiem iespējams lādiņš vai nu +2/3 vai −1/3, savukārt antikvarkiem −2/3 vai +1/3.
No 12 bozoniskajām fundamentālajām daļiņām astoņas ir gluoni. Gluoni ir stiprā kodolspēka nesējdaļiņas, un tiem piemīt gan "krāsa", gan "antikrāsa". Gluoniem nav masas, un tos nevar novērot ar daļiņu detektoriem. Līdzīgi kā vienkārši kvarki tie rada hadronu plūsmu.
No četriem pārējiem bozoniem trīs ir vājā kodolspēka nesējdaļiņas, bet ceturtais — fotons, kas ir elektromagnētiskā spēka nesējdaļiņa.
Lai arī vājais kodolspēks un elektromagnētiskais spēks mums ikdienā šķiet atšķirīgi, tiek uzskatīts, ka augstas enerģijas apstākļos tie kļūst par vienotu elektrovājo spēku. Uzskata, ka šī starpība starp augstas un zemas enerģijas apstākļiem ir saistīta ar Higsa bozonu. Spontānās simetrijas laušanas procesā Higsa bozons elektrovājajā telpā izvēlas virzienu, kas liek trīs elektrovājajām daļiņām kļūt ļoti smagām (vājie bozoni), bet vienai palikt bez masas (elektromagnētiskajam fotonam). Lai arī Higsa bozons ir standartmodeļa sastāvdaļa, to nekad nav izdevies novērot detektoros. Uzskata, ka tas varētu būt daļiņas lielās masas dēļ, taču neveiksmes tā novērošanā nopietni satrauc daļiņu fiziķus.
[izmainīt šo sadaļu] Ārpus standartmodeļa
Būtisks standartmodeļa papildinājums — supersimetrija — iekļauj supersimetriskās daļiņas. Katrai standartmodeļa daļiņai šādi būtu supersimetrisks partneris, kura spins no parastās daļiņas atšķirtos par 1/2. Supersimetriskās daļiņas būtu arī smagākas par parastajām — pārāk masīvas, lai tās varētu novērot parastajā veidā.
Stīgu teorija savukārt apgalvo, ka katrs fundamentālās daļiņas veids atbilst atšķirīgam fundamentālo stīgu rezonantās vibrācijas modelim. Visas stīgas ir vienādas, taču dažādas daļiņas atšķir to vibrācijas modeļi. Masīvākām daļiņām atbilst augstākas enerģijas vibrācijas. Elementārdaļiņas nesatur stīgas; tās IR stīgas. Stīgu teorija paredz gravitonu eksistenci. Gravitonus gan nav iespējams novērot eksperimentāli, jo gravitācijas spēks ir nesalīdzīnāmi vājāks par pārējiem fundamentālajiem spēkiem.
