Strumień cząstek elementarnych po zderzeniu dwóch jonów złota o energiach 100 GeV na nukleon (detektor STAR z RHIC ( Relativistic Heavy Ion Collider )).

Fizyka cząstek elementarnych, fizyka wielkich energii - dział fizyki , którego celem jest badanie cząstek atomowych oraz oddziaływań zachodzących między nimi.

Fizycy zaobserwowali kilkaset cząstek elementarnych (subatomowych). Dzielą się one na kilka grup, w zależności od:

• masy
• wartości ładunku elektrycznego , liczby barionowej , liczby leptonowej , izospinu , hiperładunku , koloru , dziwności ,
• spinu (podział na fermiony i bozony ) ( momentu magnetycznego )
• rodzaju oddziaływań jakim ulegają

Cząstki elementarne dzielą się na cząstki "prawdziwie" elementarne, uważane za niepodzielne i dlatego uznawane za podstawowe składniki materii , oraz hadrony ( bariony np.: proton i neutron ) i mezony , które są cząstkami złożonymi, zbudowanymi z 2 (dokładnie z kwarku i antykwarku) lub 3 kwarków . Jedynymi trwałymi cząstkami są protony i neutrony (neutron jest trwały w jądrze atomowym , poza nim rozpada się z okresem półrozpadu ok 13 min).

Cząstki elementarne nie oddziałujące silnie a jedynie słabo lub elektromagnetyczne i będące fermionami nazywamy leptonami (np. elektron , mion , taon , neutrina ).

Cząstkami elementarnymi są również bozony pośredniczące w oddziaływaniach ( fotony ( elektrodynamika kwantowa ), bozony W , bozony Z (oddziaływania słabe) czy gluony ( oddziaływanie silne ).

Pojęcie " cząstki elementarne " jest uwarunkowane historycznie, zostało wprowadzone na początku XX wieku jako określenie podstawowych cząstek które nie są już podzielne, oznaczało wówczas: proton , neutron , elektron i foton . Obecnie za niepodzielne (bez struktury wewnętrznej) uważa się kwarki, leptony i bozony przenoszące oddziaływania.

Choć później znaleziono wiele innych cząstek i stwierdzono, że wiele z nich składa się ze znacznie prostszych, pozostawiono użycie tego określenia do wszystkich subatomowych cząstek.

Zobacz też

• Model Standardowy , bozon Higgsa
• Chromodynamika kwantowa
• Elektrodynamika kwantowa
• akceleratory cząstek elementarnych

Bibliografia

• " Boska cząstka: jeśli Wszechświat jest odpowiedzią, jak brzmi pytanie? " - Leon Lederman, Dick Teresi () ( pol. )
• Opis fizyki cząstek elementarnych, rozdział 1 , rozdział 2 ... ( pol. )
• University of California: Particle Data Group ( ang. )
• High-Energy Physics Literature Database ( ang. )