Elementárne častice

1. Elementárne častice

2. Z histórie • Už v starom Grécku sa predpokladalo, že všetko na svete sa skladá z nedeliteľných atómov. Ich existenciu sa však podarilo potvrdiť až v 19. storočí • Na začiatku 20. storočia sa zistilo že atómy nie sú nedeliteľné, ale skladajú sa z protónov, neutrónov v jadre a elektrónov v obale • Istý čas sa tieto častice považovali za elementárne, nazvali sa subatómové. Lenže neskôr sa pri jadrových reakciách zistilo, že sa uvoľňujú ešte menšie častice: neutrína, pióny, mióny, hyperóny... Keďže „elementárnych“ častíc bolo vyše 500, vzniesli sa pochybnosti o elementárnosti všetkých častíc.

3. Fundamentálne elementárne častice • sú častice, ktoré sú pravdepodobne skutočne elementárne. Rozdeľujeme ich na 1.) kvarky 2.) leptóny (elektrón, tauón, mión, elektrónové, miónové a tauónové neutríno) 3.) kalibračné bozóny (fotón, bozónyW a Z, gluón, gravitón - hypotetický) 4.) Higgsov bozón (takisto hypotetická častica)

4. Elementárne častice v širšom zmysle(hadróny) • Sú tvorené kvarkami a antikvarkami. Patria tu: 1.) mezóny(vznikajú kombináciou kvarku a antikvarku - pión, kaón...) 2.) baryóny (vznikajú kombinácia troch kvarkov –nukleóny - protón, neutrón; hyperóny - lambda, sigma…)

5. Podľa posledných záverov vyplýva, že celý svet, akokoľvek rozmanitý, je tvorený z kvarkov, leptónov a ešte väzbových častíc – fotónov, gravitónov... • Existuje pravdepodobne 12 skutočne elementárnych častíc – 6 kvarkov a 6 leptónov, ku všetkým existujú však aj antičastice (identické častice s opačným nábojom). Spolu ich je teda 24.

6. Leptóny 1. rodina 2. rodina 3. rodina

7. Leptón je častica, na ktorú nepôsobí silná jadrová sila • Má spin ½ (a teda je to fermión) • Jeho názov pochádza z gréčtiny a znamená ľahký, avšak neskôr bola objavená častica tau ktorá je takmer dvakrát taká ťažká ako protón • Hmotnosť neutrínov je buď nulová alebo, ak sú nenulové, je veľmi malá

8. Kvarky • Rodina • Rodina • Rodina

9. Kvarky sú podľa štandardného modelu časticovej fyziky elementárne častice, z ktorých sa skladajú hadróny (teda napríklad protóny a neutróny), majú spin ½ a sú teda takisto ako leptóny fermiónmi • Teoreticky bola ich existencia predpovedaná v roku 1964 Murray Gell-Mannom a Georgom Zweigom • Voľné kvarky neboli doposiaľ objavené, čo sa vysvetľuje tzv. uväznením (confinement) • Kvarky podliehajú všetkým štyrom známym interakciám: * Silná interakcia * Slabá interakcia * Elektromagnetická interakcia * Gravitácia

10. Interakcie (sily) medzi časticami

11. Antihmota • Je to hmota tvorená antičasticami namiesto časticami. Tieto častice majú rovnaký spin aj hmotnosť, ale opačný náboj. Ako prvá antičastica bol r. 1932 objavený pozitrón e+ • Hovoríme, že antihmota je zrkadlovým odrazov koinohmoty, čo je hmota z ktorej sme tvorení my a všetko okolo nás • Pri stretnutí hmoty a antihmoty môže nastať: 1. pružný (elektrický) rozptyl, pri ktorom sa obe častice rozptýlia rôznymi smermi 2. nepružný rozptyl: Vzniká častica zvaná mezón - je veľmi nestabilný a existuje len zlomok sekundy, kým nedôjde k anihilácii • Anihilácia je proces, pri ktorom obe formy hmoty zaniknú a premenia sa na iné formy energie v súlade s rovnicou E = mc²,napr.: e- + e+ γ + γ (písmeno gama – fotón)

12. Zdroje • P. Kubinec: Elementárne častice a sily • M. Mojžiš: Fyzika elementárnych častíc • Internet: www.wikipedia.org