Elementární částice

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání

Elementární (též fundamentální nebo základní) částice je ve fyzice označení užívané někdy pro subatomární částice, jindy pro základní částice standardního modelu, jindy pro obecně nejzákladnější známé částice.

Terminologické problémy označení jsou popsány v oddílu terminologie.

Částice standardního modelu[editovat | editovat zdroj]

Standardní model je v současnosti všeobecně uznávaná teorie částic a elektromagnetické, slabé a silné interakce. Obsahuje dva druhy základních částic hmoty - kvarky a leptony, vyskytující se ve třech generačních variantách. Ke každé částici hmoty přísluší odpovídající antičástice. Základním interakcím odpovídají intermediální částice (např. foton elektromagnetické interakci) a v roce 2013 objevené a potvrzené Higgsovy částice. Základní částice hmoty, tedy kvarky a leptony, jsou všechny fermiony, intermediální částice jsou všechny bosony.

Stavební částice hmoty[editovat | editovat zdroj]

První pozorování neutrina

Částice interakcí[editovat | editovat zdroj]

  • Higgsův boson je částice Higgsova pole. Toto pole ve standardním modelu způsobuje nenulovou hmotnost částic W+, W- a Z0.

Navrhované částice za hranicemi standardního modelu[editovat | editovat zdroj]

Předpokládá se, že obdobně jako u ostatních interakcí, existuje intermediální boson odpovídající gravitaci. Označuje se graviton a teoreticky jsou předpovězené některé jeho vlastnosti. Zatím pro graviton neexistují žádné experimentální důkazy a neexistuje ani kvantová teorie gravitace. Je možné, že gravitony bude vysvětlovat některá z teorií, které jsou v současnosti předmětem výzkumu (např. teorie superstrun/M-teorie). Supergravitační unitární teorie pole předpokládá částice s názvem gravitino. Gravitina jsou kvanta kalibračního pole, je superpartnerem gravitonu a má spin 3/2 nebo 5/2. Podobně by měly existovat i fotina, což jsou superpartneři fotonů.

Z navrhované teoreticky lákavé nové symetrie - supersymetrie - plyne existence značného množství částic-superpartnerů současných částic, označovaných podle vzorů např. skvarky, sleptony, sneutrina nebo nových částic bez partnera jako neutralino apod. Žádná z těchto částic dosud nebyla experimentálně nalezená, ale předpokládá se, že některé by mohly být v blízké budoucnosti v dosahu experimentální fyziky (např. na urychlovači LHC).

Bosony a fermiony[editovat | editovat zdroj]

Jedním ze základních rozdílů mezi částicemi je jejich chování ve vícečásticových systémech. Toto chování rozděluje částice na dvě třídy, bosony a fermiony. Rozdíly se projevují ve statistickém chování (tím se myslí chování velkého množství částic jako souboru), (anti)symetričnost vlnové funkce více částic, zda splňují Pauliho vylučovací princip a jejich kreační operátory vyhovují (anti)komutačním relacím, a spinu. Tyto rozdíly spolu vzájemně souvisejí.

Terminologie[editovat | editovat zdroj]

Označení elementární částice má specifické problémy. Přívlastek elementární znamená doslova základní. Běžně se s tím spojují další vlastnosti - dále nedělitelný, bez vnitřní struktury. Ovšem s vývojem poznání se několikrát ukázalo, že částice považované za základní mají vnitřní strukturu a skládají se z částic ještě základnějších. Hadrony (např. proton nebo neutron) byly dlouho považované za nedělitelné, ale standardní model ukazuje, že se skládají z kvarků. Při doslovném výkladu tedy to, které částice jsou elementární, závisí na aktuálním stavu poznání.

Takové označení je ale v praxi krajně nevhodné, a tak se s označením elementární částice drží nejen současný obsah (základní částice standardního modelu), ale i poněkud historický obsah, odpovídající významu elementární před přijetím teorie kvarků. Takové použití elementární částice je potřeba chápat jen jako označení, nikoli jako tvrzení autora, že tyto částice jsou bez vnitřní struktury. (Podobně se užívá název atom, což doslova znamená nedělitelný.)

Někteří autoři dále pod pojem elementární částice zahrnují i více či méně spekulativní „budoucí“ obsah. To se týká zmíněného Higgsova bosonu (který ovšem teoreticky může existovat v různých „odrůdách“), gravitonu a někdy i superpartnerů.

Úplný přehled[editovat | editovat zdroj]

Úplný přehled všech objevených elementárních částic v širším slova smyslu, tedy včetně hadronů (i rezonancí), a jejich vlastností i o výsledcích experimentálního hledání částic hypotetických, zpracovává a aktualizuje mezinárodní sdružení Particle Data Group ve svém přehledu The Review of Particle Physics.[1]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. http://www-pdg.lbl.gov/

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]