Částice: Porovnání verzí

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Smazaný obsah Přidaný obsah
→‎Hadrony: aktualizace + ref
m typograficky poupraveno
Řádek 3: Řádek 3:
'''Částice''' je velmi malá část [[Hmota|hmoty]], která se projevuje svými charakteristickými vlastnostmi ([[Energie|energií]], [[Hmotnost|hmotností]], [[Elektrický náboj|elektrickým nábojem]], [[Spin|spinem]], [[Chemie|chemickou]] [[reaktivita|reaktivností]], dobou [[život]]a, aj.).
'''Částice''' je velmi malá část [[Hmota|hmoty]], která se projevuje svými charakteristickými vlastnostmi ([[Energie|energií]], [[Hmotnost|hmotností]], [[Elektrický náboj|elektrickým nábojem]], [[Spin|spinem]], [[Chemie|chemickou]] [[reaktivita|reaktivností]], dobou [[život]]a, aj.).


Studiem částic ve [[fyzika|fyzice]] se zabývá především [[fyzika částic]], která se zaměřuje především na studium tzv. [[elementární částice|elementárních částic]] a dále částic, které vzniknou v důsledku [[vazba|vazby]] mezi [[elementární částice|elementárními částicemi]] (takové částice bývají také označovány jako '''složené''').
Studiem částic ve [[fyzika|fyzice]] se zabývá především [[fyzika částic]], která se zaměřuje především na studium tzv. [[elementární částice|elementárních částic]] a dále částic, které vzniknou v důsledku [[vazba|vazby]] mezi [[elementární částice|elementárními částicemi]] (takové částice bývají také označovány jako '''složené''').


[[Fyzika částic]] se zabývá nejen částicemi, které byly pozorovány při experimentech, ale také tzv. '''hypotetickými částicemi''', tzn. částicemi, jejichž existence je předpovídána na základě [[teorie|teorií]], avšak zatím nebyly pozorovány.
[[Fyzika částic]] se zabývá nejen částicemi, které byly pozorovány při experimentech, ale také tzv. '''hypotetickými částicemi''', tzn. částicemi, jejichž existence je předpovídána na základě [[teorie|teorií]], avšak zatím nebyly pozorovány.


Mnohé částice se [[samovolný rozpad|samovolně rozpadají]] na jiné částice (např. [[Radioaktivita|radioaktivní rozpad]]) - takové částice se označují jako '''nestabilní'''. Částice, které se nerozpadají, bývají označovány jako '''[[stabilita|stabilní]] částice'''. Částice lze dělit do různých skupin podle mnoha kritérií.
Mnohé částice se [[samovolný rozpad|samovolně rozpadají]] na jiné částice (např. [[Radioaktivita|radioaktivní rozpad]]) takové částice se označují jako '''nestabilní'''. Částice, které se nerozpadají, bývají označovány jako '''[[stabilita|stabilní]] částice'''. Částice lze dělit do různých skupin podle mnoha kritérií.


== Dělení podle velikosti ==
== Dělení podle velikosti ==
Řádek 20: Řádek 20:
== Dělení podle fyzikální podstaty ==
== Dělení podle fyzikální podstaty ==
Podle fyzikální podstaty lze částice rozdělit na
Podle fyzikální podstaty lze částice rozdělit na
* '''látkové''' – částice, které tvoří stavební součásti [[hmota|hmotných]] [[látka|látek]]. Jejich [[klidová hmotnost]] je vždy větší než [[nula]], tedy nemohou se [[pohyb]]ovat [[rychlost světla|rychlostí světla]]. Ke každé [[látka|látkové částici]] existuje [[antičástice]]. [[elementární částice|Elementárními částicemi]] této skupiny jsou [[fermion]]y, konkrétně [[lepton]]y (např. [[elektron]]y, [[pozitron]]y, [[mion]]y, [[neutrino|neutrina]]) a [[kvark]]y. Z nich jsou složeny další látkové [[subatomární částice]] – [[mezon]]y a [[hadron]]y (např. [[proton]]y, [[antiproton]]y, [[neutron]]y apod.)
* '''látkové''' – částice, které tvoří stavební součásti [[hmota|hmotných]] [[látka|látek]]. Jejich [[klidová hmotnost]] je vždy větší než [[nula]], tedy nemohou se [[pohyb]]ovat [[rychlost světla|rychlostí světla]]. Ke každé [[látka|látkové částici]] existuje [[antičástice]]. [[elementární částice|Elementárními částicemi]] této skupiny jsou [[fermion]]y, konkrétně [[lepton]]y (např. [[elektron]]y, [[pozitron]]y, [[mion]]y, [[neutrino|neutrina]]) a [[kvark]]y. Z nich jsou složeny další látkové [[subatomární částice]] – [[mezon]]y a [[hadron]]y (např. [[proton]]y, [[antiproton]]y, [[neutron]]y apod.)
* '''polní''' – částice, které [[Intermediální částice|zprostředkují]] jednu ze [[Základní interakce|základních interakcí]]. Jedná se o [[boson]]y. Jejich klidová [[hmotnost]] může být [[nula|nulová]] (např. [[foton]], [[gluon]]) i nenulová (např. intermediální [[boson]]y [[slabá interakce|slabé interakce]] W<sup>+</sup>, W<sup>-</sup>, Z<sup>0</sup>).
* '''polní''' – částice, které [[Intermediální částice|zprostředkují]] jednu ze [[Základní interakce|základních interakcí]]. Jedná se o&nbsp;[[boson]]y. Jejich klidová [[hmotnost]] může být [[nula|nulová]] (např. [[foton]], [[gluon]]) i&nbsp;nenulová (např. intermediální [[boson]]y [[slabá interakce|slabé interakce]] W<sup>+</sup>, W<sup></sup>, Z<sup>0</sup>).


== Elementární částice ==
== Elementární částice ==
[[Elementární částice]] nemají vnitřní strukturu a jsou považovány za [[bodová částice|bodové]]. [[Elementární částice]] jsou základními objekty [[kvantová teorie pole|kvantové teorie pole]].
[[Elementární částice]] nemají vnitřní strukturu a&nbsp;jsou považovány za [[bodová částice|bodové]]. [[Elementární částice]] jsou základními objekty [[kvantová teorie pole|kvantové teorie pole]].


=== Standardní model ===
=== Standardní model ===
Elementární částice popisuje tzv. ''[[Standardní model]]''.
Elementární částice popisuje tzv. ''[[Standardní model]]''.


Dělí se na částice látkové a polní; vhodnou rozlišovací charakteristikou je jejich [[spin]]:
Dělí se na částice látkové a&nbsp;polní; vhodnou rozlišovací charakteristikou je jejich [[spin]]:
* Elementární '''částice [[látka|látky]]''' jsou vesměs [[fermion]]y, tedy částice s poločíselným spinem. Patří mezi ně '''[[lepton]]y''' (např. [[elektron]], [[neutrino]], [[pozitron]], [[mion]]) a '''[[kvark]]y'''. Ke každé elementární částici látky existuje odpovídající [[antičástice]].
* Elementární '''částice [[látka|látky]]''' jsou vesměs [[fermion]]y, tedy částice s&nbsp;poločíselným spinem. Patří mezi ně '''[[lepton]]y''' (např. [[elektron]], [[neutrino]], [[pozitron]], [[mion]]) a&nbsp;'''[[kvark]]y'''. Ke každé elementární částici látky existuje odpovídající [[antičástice]].
* Elementární '''částice [[fyzikální pole|pole]]''' (neboli ''[[intermediální částice]]'') jsou [[boson]]y, tedy částice s celočíselným [[spin]]em. Patří sem např. [[foton]], [[gluon]] nebo [[Higgsův boson]].
* Elementární '''částice [[fyzikální pole|pole]]''' (neboli ''[[intermediální částice]]'') jsou [[boson]]y, tedy částice s&nbsp;celočíselným [[spin]]em. Patří sem např. [[foton]], [[gluon]] nebo [[Higgsův boson]].


Všechny elementární částice [[standardní model|standardního modelu]] již byly experimentálně pozorovány.
Všechny elementární částice [[standardní model|standardního modelu]] již byly experimentálně pozorovány.


=== Hypotetické částice ===
=== Hypotetické částice ===
Různé fyzikální teorie předpovídají existenci dalších elementárních částic. Jedná se především o částice předpovídané na základě tzv. [[supersymetrie]]: [[skvarky]], [[sleptony]] (např. [[selektron]]), [[gluino]], [[neutralino|neutralina]] a [[chargino|chargina]]{{#tag:ref|Neutralino a chargino jsou supersymetrické částice odpovídající kombinaci supersymetrických partnerů neutrálních resp. nabitých částic elektroslabé interakce. Teorie supersymetrie nevyžaduje, aby jako supersymetrické částice vystupovaly přímé protějšky známých částic elektroslabé interakce po spontánním narušení elektroslabé symetrie ([[fotino]] k fotonu, [[zino]] k Z<sup>0</sup>, [[wino]] k W<sup>±</sup> a [[higgsino]]), ale jejich lineární kombinace (resp. lineární kombinace supersymetrických partnerů k částicím nenarušených elektroslabých polí B<sup>0</sup> a W<sup>0</sup>, W<sup>±</sup> s partnery higgsových částic).<ref name="">{{Citace elektronické monografie
Různé fyzikální teorie předpovídají existenci dalších elementárních částic. Jedná se především o&nbsp;částice předpovídané na základě tzv. [[supersymetrie]]: [[skvarky]], [[sleptony]] (např. [[selektron]]), [[gluino]], [[neutralino|neutralina]] a&nbsp;[[chargino|chargina]]{{#tag:ref|Neutralino a&nbsp;chargino jsou supersymetrické částice odpovídající kombinaci supersymetrických partnerů neutrálních resp. nabitých částic elektroslabé interakce. Teorie supersymetrie nevyžaduje, aby jako supersymetrické částice vystupovaly přímé protějšky známých částic elektroslabé interakce po spontánním narušení elektroslabé symetrie ([[fotino]] k&nbsp;fotonu, [[zino]] k&nbsp;Z<sup>0</sup>, [[wino]] k&nbsp;W<sup>±</sup> a&nbsp;[[higgsino]]), ale jejich lineární kombinace (resp. lineární kombinace supersymetrických partnerů k&nbsp;částicím nenarušených elektroslabých polí B<sup>0</sup> a&nbsp;W<sup>0</sup>, W<sup>±</sup> s&nbsp;partnery higgsových částic).<ref name="">{{Citace elektronické monografie
| příjmení = Martin
| příjmení = Martin
| jméno = Stephen P.
| jméno = Stephen&nbsp;P
| titul = A Supersymmetry Primer
| titul = A&nbsp;Supersymmetry Primer
| dostupnost = PDF
| dostupnost = PDF
| url = http://arxiv.org/pdf/hep-ph/9709356v6
| url = http://arxiv.org/pdf/hep-ph/9709356v6
| vydání = 6.
| vydání = 6
| datum vydání = září 2011
| datum vydání = září 2011
| strany = 90-107
| strany = 90–107
| id = arXiv:hep-ph/9709356v6
| id = arXiv:hep-ph/9709356v6
| jazyk = anglicky
| jazyk = anglicky
}}</ref>|group="pozn."}}. Mezi hypotetické částice lze v současné chvíli řadit také [[graviton]]. Jako příklad dalších hypotetických částic lze uvést např. [[tachyon]] nebo [[axion]].
}}</ref>|group="pozn."}}. Mezi hypotetické částice lze v&nbsp;současné chvíli řadit také [[graviton]]. Jako příklad dalších hypotetických částic lze uvést např. [[tachyon]] nebo [[axion]].


== Složené částice ==
== Složené částice ==
Složené částice lze rozdělit do několika hierarchických úrovní.
Složené částice lze rozdělit do několika hierarchických úrovní.


Do [[subatomární částice|subatomárních]] složených částic patří ze známých částic hadrony, hypoteticky se předpokládají i jiné exotické složené částice, např. leptokvarky (složené z leptonů a kvarků zároveň), kvarkovo-gluonové vázané stavy či gluebally (složené z gluonů).
Do [[subatomární částice|subatomárních]] složených částic patří ze známých částic hadrony, hypoteticky se předpokládají i&nbsp;jiné exotické složené částice, např. leptokvarky (složené z&nbsp;leptonů a&nbsp;kvarků zároveň), kvarkovo-gluonové vázané stavy či gluebally (složené z&nbsp;gluonů).


Vyššími hierarchickými úrovněmi jsou atomová jádra, ionty, atomy a molekuly.
Vyššími hierarchickými úrovněmi jsou atomová jádra, ionty, atomy a&nbsp;molekuly.


Hranice úrovní přitom nejsou ostré (proton je současně hadronem, atomovým jádrem i iontem vodíku H<sup>+</sup>; některé molekuly jsou jednoatomové).
Hranice úrovní přitom nejsou ostré (proton je současně hadronem, atomovým jádrem i&nbsp;iontem vodíku H<sup>+</sup>; některé molekuly jsou jednoatomové).
=== Hadrony ===
=== Hadrony ===
[[Hadron]]y jsou složené částice, které mohou obsahovat [[kvark]]y a [[antikvark]]y. [[Hadron]]y jsou částice schopné vzájemného silového působení prostřednictvím [[silná interakce|silné interakce]].
[[Hadron]]y jsou složené částice, které mohou obsahovat [[kvark]]y a&nbsp;[[antikvark]]y. [[Hadron]]y jsou částice schopné vzájemného silového působení prostřednictvím [[silná interakce|silné interakce]].


Hadrony se podle [[spin]]u a [[kvark]]ového složení dělí na v přírodě běžné:
Hadrony se podle [[spin]]u a&nbsp;[[kvark]]ového složení dělí na v&nbsp;přírodě běžné:
* [[mezon]]y - hadrony s celočíselným spinem složené z 1 kvarku a 1 antikvarku (patří mezi ně např. [[pion]], [[kaon]])
* [[mezon]]y hadrony s&nbsp;celočíselným spinem složené z&nbsp;1 kvarku a&nbsp;1 antikvarku (patří mezi ně např. [[pion]], [[kaon]])
* [[baryon]]y - hadrony s poločíselným spinem složené ze 3 kvarků (patří mezi ně např. [[proton]], [[neutron]], [[hyperon]]y);
* [[baryon]]y hadrony s&nbsp;poločíselným spinem složené ze 3 kvarků (patří mezi ně např. [[proton]], [[neutron]], [[hyperon]]y);
a exotické nově objevené složené částice:
a&nbsp;exotické nově objevené složené částice:
* [[tetrakvark]]y - s celočíselným spinem, složené ze 2 kvarků a 2 antikvarků;<ref name="Mihulka_2013a">{{Citace elektronického periodika
* [[tetrakvark]]y s&nbsp;celočíselným spinem, složené ze 2 kvarků a&nbsp;2 antikvarků;<ref name="Mihulka_2013a">{{Citace elektronického periodika
| příjmení = Mihulka
| příjmení = Mihulka
| jméno = Stanislav
| jméno = Stanislav
| titul = Nová příšera v zoo: Nejspíš ulovili tetrakvark!
| titul = Nová příšera v&nbsp;zoo: Nejspíš ulovili tetrakvark!
| periodikum = OSEL.cz
| periodikum = OSEL.cz
| rok vydání = 2013
| rok vydání = 2013
| měsíc vydání = červen
| měsíc vydání = červen
| den vydání = 19.
| den vydání = 19
| url = http://www.osel.cz/index.php?clanek=6978
| url = http://www.osel.cz/index.php?clanek=6978
}}</ref><ref name="Mihulka_2013b">{{Citace elektronického periodika
}}</ref><ref name="Mihulka_2013b">{{Citace elektronického periodika
Řádek 81: Řádek 81:
| rok vydání = 2013
| rok vydání = 2013
| měsíc vydání = listopad
| měsíc vydání = listopad
| den vydání = 11.
| den vydání = 11
| url = http://www.osel.cz/index.php?clanek=7262
| url = http://www.osel.cz/index.php?clanek=7262
}}</ref>
}}</ref>
* [[pentakvark]]y - s poločíselným spinem, složené ze 4 kvarků a 1 antikvarku;<ref name="arXiv">{{Citace elektronické monografie
* [[pentakvark]]y s&nbsp;poločíselným spinem, složené ze 4 kvarků a&nbsp;1 antikvarku;<ref name="arXiv">{{Citace elektronické monografie
| korporace = LHCb collaboration
| korporace = LHCb collaboration
| titul = Observation of J/ψp resonances consistent with pentaquark states in Λ<sub>b</sub>''<sup>0</sup>''→J/ψK−p decays
| titul = Observation of J/ψp resonances consistent with pentaquark states in Λ<sub>b</sub>''<sup>0</sup>''→J/ψK−p decays
Řádek 90: Řádek 90:
| dostupnost2 = PDF
| dostupnost2 = PDF
| url2 = http://arxiv.org/pdf/1507.03414v1
| url2 = http://arxiv.org/pdf/1507.03414v1
| dostupnost3 =
| dostupnost3 =
| url3 =
| url3 =
| vydání = 1
| vydání = 1
| typ vydání =
| typ vydání =
| vydavatel = CERN
| vydavatel = CERN
| datum vydání = 2015-07-13
| datum vydání = 2015-07-13
| strany = 1-48
| strany = 1–48
| isbn =
| isbn =
| doi =
| doi =
| id = arXiv:1507.03414
| id = arXiv:1507.03414
| jazyk = anglicky
| jazyk = anglicky
Řádek 111: Řádek 111:
| url = http://www.osel.cz/8328-na-velkem-hadronovem-srazeci-chytili-pentakvarky.html
| url = http://www.osel.cz/8328-na-velkem-hadronovem-srazeci-chytili-pentakvarky.html
}}</ref>
}}</ref>
* [[dibaryon]]y - s celočíselným spinem, složené ze 6 kvarků.<ref name="PhysOrg_2014">{{Citace elektronického periodika
* [[dibaryon]]y s&nbsp;celočíselným spinem, složené ze 6 kvarků.<ref name="PhysOrg_2014">{{Citace elektronického periodika
| titul = Quarks in six-packs: Exotic Particle Confirmed
| titul = Quarks in six-packs: Exotic Particle Confirmed
| periodikum = Phys.org
| periodikum = Phys.org
Řádek 122: Řádek 122:
| příjmení = Mihulka
| příjmení = Mihulka
| jméno = Stanislav
| jméno = Stanislav
| titul = Dibaryon ze šesti kvarků potvrzen v urychlovači COSY
| titul = Dibaryon ze šesti kvarků potvrzen v&nbsp;urychlovači COSY
| periodikum = OSEL.cz
| periodikum = OSEL.cz
| rok vydání = 2014
| rok vydání = 2014
| měsíc vydání = červen
| měsíc vydání = červen
| den vydání = 16.
| den vydání = 16
| url = http://www.osel.cz/index.php?clanek=7644
| url = http://www.osel.cz/index.php?clanek=7644
}}</ref>.
}}</ref>.


=== Atomové jádro ===
=== Atomové jádro ===
[[Atomové jádro]] je složeno z [[proton]]ů a [[neutron]]ů. Každý typ jádra obsahuje určitý počet [[proton]]ů a [[neutron]]ů ([[nuklid]], [[izotop]]). [[jaderná reakce|Jadernými reakcemi]] lze měnit [[nuklid]] na jiný. Na studium [[atomové jádro|atomového jádra]] se zaměřuje [[jaderná fyzika]].
[[Atomové jádro]] je složeno z&nbsp;[[proton]]ů a&nbsp;[[neutron]]ů. Každý typ jádra obsahuje určitý počet [[proton]]ů a&nbsp;[[neutron]]ů ([[nuklid]], [[izotop]]). [[jaderná reakce|Jadernými reakcemi]] lze měnit [[nuklid]] na jiný. Na studium [[atomové jádro|atomového jádra]] se zaměřuje [[jaderná fyzika]].


=== Atomy a ionty ===
=== Atomy a&nbsp;ionty ===
[[Atom]]y jsou nejmenší [[neutrální částice]], na něž lze [[hmota|hmotu]] rozdělit [[chemická reakce|chemickou reakcí]]. Atomy jsou složeny z malého, hmotného [[atomové jádro|atomového jádra]], které je obklopeno relativně velkým a lehkým [[elektronový obal|elektronovým obalem]]. Každý typ [[atom]]u odpovídá určitému [[chemický prvek|chemickému prvku]] (viz [[periodická tabulka]]).
[[Atom]]y jsou nejmenší [[neutrální částice]], na něž lze [[hmota|hmotu]] rozdělit [[chemická reakce|chemickou reakcí]]. Atomy jsou složeny z&nbsp;malého, hmotného [[atomové jádro|atomového jádra]], které je obklopeno relativně velkým a&nbsp;lehkým [[elektronový obal|elektronovým obalem]]. Každý typ [[atom]]u odpovídá určitému [[chemický prvek|chemickému prvku]] (viz [[periodická tabulka]]).


Nerovnováha [[elektrický náboj|elektrického náboje]] mezi [[atomové jádro|atomovým jádrem]] a [[elektronový obal|elektronovým obalem]] vede ke vzniku [[Ion|iontů]] ([[kationt]]y a [[aniont]]y). Na atomy se zaměřuje [[atomová fyzika]] a také [[chemie]].
Nerovnováha [[elektrický náboj|elektrického náboje]] mezi [[atomové jádro|atomovým jádrem]] a&nbsp;[[elektronový obal|elektronovým obalem]] vede ke vzniku [[Ion|iontů]] ([[kationt]]y a&nbsp;[[aniont]]y). Na atomy se zaměřuje [[atomová fyzika]] a&nbsp;také [[chemie]].


=== Molekuly ===
=== Molekuly ===
Molekuly jsou nejmenší částice, na které lze hmotu rozdělit se zachováním vlastností dané [[hmota|hmoty]] (molekuly jsou tedy základní částice nesoucí vlastnosti celku). Každá molekula odpovídá určité chemické [[Chemická sloučenina|sloučenině]]. Molekuly jsou složeny z jednoho nebo více [[atom]]ů. Studiem molekul se zabývá [[chemie]].
Molekuly jsou nejmenší částice, na které lze hmotu rozdělit se zachováním vlastností dané [[hmota|hmoty]] (molekuly jsou tedy základní částice nesoucí vlastnosti celku). Každá molekula odpovídá určité chemické [[Chemická sloučenina|sloučenině]]. Molekuly jsou složeny z&nbsp;jednoho nebo více [[atom]]ů. Studiem molekul se zabývá [[chemie]].


== Kvazičástice ==
== Kvazičástice ==
Při studiu hmoty obsahují často [[rovnice]], které danou hmotu popisují, také řešení, které je velmi podobné přítomnosti nějaké částice. Jedná se o určitý druh kolektivních [[kvantová mechanika|kvantových stavů]] (víceatomové [[elektronový obal|elektronové]] stavy v látce, např. [[excitace]] [[krystalová mřížka|atomové mřížky]], více[[nukleon]]ové stavy v atomovém jádře apod.), které jsou nejen výpočetním konstruktem, ale mohou mít konkrétní reálné projevy (přenos [[energie]], [[hybnost]]i, [[elektrický náboj|elektrického náboje]], [[magnetický moment|magnetického momentu]], statistické chování podle [[spin]]u apod.). Označují se jako '''kvazičástice'''. Příkladem jsou [[elektronová díra|elektronové díry]], [[fonon]]y, [[magnon]]y nebo [[plazmon (kvazičástice)|plazmony]].
Při studiu hmoty obsahují často [[rovnice]], které danou hmotu popisují, také řešení, které je velmi podobné přítomnosti nějaké částice. Jedná se o&nbsp;určitý druh kolektivních [[kvantová mechanika|kvantových stavů]] (víceatomové [[elektronový obal|elektronové]] stavy v&nbsp;látce, např. [[excitace]] [[krystalová mřížka|atomové mřížky]], více[[nukleon]]ové stavy v&nbsp;atomovém jádře apod.), které jsou nejen výpočetním konstruktem, ale mohou mít konkrétní reálné projevy (přenos [[energie]], [[hybnost]]i, [[elektrický náboj|elektrického náboje]], [[magnetický moment|magnetického momentu]], statistické chování podle [[spin]]u apod.). Označují se jako '''kvazičástice'''. Příkladem jsou [[elektronová díra|elektronové díry]], [[fonon]]y, [[magnon]]y nebo [[plazmon (kvazičástice)|plazmony]].


Kvazičástice mohou mít velmi exotické vlastnosti, které jsou pro normální částice vyloučené. Např. v tzv. zlomkovém [[Kvantový Hallův jev|kvantovém Hallově jevu]] se vyskytují kvazičástice s [[elektrický náboj|elektrickým nábojem]] rovným zlomkové části (např. pětině) [[Elementární náboj|elementárního náboje]]; ve "dvourozměrných" kvantových strukturách (jednoatomové vrstvy apod.) je možno realizovat kvazičástice, jejichž statistické chování je mezi [[fermion]]y a [[boson]]y (tzv. anyony<ref>[http://focus.aps.org/story/v16/st14 Anyon There? (''Physical Review Focus'')]</ref>). Byly též prokázány kvazičástice chovající se jako [[magnetický monopól]].<ref>[http://www.osel.cz/index.php?obsah=6&akce=showall&clanek=4602&id_c=106201 První přímý důkaz existence magnetického monopólu (''OSEL - Objective Source E-Learning'')]</ref>
Kvazičástice mohou mít velmi exotické vlastnosti, které jsou pro normální částice vyloučené. Např. v&nbsp;tzv. zlomkovém [[Kvantový Hallův jev|kvantovém Hallově jevu]] se vyskytují kvazičástice s&nbsp;[[elektrický náboj|elektrickým nábojem]] rovným zlomkové části (např. pětině) [[Elementární náboj|elementárního náboje]]; ve „dvourozměrných“ kvantových strukturách (jednoatomové vrstvy apod.) je možno realizovat kvazičástice, jejichž statistické chování je mezi [[fermion]]y a&nbsp;[[boson]]y (tzv. anyony<ref>[http://focus.aps.org/story/v16/st14 Anyon There? (''Physical Review Focus'')]</ref>). Byly též prokázány kvazičástice chovající se jako [[magnetický monopól]].<ref>[http://www.osel.cz/index.php?obsah=6&akce=showall&clanek=4602&id_c=106201 První přímý důkaz existence magnetického monopólu (''OSEL Objective Source E-Learning'')]</ref>


== Virtuální částice ==
== Virtuální částice ==
Virtuální částice jsou takové částice, které existují pouze v omezeném [[čas]]e a [[prostor]]u. Jejich [[energie]] a [[hybnost]] nemohou být v důsledku [[Heisenbergovy relace neurčitosti|Heisenbergových relací neurčitosti]] určeny přesně.<ref>
Virtuální částice jsou takové částice, které existují pouze v&nbsp;omezeném [[čas]]e a&nbsp;[[prostor]]u. Jejich [[energie]] a&nbsp;[[hybnost]] nemohou být v&nbsp;důsledku [[Heisenbergovy relace neurčitosti|Heisenbergových relací neurčitosti]] určeny přesně.<ref>
{{Citace elektronické monografie
{{Citace elektronické monografie
| příjmení = Havránek
| příjmení = Havránek
Řádek 157: Řádek 157:
| datum přístupu = 2012-1-10
| datum přístupu = 2012-1-10
| jazyk =
| jazyk =
}}</ref> Virtuální částice se v mnoha směrech chovají jako reálné částice, např. pro ně platí [[zákon zachování|zákony zachování]].
}}</ref> Virtuální částice se v&nbsp;mnoha směrech chovají jako reálné částice, např. pro ně platí [[zákon zachování|zákony zachování]].


== Poznámky ==
== Poznámky ==
Řádek 173: Řádek 173:
* [[Kapalina]]
* [[Kapalina]]
* [[Plyn]]
* [[Plyn]]
* [[Dualita částice a vlnění]]
* [[Dualita částice a vlnění|Dualita částice a&nbsp;vlnění]]
* [[Volná částice]]
* [[Volná částice]]



Verze z 16. 7. 2015, 16:39

Tento článek je o fyzice. Další významy jsou uvedeny na stránce Částice (rozcestník).

Částice je velmi malá část hmoty, která se projevuje svými charakteristickými vlastnostmi (energií, hmotností, elektrickým nábojem, spinem, chemickou reaktivností, dobou života, aj.).

Studiem částic ve fyzice se zabývá především fyzika částic, která se zaměřuje především na studium tzv. elementárních částic a dále částic, které vzniknou v důsledku vazby mezi elementárními částicemi (takové částice bývají také označovány jako složené).

Fyzika částic se zabývá nejen částicemi, které byly pozorovány při experimentech, ale také tzv. hypotetickými částicemi, tzn. částicemi, jejichž existence je předpovídána na základě teorií, avšak zatím nebyly pozorovány.

Mnohé částice se samovolně rozpadají na jiné částice (např. radioaktivní rozpad) – takové částice se označují jako nestabilní. Částice, které se nerozpadají, bývají označovány jako stabilní částice. Částice lze dělit do různých skupin podle mnoha kritérií.

Dělení podle velikosti

Pro technologické účely se často používá dělení podle velikosti na

Dělení podle fyzikální podstaty

Podle fyzikální podstaty lze částice rozdělit na

Elementární částice

Elementární částice nemají vnitřní strukturu a jsou považovány za bodové. Elementární částice jsou základními objekty kvantové teorie pole.

Standardní model

Elementární částice popisuje tzv. Standardní model.

Dělí se na částice látkové a polní; vhodnou rozlišovací charakteristikou je jejich spin:

Všechny elementární částice standardního modelu již byly experimentálně pozorovány.

Hypotetické částice

Různé fyzikální teorie předpovídají existenci dalších elementárních částic. Jedná se především o částice předpovídané na základě tzv. supersymetrie: skvarky, sleptony (např. selektron), gluino, neutralinachargina[pozn. 1]. Mezi hypotetické částice lze v současné chvíli řadit také graviton. Jako příklad dalších hypotetických částic lze uvést např. tachyon nebo axion.

Složené částice

Složené částice lze rozdělit do několika hierarchických úrovní.

Do subatomárních složených částic patří ze známých částic hadrony, hypoteticky se předpokládají i jiné exotické složené částice, např. leptokvarky (složené z leptonů a kvarků zároveň), kvarkovo-gluonové vázané stavy či gluebally (složené z gluonů).

Vyššími hierarchickými úrovněmi jsou atomová jádra, ionty, atomy a molekuly.

Hranice úrovní přitom nejsou ostré (proton je současně hadronem, atomovým jádrem i iontem vodíku H+; některé molekuly jsou jednoatomové).

Hadrony

Hadrony jsou složené částice, které mohou obsahovat kvarkyantikvarky. Hadrony jsou částice schopné vzájemného silového působení prostřednictvím silné interakce.

Hadrony se podle spinukvarkového složení dělí na v přírodě běžné:

  • mezony – hadrony s celočíselným spinem složené z 1 kvarku a 1 antikvarku (patří mezi ně např. pion, kaon)
  • baryony – hadrony s poločíselným spinem složené ze 3 kvarků (patří mezi ně např. proton, neutron, hyperony);

a exotické nově objevené složené částice:

  • tetrakvarky – s celočíselným spinem, složené ze 2 kvarků a 2 antikvarků;[2][3]
  • pentakvarky – s poločíselným spinem, složené ze 4 kvarků a 1 antikvarku;[4][5]
  • dibaryony – s celočíselným spinem, složené ze 6 kvarků.[6][7].

Atomové jádro

Atomové jádro je složeno z protonůneutronů. Každý typ jádra obsahuje určitý počet protonůneutronů (nuklid, izotop). Jadernými reakcemi lze měnit nuklid na jiný. Na studium atomového jádra se zaměřuje jaderná fyzika.

Atomy a ionty

Atomy jsou nejmenší neutrální částice, na něž lze hmotu rozdělit chemickou reakcí. Atomy jsou složeny z malého, hmotného atomového jádra, které je obklopeno relativně velkým a lehkým elektronovým obalem. Každý typ atomu odpovídá určitému chemickému prvku (viz periodická tabulka).

Nerovnováha elektrického náboje mezi atomovým jádremelektronovým obalem vede ke vzniku iontů (kationtyanionty). Na atomy se zaměřuje atomová fyzika a také chemie.

Molekuly

Molekuly jsou nejmenší částice, na které lze hmotu rozdělit se zachováním vlastností dané hmoty (molekuly jsou tedy základní částice nesoucí vlastnosti celku). Každá molekula odpovídá určité chemické sloučenině. Molekuly jsou složeny z jednoho nebo více atomů. Studiem molekul se zabývá chemie.

Kvazičástice

Při studiu hmoty obsahují často rovnice, které danou hmotu popisují, také řešení, které je velmi podobné přítomnosti nějaké částice. Jedná se o určitý druh kolektivních kvantových stavů (víceatomové elektronové stavy v látce, např. excitace atomové mřížky, vícenukleonové stavy v atomovém jádře apod.), které jsou nejen výpočetním konstruktem, ale mohou mít konkrétní reálné projevy (přenos energie, hybnosti, elektrického náboje, magnetického momentu, statistické chování podle spinu apod.). Označují se jako kvazičástice. Příkladem jsou elektronové díry, fonony, magnony nebo plazmony.

Kvazičástice mohou mít velmi exotické vlastnosti, které jsou pro normální částice vyloučené. Např. v tzv. zlomkovém kvantovém Hallově jevu se vyskytují kvazičástice s elektrickým nábojem rovným zlomkové části (např. pětině) elementárního náboje; ve „dvourozměrných“ kvantových strukturách (jednoatomové vrstvy apod.) je možno realizovat kvazičástice, jejichž statistické chování je mezi fermionybosony (tzv. anyony[8]). Byly též prokázány kvazičástice chovající se jako magnetický monopól.[9]

Virtuální částice

Virtuální částice jsou takové částice, které existují pouze v omezeném časeprostoru. Jejich energiehybnost nemohou být v důsledku Heisenbergových relací neurčitosti určeny přesně.[10] Virtuální částice se v mnoha směrech chovají jako reálné částice, např. pro ně platí zákony zachování.

Poznámky

  1. Neutralino a chargino jsou supersymetrické částice odpovídající kombinaci supersymetrických partnerů neutrálních resp. nabitých částic elektroslabé interakce. Teorie supersymetrie nevyžaduje, aby jako supersymetrické částice vystupovaly přímé protějšky známých částic elektroslabé interakce po spontánním narušení elektroslabé symetrie (fotino k fotonu, zino k Z0, wino k W±higgsino), ale jejich lineární kombinace (resp. lineární kombinace supersymetrických partnerů k částicím nenarušených elektroslabých polí B0 a W0, W± s partnery higgsových částic).[1]

Reference

  1. MARTIN, Stephen P. A Supersymmetry Primer [online]. 6. vyd. Září 2011. S. 90–107. PDF. arXiv:hep-ph/9709356v6. (anglicky) 
  2. MIHULKA, Stanislav. Nová příšera v zoo: Nejspíš ulovili tetrakvark!. OSEL.cz [online]. 19. červen 2013. Dostupné online. 
  3. MIHULKA, Stanislav. Objevíme celou novou rodinu tetrakvarků?. OSEL.cz [online]. 11. listopad 2013. Dostupné online. 
  4. LHCb collaboration. Observation of J/ψp resonances consistent with pentaquark states in Λb0→J/ψK−p decays [online]. 1. vyd. CERN, 2015-07-13. S. 1–48. Dostupné online. PDF [1]. arXiv:1507.03414. (anglicky) 
  5. MIHULKA, Stanislav. Na Velkém hadronovém srážeči chytili pentakvarky. OSEL.cz [online]. 14. červenec 2015. Dostupné online. 
  6. Quarks in six-packs: Exotic Particle Confirmed. Phys.org [online]. 6. červen 2014. Dostupné online. (anglicky) 
  7. MIHULKA, Stanislav. Dibaryon ze šesti kvarků potvrzen v urychlovači COSY. OSEL.cz [online]. 16. červen 2014. Dostupné online. 
  8. Anyon There? (Physical Review Focus)
  9. První přímý důkaz existence magnetického monopólu (OSEL – Objective Source E-Learning)
  10. HAVRÁNEK, Miroslav. Je možné zviditelnit virtuální částice? [online]. Štefánikova hvězdárna, 2011-12-19 [cit. 2012-01-10]. Dostupné online. 

Související články

Externí odkazy

  • Slovníkové heslo částice ve Wikislovníku