Lista particulelor

Acest articol este o listă de particule din fizica particulelor , inclusiv particule elementare cunoscute și ipotetice în prezent, precum și particulele compozite care pot fi construite din ele.

Particulele elementare

O particulă elementară este o particulă care nu are o structură internă măsurabilă, adică nu este alcătuită din alte particule. Acestea sunt obiectele fundamentale ale teoriei câmpului cuantic .

Particulele elementare pot fi clasificate în funcție de rotația lor :

de fermioni cu un spin jumătate de număr întreg , care constituie materia universului,
a bosonii cu rotire întreagă și care dau naștere unor forțe care acționează între particulele de materie. Ele mai sunt numite „particule purtătoare de forță” sau „particule virtuale”.

Model standard

Modelul standard descrie starea actuală a cunoașterii particulelor elementare. Toate particulele modelului standard au fost observate cu certitudine. Bosonul Higgs a fost descoperit la Cern în 2012/2013. Descoperirea acestei particule responsabile de masa universului reprezintă o confirmare puternică a modelului standard.

Fermiuni (rotire pe jumătate întregi)

Cei fermioni au o jumătate de număr întreg de spin; pentru toți fermionii elementari cunoscuți, este ½. Fiecare fermion are propriul său antiparticulă distinctă. Fermiunile sunt elementele de bază ale materiei. Acestea sunt clasificate în funcție de interacțiunea prin interacțiunea puternică sau nu. Conform modelului standard, există douăsprezece arome de fermioni elementari: șase quarcuri și șase leptoni .

Quark interacționează prin intermediul interacțiunii puternice. Antiparticulele lor respective sunt antiquark-urile. Există șase arome de quarks:

Generaţie	Nume / aromă		Încărcare electrică ( e )	Masă ( MeV )	Antiquark
1	Sus	$tu$	+2/3	1,5 până la 4	Anti-up	$(\ overline {u})$
1	Jos	$d$	−1/3	4-8	Anti-jos	$(\ overline {d})$
2	Ciudat	$s$	−1/3	80 la 130	Anti-ciudat	$(\ overline {s})$
2	Farmec	$vs.$	+2/3	1150-1350	Anti-farmec	$(\ overline {c})$
3	Fund	$b$	−1/3	4.100 la 4.400	Anti-fund	$(\ overline {b})$
3	top	$t$	+2/3	170.900 ± 1.800	Anti-top	$(\ overline {t})$

De leptoni nu interacționează prin interacțiunea puternică. Antiparticulele lor respective sunt antileptonii (deși antiparticulele electronului se numesc pozitroni din motive istorice). Există șase arome de leptoni:

Lepton încărcat / antiparticulă				Neutrino / antineutrino
Numele de familie	Simbol	Încărcare electrică ( e )	Masă ( MeV )	Numele de familie	Simbol	Încărcare electrică ( e )	Masă ( MeV )
Electron / Pozitron	$e ^ {-} \, / \, e ^ {+}$	−1 / +1	0,511	Neutrino electronic / antineutrino electronic	$\ nu _ {e} \, / \, \ overline {\ nu} _ {e}$	0	<0,0000022
Muon / Antimuon	$\ mu ^ {-} \, / \, \ mu ^ {+}$	−1 / +1	105,7	Neutrino muonic / antineutrino muonic	$\ nu _ {\ mu} \, / \, \ overline {\ nu} _ {\ mu}$	0	<0,17
Tauon / Antitauon	$\ tau ^ {-} \, / \, \ tau ^ {+}$	−1 / +1	1.777	Tauic Neutrino / Tauic Antineutrino	$\ nu _ {\ tau} \, / \, \ overline {\ nu} _ {\ tau}$	0	<15,5

Notă: Știm că masele de neutrini nu sunt zero din cauza efectului de oscilație , dar sunt suficient de scăzute pentru a nu fi fost măsurate direct în 2006.

Bosoni (rotire întreagă)

De Bosonii au de spin integrală. În interacțiunile elementare sunt transmise de bosoni gauge , iar masa lor este teoretic creat de bosonul Higgs . Conform modelului standard, bosonii elementari sunt:

Numele de familie	Umplutură ( e )	A învârti	Masă ( GeV )	Interacţiune
Foton	0	1	0	Electromagnetismul
W ±	± 1	1	80.4	Interacțiune slabă
Z 0	0	1	91.2	Interacțiune slabă
Gluon	0	1	0	Interacțiune puternică
Higgs	0	0	> 115	Interacțiunea în masă

Bosonul Higgs (de la zero de spin) este prezis de teoria electroslab . 4 iulie 2012, CERN a anunțat că semnale care ar putea corespunde cu bosonul Higgs au fost găsite în două experimente independente. În mecanismul Higgs al modelului standard, bosonul Higgs este creat prin ruperea spontană a simetriei câmpului Higgs. Masa intrinsecă a particulelor elementare (în special cea a bosonilor W și Z) se explică prin interacțiunea lor cu acest câmp.

Particule hipotetice

Teoriile supersimetrice prezic existența a mai multor particule, niciuna nu a fost confirmată experimental în 2009:
- neutralino ( de spin ½) este o superpoziție a Photino (superpartner fotonului), a Zino (superpartner din Z bosonului) și a Higgsino (superpartner bozonului Higgs). Acesta este principalul candidat pentru materia întunecată . Superpartenerii bosonilor încărcați sunt numiți charginos .
- photino ( de spin ½) este superpartner de fotoni .
- gravitino ( de spin 3/2) este superpartner a gravitonului în teoriile supergravitatie .
- a sleptons și Squarks (spin - 0s) sunt superpartners fermioni modelul standard. Stopul squark (superpartener al quarkului superior) este presupus a fi ușor și este adesea subiectul cercetărilor experimentale.
- supersimetria asociază un boson cu fiecare fermion și invers:
  - squark , superpartener de boson al quarkului (fermion)
  - SELECTRON , superpartner electronului (fermion)
  - sneutrino , superpartner bozonice neutrino (Fermion)
  - gluino gluonului, fermion superpartner (boson)
  - photino , superpartner fotonului (boson)

Alte teorii prezic existența unor bosoni suplimentari:
- gravitonului (spin - 2) a fost propus ca un vector de gravitate în gravitație cuantice teorii .
- graviscalaire (spin - 0).
- Axionul (rotire 0) este o particulă pseudo scalare introdus de teoria Peccei-Quinn , în scopul de a rezolva problema absenței violarea simetriei CP in cromodinamicii cuantice .
- Saxion ( de spin 0) și axino ( de spin 1/2) Forma cu Axionul un super-multiplet în extensiile supersimetrici ale teoriei Peccei-Quinn.
- X bosonul și bosonul Y , au prezis unificarea marilor teorii ca mai multe echivalente masive ale W și Z bosonii.
- foton magnetic .

Monopolul magnetic este numele generic pentru particule cu o încărcătură magnetică non-zero; sunt prezise de anumite teorii ale marii uniri.
Tahionică este o particulă ipotetică care se deplasează mai repede decât viteza luminii și are un imaginar masa de repaus .
Preon a fost o structură teoretică de cuarci și leptoni, dar acceleratoare nu au dovedit existența lor.

Particule compozite

Hadroni

Cele hadronii sunt particule compuse utilizând interacțiunea puternică . Dacă este o familie formată din:

mezoni , particule compuse din 2 quark,
barioni , particule compuse din 3 quarks,
tetraquark , particule compuse din 4 quarks,
pentaquark , particule compuse din 5 quarks,

Modelul de quark, propus în 1964 de Murray Gell-Mann și George Zweig (independent), descrie hadronii ca fiind compuși din quarkuri și antiquark- uri de valență, legate de interacțiunea puternică, care este transmisă de gluoni . O „mare” de perechi virtuale quark-antiquark este de asemenea prezentă în fiecare hadron.

Mezonii

Pentru o listă detaliată, consultați Meson .

Cele mezonilor obișnuite conțin un quarc de valență și o antiquarc valență și includ pin , kaon , mezon J / Ψ . În modelele hadrodinamice cuantice , interacțiunea puternică dintre nucleoni este transmisă de mezoni.

Ar putea exista mezoni exotici. Semnătura lor a fost detectată, dar existența lor este încă incertă:

Mingea lipici este format din gluoni legate și nu are nici un quarc de valență.
Cei hibrizi sunt formate din unul sau mai mulți cuarci sau anticuarcii valență și unul sau mai mulți gluoni.

Barioni

Pentru o listă detaliată, consultați Baryon .

Cele barionii obișnuite conțin trei cuarci sau anticuarcii valență:

Cele nucleonii sunt componente ale fermionice standarde nuclee atomice:
- Proton
- Neutron
De hyperons ca particulele, Σ X, Ξ și uj, care conțin unul sau mai mulți cuarci ciudat , au o durată de viață scurtă și sunt mai masive decât nucleonii.
S- au observat câțiva barioni cu farmec și quarks de fund .

Nucleii atomici

Nucleul atomic este alcătuit din protoni și neutroni. Fiecare tip de nucleu conține un număr specific din aceste două particule și se numește izotop .

Atomi

Cei atomii sunt cele mai mici particule neutre din punct de vedere al reacțiilor chimice . Un atom constă dintr-un nucleu atomic înconjurat de un nor electronic . Fiecare tip de atom corespunde unui anumit element chimic .

Molecule

Cele moleculele sunt cele mai mici particule în care o substanță non-elementar poate fi divizat păstrând în același timp proprietățile sale fizice. Moleculele sunt compuși ai mai multor atomi.

Materie condensată

Ecuațiile de câmp ale fizicii materiei condensate sunt remarcabil de similare cu cele ale fizicii particulelor. Ca rezultat, cea mai mare parte a fizicii particulelor se aplică materiei condensate; în special, anumite excitații de câmp numite cvasiparticule pot fi create și studiate:

Cele fononii sunt moduri de vibrație în cadrul unei structuri cristaline .
Cele excitonilor sunt stări legate de un electron și o gaură .
De plasmonilor sunt excitații coerente ale plasmei .
Cele polaritons sunt amestecuri de fotoni și alte cvasi-particule.
Cele polaroni sunt cvasi-particule încărcate și pe drum, înconjurat de ioni într - un material.
De Magnon sunt excitații coerente de rotiri ale electronilor unui material.

Alte

Un goldstino este un fermion Goldstone produs prin ruperea spontană a supersimetriei

Categorizarea după viteză

Un bradion (sau tardyon) se mișcă mai lent decât lumina și are o masă diferită de zero.
Un luxon călătorește cu viteza luminii și are masă zero.
Un tahion este o particulă ipotetică care se mișcă mai repede decât viteza luminii și, prin urmare, posedă o masă imaginară . Existența tahionilor ar pune multe probleme conceptuale: de exemplu, ar exista tahioni cu energie zero, care ar putea fi emise în perechi în vid.

Articole similare

Referințe

O scurtă istorie a timpului. De la Big Bang la găurile negre. Hawking (1989)
http://home.web.cern.ch/topics/higgs-boson
(ro) „ Măsurători de laborator și limite pentru proprietățile neutrino ” .