Lys van deeltjies

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Spring na: navigasie, soek

Die lys van deeltjies of partikels bevat die verskillende soorte deeltjies wat vermoedelik in die heelal bestaan. Dit sluit in elementêre deeltjies sowel as saamgestelde deeltjies.

Elementêre deeltjies[wysig]

Die Standaardmodel van elementêre deeltjies.

Elementêre deeltjies is deeltjies wat nie in kleiner dele opgedeel kan word nie. Hulle is basiese voorwerpe van die kwantumveldteorie. Talle families en subfamilies van elementêre deeltjies bestaan. Hulle word geklassifiseer volgens hul spin. Fermione het ’n halftallige en bosone ’n heeltallige spin. Alle deeltjies van die Standaardmodel is in eksperimente waargeneem, insluitende die Higgs-boson wat vermoedelik onlangs ontdek is.

Fermione[wysig]

Fermione is een van die twee basiese groepe deeltjies – die ander een is bosone. Fermione word omskryf deur die Fermi-Dirac-statistiek en het kwantumgetalle wat omskryf word deur die Uitsluitingsbeginsel van Pauli. Hulle sluit die kwarke en leptone in, sowel as enige saamgestelde deeltjies wat bestaan uit ’n ongelyke getal van dié deeltjies, soos alle barione en talle atome en kerns.

Fermione het ’n halftallige spin; vir alle bekende elementêre fermione is dit 12. Alle bekende fermione is ook Dirac-fermione, dus het elkeen sy eie antideeltjie. Dit is onbekend of die neutrino ’n Dirac-fermion is of ’n Majorana-fermion (wat sy eie antideeltjie is).[1] Fermione is die basiese boustene van alle materie. Hulle word geklassifiseer volgens die feit of hul wisselwerking via die kleurkrag is of nie. In die Standaardmodel is daar 12 soorte elementêre fermione: ses kwarke en ses leptone.

Kwarke[wysig]

Kwarke is die basiese bestanddele van hadrone en hul wisselwerking vind plaas via die sterk wisselwerking. Kwarke is die enigste elementêre deeltjies met ’n nievoltallige elektriese lading, maar omdat hulle voorkom in groepe van drie (barione) of in groepe van twee saam met antikwarke (mesone), word net heeltallige ladings in die natuur waargeneem. Hul onderskeie antideeltjies is die antikwarke wat identies is, behalwe dat hulle ’n teenoorgestelde elektriese lading, kleurlading en bariongetal het (die op-kwark het byvoorbeeld ’n lading van +23, terwyl die op-antikwark ’n lading van −23 het). Daar is ses aromas by kwarke; die drie kwarke met ’n positiewe lading word op-tipe kwarke genoem en dié met ’n negatiewe lading af-tipe kwarke.

Kwarke
Naam Simbool Antideeltjie Lading
(e)
Massa (MeV/c2)
op u anti-op +23 1,5 – 3,3
af d anti-af 13 3,5 – 6,0
sjarme c anti-sjarme +23 1 160 – 1 340
vreemd s anti-vreemd 13 70 – 130
bo t anti-bo +23 169 100 – 173 300
onder b anti-onder 13 4 130 – 4 370

Leptone[wysig]

Leptone se wisselwerking vind nie plaas via die sterk wisselwerking nie. Hul onderskeie antideeltjies is die antileptone wat identies is behalwe dat hulle ’n teenoorgestelde elektriese landing en leptongetal het. Die antideeltjie van die elektron is die anti-elektron, wat om historiese redes feitlik altyd die positron genoem word. Daar is altesaam ses leptone; die drie met ’n lading word elektron-tipe leptone genoem en die neutrale leptone neutrino's. Die hipotetiese swaar, regterkantse neutrino, die "steriele neutrino", is nie op die lys nie.

Leptone
Naam Simbool Antideeltjie Lading
(e)
Massa (MeV/c2)
Elektron e- anti-elektron −1 0,511
Elektron-neutrino ve elektron-antineutrino 0 < 0,000 0022
Muon μ- antimuon −1 105.7
Muon-neutrino vμ muon-antineutrino 0 < 0,170
Tau t- antitau −1 1 777
Tau-neutrino vt tau-antineutrino 0 < 15.5

Bosone[wysig]

Bosone is een van die twee basiese soorte deeltjies – die ander soort is fermione. Bosone word omskryf deur die Bose-Einstein-statistiek en het almal ’n heeltallige spin. Hulle kan óf elementêr wees, soos fotone en gluone, óf saamgestel, soos mesone.

Die fundamentele wisselwerkings van die natuur word bemiddel deur die ykbosone, en massa word vermoedelik geskep deur die Higgs-veld. Volgens die Standaardmodel is die elementêre bosone:

Bosone
Naam Simbool Antideeltjie Lading
(e)
Spin Massa (MeV/c2) Bemiddel
wisselwerking
Bestaan
Foton γ Eie 0 1 0 Elektromagnetisme Bevestig
W-boson W- W+ −1 1 80,4 Swak wisselwerking Bevestig
Z-boson Z Eie 0 1 91,2 Swak wisselwerking Bevestig
Gluon g Eie 0 1 0 Sterk wisselwerking Bevestig
Higgs-boson H0 Eie 0 0 125,3 Massa Vermoedelik bevestig
Graviton G Eie 0 2 0 Swaartekrag Onbevestig
  • Die graviton word by die lys gevoeg – dit word nie deur die Standaardmodel voorspel nie, maar wel deur ander teorieë in die raamwerk van kwantumveldteorie.
  • Daar is vermoedelik verskeie Higgs-bosone. Een is sedert Julie 2012 waargeneem in die Groot Hadronversneller met ’n energievlak van 126,5 GeV.

Hipotetiese deeltjies[wysig]

Supersimmetrie-teorieë voorspel die bestaan van nog deeltjies, waarvan nie een tot dusver (2013) in eksperimente waargeneem is nie.

S-deeltjies (Engels: Superpartners)
S-deeltjie S-deeltjie van Spin Notas
neutralino neutrale boson 12 Die neutralino's is superposisies van die s-deeltjies van neutrale Standaardmodel-bosone: die neutrale Higgs-boson, Z-boson en foton.
Die ligste neutralino is ’n groot kandidaat vir donker materie.
Die bestaan van 4 neutralino's word voorspel.
chargino gelaaide boson 12 Die chargino's is superposisies van die s-deeltjies van gelaaide Standaardmodel-bosone: die gelaaide Higgs- en W-boson.
Die bestaan van twee pare chargino's word voorspel.
fotino foton 12 Meng met zino en neutrale Higgsino's vir neutralino's.
wino, zino W± en Z0-bosone 12 Die gelaaide wino meng met die gelaaide Higgsino vir chargino's; sien die reël net hierbo.
Higgsino Higgs-boson 12 Vir supersimmetrie is verskeie Higgs-bosone nodig, neutraal en gelaai, in ooreenstemming met hul s-deeltjies.
gluino gluon 12 Agt gluone en agt gluino's.
gravitino graviton 32 Voorspel deur superswaartekrag. Die graviton is ook hipoteties (sien volgende tabel).
sleptons leptons 0 Die s-deeltjies van die leptone (die elektron, muon, tau) en die neutrino's.
sneutrino neutrino 0 Vanweë ’n spesiale rol word die steriele sneutrino, die supersimmetriese eweknie van die hipotetiese regterkantse neutrino, die "steriele neutrino" genoem.
skwarke kwarke 0 Die sbo-skwark, die s-deeltjie van die bo-kwark) het vermoedelik ’n lae massa en word dikwels in eksperimente gesoek.

Ander teorieë voorspel die bestaan van nog bosone:

Ander hipotetiese bosone en fermione
Naam Spin Notas
graviton 2 Word voorspel om swaartekrag te bemiddel in teorieë van kwantumswaartekrag.
graviskalaar 0 Ook bekend as radion
gravifoton 1 Ook bekend as gravivektor[2]
aksion 0 ’n Pseudoskalêre deeltjie in die Peccei-Quinn-teorie.
aksino 12 S-deeltjie van die aksion. Vorm saam met die saksion en aksion ’n supermultiplet in supersimmetreise uitbreidings van die Peccei-Quinn-teorie.
saksion 0
branon  ? Voorspel in braankosmologie-modelle.
dilaton 0 Voorspel in sommige snaarteorieë.
dilatino 12 S-deeltjie van die dilaton
X- en Y-bosone 1 Hierdie leptokwarke is vermoedelik swaarder weergawes van W en Z.
W'- en Z'-bosone 1
magnetiese foton  ? A. Salam (1966). "Magnetic monopole and two photon theories of C-violation". Physics Letters 22 (5): 683–684
majoron 0 Voorspel om neutrino-massas by die wipplankmeganisme te verstaan.
majorana-fermion 12 ; 32 ?... gluino, neutralino of ander – is sy eie antideeltjie
kameleon-deeltjie 0 ’n Moontlike kandidaat vir donker energie en kan bydra tot kosmiese uitdying.

Saamgestelde deeltjies[wysig]

Hadrone[wysig]

Hadrone word gedefinieer as sterk wisselwerkende saamgestelde deeltjies. Hulle is:

Kwarkmodelle, wat in 1964 onafhanklik deur Murray Gell-Mann en George Zweig voorgestel is, beskryf die bekende hadrone as saamgestel uit valensie-kwarke en/of -antikwarke, wat styf saamgebind word deur die kleurkrag, wat bemiddel word deur gluone. ’n "See" van virtuele kwark-antikwark-pare is ook teenwoordig in elke hadron.

Barione[wysig]

’n Kombinasie van drie u-, d- of s-kwarke met ’n algehele spin van 32 vorm die sogenaamde barion-dekoeplet.
Protonkwark-strukture: twee op-kwarke en een af-kwark.

Gewone barione (saamgestelde fermione) bevat elk drie valensie-kwarke of drie valensie-antikwarke.

  • Nukleone is die fermion-bestanddele van normale atoomkerns:
    • Protone, saamgestel uit twee op-kwarke en een af-kwark (uud)
    • Neutrone, saamgestel uit twee af-kwarke en een op-kwark (ddu)
  • Hiperone, soos die Λ-, Σ-, Ξ- en Ω-deeltjies, wat een of meer vreemd-kwarke bevat, het ’n kort lewe en is swaarder as nukleone. Hoewel hulle nie gewoonlik in atoomkerns teenwoordig is nie, kan hulle voorkom in hiperkerns met ’n kort bestaan.
  • ’n Aantal sjarme- en onder-barione is ook al waargeneem.

Tekens is onlangs gevind dat ’n eksotiese barion ook bestaan, maar daar was ook negatiewe resultate en die bestaan daarvan is onseker.

  • Pentakwarke bestaan uit vier valensie-kwarke en een valensie-antikwark.

Mesone[wysig]

Gewone mesone bestaan uit ’n valensie-kwark ’n valensie-antikwark. Omdat mesone ’n spin van 0 of 1 het en nie self elementêre deeltjies is nie, is hulle saamgestelde bosone. Voorbeelde van mesone sluit in die pion, kaon en die J/ψ.

Tekens vir die bestaan van die volgende eksotiese mesone is al gevind, maar hul bestaan is nog nie bevestig nie:

  • ’n Tetrakwark, wat bestaan uit twee valensie-kwarke en een valensie-antikwark;
  • ’n Gluonbal is ’n saamgestelde toestand van gluone met geen valensie-kwarke nie;
  • ’n Hibried-meson bestaan uit een of meer valensie-kwark-antikwark-pare en een of meer gluone.

Atoomkerns[wysig]

’n Semi-akkurate voorstelling van die heliumatoom. Die protone in die kern is rooi en die neutrone pers. In werklikheid is die kern ook sferies simmetries.

Atoomkerns bestaan uit protone en neutrone. Elke soort kern bevat ’n spesifieke getal protone en ’n spesifieke getal neutrone, en word ’n nuklied of isotoop genoem. Kernreaksies kan een nuklied in ’n ander nuklied verander.

Atome[wysig]

Atome is die kleinste neutrale deeltjies waarin materie verdeel kan word deur chemiese reaksies. ’n Atoom bestaan uit ’n klein, swaar kern omring deur ’n relatief groot, ligte wolk elektrone. Elke soort atoom stem ooreen met ’n spesifieke chemiese element. Daar is al 118 elemente ontdek, maar net die elemente 1-112, 114 en 116 het amptelike name. Sien die periodieke tabel vir ’n oorsig.

’n Atoomkern bestaan uit protone en neutrone. Protone en neutrone bestaan op hul beurt uit kwarke.

Molekules[wysig]

Molekules is die kleinste deeltjie waarin ’n nie-elementêre stof verdeel kan word terwyl die fisiese eienskappe van die stof behoue bly. Elke soort molekule stem ooreen met ’n spesifieke chemiese samestelling. Molekules is ’n samestelling van twee of meer atome.

Sien ook[wysig]

Verwysings[wysig]

  1. B. Kayser, Two Questions About Neutrinos, arXiv:1012.4469v1 [hep-ph] (2010).
  2. R. Maartens (2004). Brane-World Gravity, 7.  Ook beskikbaar in webformaat by http://www.livingreviews.org/lrr-2004-7.