Elementarpartikel

En elementarpartikel er en partikel, der i teorien ikke kan deles i mindre bestanddele. Grundet udviklingen i vores forståelse af naturen, har betydningen ændret sig gennem historien. I dag omfatter elementarpartikler kvarker/antikvarker, leptoner/antileptoner samt en række kraftformidlende elementarpartikler (se nedenfor). De partikler, der tidligere opfattedes som elementarpartikler, kan således opbygges af de ovennævnte elementarpartikler. Ligeledes er det muligt, at ny forskning vil afsløre endnu mindre byggesten end de nuværende elementarpartikler.

Fra den græske oldtid (antikken) havde man en ide om, at alt stof bestod af noget udeleligt, som på græsk kaldes atomos – heraf navnet atom. De blev da, i princippet, klassificeret som elementarpartikler. Den første subatomare partikel, der blev opdaget, var elektronen (1897). Protonen og neutronen blev først fundet i henholdsvis 1918 og 1932.

Partikelfysikken beskriver i dag elementarpartiklerne og deres vekselvirkninger i en teori, der kaldes Standardmodellen. Forskerne mener, at der i dag findes 12 elementarpartikler, der så har hver sin modsvarende antipartikel, for i alt 24 partikler. Disse 12 partikler deles op i to grupper: kvarker (sværvægtere) og leptoner (letvægtere). I Standardmodellen består stof af 6 kvarker, 6 antikvarker, 6 leptoner og 6 antileptoner. Disse 24 partikler antages i dag at være stofs fundamentale byggesten. Herudover eksisterer der også en række kraftformidlende elementarpartikler: gravitoner, fotoner, W-bosoner, Z-bosoner, gluoner og Higgs-partiklen. Gravitonen er en hypotetisk partikel, da den endnu ikke er eksperimentelt påvist.

Man skelner mellem bosoner, der har et heltalligt spin, og fermioner, der har et halvtalligt spin.

Derved er mesoner bosoner, skønt de består af kvarker (fermioner).

Elementarpartikler kan klassificeres i:

• Elementarpartikel
  • Fermioner, stofpartikler (har spin 1/2, 3/2, 5/2,...).
    • Kvarker (kan "føle" den stærke kernekraft): danner baryoner og mesoner (NB: mesoner har heltalligt spin, hvorfor de er bosoner)
      • up-kvark, down-kvark, charm-kvark, strange-kvark, top-kvark, bottom-kvark og deres antipartikler.
    • leptoner (kan ikke "føle" den stærke kernekraft): danner ikke større partikler.
      • elektron, myon, tauon, elektronneutrino, myonneutrino, tauonneutrino og deres antipartikler.
  • Bosoner
    • Har helt spin (1, 2,...).
      • kraftpartikler (Kraftformidlere): gravitoner, fotoner, W-bosoner, Z-bosoner, gluoner'.
    • Har spin 0.
      • Higgs-partikel

Stofpartikeltabel

Udover tabellens, findes der også 12 antipartikler:

Familie	partikel	Masse·c²	el.lad./|e|	Baryontal	Vekselvirkning
1. Familie	Elektron (e)	511 keV	-1	0	Gr., em., svage
	Elektron-Neutrino (νe)	<2 eV	0	0	Gr., svage
	Up-kvark (u)	4 MeV	2/3	1/3	Gr., em., svage, stærke
	Down-kvark (d)	7 MeV	-1/3	1/3	Gr., em., svage, stærke
2. Familie	Myon (μ)	0,1 GeV	-1	0	Gr., em., svage
	Myon-Neutrino (νμ)	<0,2 MeV	0	0	Gr., svage
	Charm-kvark (c)	1,5 GeV	2/3	1/3	Gr., em., svage, stærke
	Strange-kvark (s)	0,15 GeV	-1/3	1/3	Gr., em., svage, stærke
3. Familie	Tau (τ)	1,8 GeV	-1	0	Gr., em., svage
	Tau-Neutrino (ντ)	<0,02 GeV	0	0	Gr., svage
	Top-kvark (t)	174,0 GeV	2/3	1/3	Gr., em., svage, stærke
	Bottom-kvark (b)	4,7 GeV	-1/3	1/3	Gr., em., svage, stærke

Kraftpartikeltabel

(I parentes: Formodede partikler, som endnu ikke er eksperimentelt påvist):

Partikel	Masse·c²	Spin/(h/2π)	el.lad./|e|	formidlet vekselvirkning
Foton	0	1	0	elektromagnetiske kraft
Z0	ca. 91 GeV	1	0	svage
W+	ca. 80 GeV	1	1
W-	ca. 80 GeV	1	-1
Gluon	0	1	0	stærke (Farvekraft)
(Graviton)	0	2	0	Gravitation
Higgs	125,3 +/- 0,6 GeV	0	0	Higgsfeltet

Se også

• Subatomar partikel
• Stof
• Antistof
• Partikelfysik
• Rumtid
• Kvantemekanik
• Sparticle
• Uniton

Eksterne henvisninger

• Wikimedia Commons har flere filer relateret til Elementarpartikel
• particleadventure.org: The Standard Model Arkiveret 11. juli 2005 hos Wayback Machine, Unsolved Mysteries. Beyond The Standard Model Arkiveret 28. juni 2005 hos Wayback Machine, What is the World Made of? The Naming of Quarks Arkiveret 26. juni 2005 hos Wayback Machine (God populær fremstilling på engelsk).
• quarkdance.org Arkiveret 17. oktober 2003 hos Wayback Machine ("Nuttede" dansende kvarker med musik)
• University of California: Particle Data Group Arkiveret 7. september 2017 hos Wayback Machine
• particleadventure.org: Particle chart Arkiveret 26. juli 2005 hos Wayback Machine
• 2005-02-17, Sciencedaily: New Measurement Undermines Physicists' Theories For Nature's Hidden 'Particle-force' Collaboration Arkiveret 3. juni 2006 hos Wayback Machine Citat: "...For some reason, which physicists are still puzzling over, the weak force only ever affects left-handed particles...The theories are really a last ditch effort to make do with the fundamentally flawed Standard Model of physics. If these theories keep getting disproved, we're going to have to go on to an entirely new model of the universe's workings..."
• CERNCourier: Season of Higgs and melodrama Arkiveret 23. juli 2008 hos Wayback Machine
• 6 December, 2001, BBCNews: 'God particle may not exist Arkiveret 3. oktober 2003 hos Wayback Machine Citat: "...its giant accelerator which should have shown up the presence of the Higgs found absolutely nothing – and this could mean particle physics having to revisit some of its most cherished ideas..."
  • 10 March, 2004, BBC News: 'God particle' may have been seen Arkiveret 11. marts 2004 hos Wayback Machine Citat: "...If correct, Dr Renton's assessment would place the elusive particle's mass at about 115 gigaelectronvolts...However, there is a 9% probability that the signal could be background "noise"..."
• Milo Wolff: The Physical Origin of Electron Spin – using quantum wave particle structure Arkiveret 16. marts 2004 hos Wayback Machine Citat: "...The electron's structure, as well as its spin, had been a mystery. Providing a physical origin of spin for the first time is the purpose of this paper....note that spin, and other properties, are attributes of the underlying quantum space rather than of the individual particle. This is why spin, like charge, has only one value for all particles...This structure settles a century old paradox of whether particles are waves or point-like bits of matter. They are wave structures in space. There is nothing but space. As Clifford speculated 100 years ago, matter is simply, "undulations in the fabric of space". ..."
• Robert Rutkiewicz: Explaining Particle Spin Arkiveret 20. oktober 2003 hos Wayback Machine
• Robert Rutkiewicz: Defining Mass Arkiveret 9. oktober 2003 hos Wayback Machine Citat: "...The value of mass is not being redefined. But the concept of mass being a fundamental property is reviewed...A new physical law is postulated: All known particles are elements of momentum moving at a velocity c...This extension is based on special relativity and uses SR equation for mass..."
• The Physical Origin of Electron Spin – using quantum wave particle structure Arkiveret 16. marts 2004 hos Wayback Machine Citat: "...note that spin, and other properties, are attributes of the underlying quantum space rather than of the individual particle. This is why spin, like charge, has only one value for all particles...."
• 8 January 2004, PhysicsWeb: Muons continue to defy Standard Model Arkiveret 11. januar 2004 hos Wayback Machine Citat: "..."The fact that our measurement continues to deviate from theory may be an indication that we are seeing new physics beyond the Standard Model," said Lee Roberts of Boston University..."