Vaša košarica je prazna

Kupovina

komad: 0

Ukupno: 0,00

0

Temeljne čestice

Temeljne čestice

Kvarkovi i leptoni grade materiju, silu među njima prenose bozoni.

Fizika

Ključne riječi

temeljne čestice, LHC, CERN, standardni model, kvantna fizika, kvantna mehanika, graviton, akcelerator čestica, slaba interakcija, Higgsov bozon, nukleon, jezgra, lepton, proton, neutron, bozon, neutrino, elektron, mion, foton, gluon, jaka interakcija, fizika čestica, subatomski, antičestica, kvant, čestica, atom, kvark, tau, elektromagnetski, fermion, elektronska orbita, elektronska ljuska, interakcija, fizika

Povezani dodatci

3D modeli

Neon atom

  • elektroni - Čestica jednostrukog negativnog naboja. Veličina: ‹ 10¯ m.
  • atomska jezgra - Sastoji se od nukleona - protona pozitivnog naboja i električno neutralnih neutrona. Veličina: oko 10¯ m.

Atomska jezgra

Nukleoni

  • proton - Sastoji se od dva u (up, gornji) i jednog d (down, donji) kvarka. Obojesnost tri kvarka je različita: g (green, zeleno), r (red, crvneo) i b (blue, plavo), stoga je proton - kao svaka čestica koja se sastoji od kvarkova - „bijeli”, odnosno njegov kolor naboj je neutralan. Električni naboj u-kvarka je +2/3, d-kvarka –1/3, stoga je električni naboj protona: 2/3 + 2/3 – 1/3 = +1
  • neutron - Sastoji se jednog u (up, gornji) i dva d (down, donji) kvarka. Obojesnost tri kvarka je različita: g (green, zeleno), r (red, crvneo) i b (blue, plavo), stoga je neutron - kao svaka čestica koja se sastoji od kvarkova - „bijeli”, odnosno njegov kolor naboj je neutralan. Električni naboj u-kvarka je +2/3, d-kvarka –1/3, stoga neutron ima neutralni električni naboj: 2/3 – 1/3 – 1/3 = 0
  • kvark r - Svaki od kvarkova može imati tri vrste boja (g, r, b). Čestice koje se sastoje od kvarkova imaju „bijelu” boju, dakle po originalu su neutralne boje. U protonu i u neutronu stoga sadržavaju po 1 kvark svake boje. Veličina kvarkova je ‹ 10¯ m.
  • kvark b - Svaki od kvarkova može imati tri vrste boja (g, r, b). Čestice koje se sastoje od kvarkova imaju „bijelu” boju, dakle po originalu su neutralne boje. U protonu i u neutronu stoga sadržavaju po 1 kvark svake boje. Veličina kvarkova je ‹ 10¯ m.
  • kvark g - Svaki od kvarkova može imati tri vrste boja (g, r, b). Čestice koje se sastoje od kvarkova imaju „bijelu” boju, dakle po originalu su neutralne boje. U protonu i u neutronu stoga sadržavaju po 1 kvark svake boje. Veličina kvarkova je ‹ 10¯ m.
  • gluon - Čestica koja prenosi takozvano jako međudjelovanje između kvarkova. Rezultat ovog međudjelovanja je sila između nukleona (protona i neutrona) koja spaja jezgru atoma. Zbog jakog međudjelovanja protoni i neutroni su iznimno stabilni, kvarkokovi ne mogu pobjeći iz njih. Slobodni kvarkovi mogu nastati samo pod ekstremnim uvjetima - takvi su uvjeti vladali u trajanju od svega nekoliko mikrosekundi nakon velikog praska. U najvećem svjetskom akceleratoru čestica, u LHC-u se vrše pokusi ciljem „rastopljavanja” protona i neutron, odnosno kreiranjem kvark-glulon plazme.
  • kvark u (gornji) - U nukleonima (protonu i neutronu) se nalaze u (up, gornji) i d (down, donji) kvarkovi. Proton sadrži po dva u i jednog d kvarka. Neutron se sastoji od jednog u i dva d kvarka. Kvarkovi imaju i kolor naboj. Njihova obojenost ne ovisi o u/d vrsti kvarka. To znači da i u-kvark i d-kvark može nosi u sebi crvenu, plavu ilil zelenu boju.
  • kvark d (donji) - U nukleonima (protonu i neutronu) se nalaze u (up, gornji) i d (down, donji) kvarkovi. Proton sadrži po dva u i jednog d kvarka. Neutron se sastoji od jednog u i dva d kvarka. Kvarkovi imaju i kolor naboj. Njihova obojenost ne ovisi o u/d vrsti kvarka. To znači da i u-kvark i d-kvark može nosi u sebi crvenu, plavu ilil zelenu boju.

Grupiranje kvarkova

  • kvark r (gornji)
  • kvark r (donji)
  • kvark r (čarobni)
  • kvark r (strani)
  • kvark r (vršni)
  • kvark r (dubinski)
  • kvark g (gornji)
  • kvark g (donji)
  • kvark g (čarobni)
  • kvark g (strani)
  • kvark g (vršni)
  • kvark g (dubinski)
  • kvark b (gornji)
  • kvark b (donji)
  • kvark b (čarobni)
  • kvark b (strani)
  • kvark b (vršni)
  • kvark b (dubinski)

Standardni model

  • Tri tipa materije - Najčešća, takozvana tvar prvog naraštaja sastoji se od elektrona, elektron-neutrina, u i d kvarkova. U- i d-kvarkovi grade neutrone i protone.
  • I
  • II
  • III
  • kvarkovi - Temeljne čestice tvari električkog nabijen (–1/3, ili 2/3). Stvaraju hadrone koji se dijele u dvije podgrupe: mezone i barione. Među barione spadaju nukleoni, to jest protoni i neutroni. Svaki od kvarkova može imati tri vrste boja (g, r, b). Čestice koje se sastoje od kvarkova imaju „bijelu” boju, dakle po originalu su neutralne boje. Nukleoni sadržavaju po 1 kvark svake boje, dok se drugi barioni sastoje od jednog kvarka i jednog antikvarka (to je antipar kvarka), jedan od njih nosi u sebi boju, a drugi odgovarajuću antiboju (npr. r i anti-r). Nukleoni se sastoje od kvarkova , a mezoni se sastoje od parova kvark-antikvark. Postojanje kvarkova su predvidjeli Murray Gell-Mann i George Zweig.
  • leptoni - Elementarne čestice koje se - nasuprot hadronima - ne sastoje od kvarkova. Među njih spadaju električno nabijeni elektroni, mion i tau čestice, koje osim gravitacijskog i slabog međudjelovanja sudjeluju i u elektromagnetkom međudjelovanju. Drugu grupu leptona čine neutrini koji su električno neutralni i stoga sudjeluju samo u gravitacijskom i slabom međudjelovanju.
  • bozoni (čestice posrednici) - Prema kvantnoj mehanici međudjelovanja prenose elementarne čestice, to jest bozoni. Ta četiri međudjelovanja su: snažno, elektromagnetsko, slabo i gravitacijsko, koja su najvjerojatnije razni oblici jednog jedinog međudjelovanja. Za spajanje međudjelovanja se vrše obećavajući pokusi, kao što je npr. teorija struna.
  • elektron- neutrino - Najčešći neutrino koji stvara običnu tvar prvog naraštaja. Na osnovu ispitivanja beta raspada i Zakona očuvanja energije njegovo postojanje je predvidio Wolfgang Pauli godine 1930. Detektirali su ga 1956. g. To su električki neutralne elementarne čestice male mase, njihovi antiparovi su antineutrini. U univerzumu se nalaze u velikom broju - svake sekunde kroz svakog kvadratnog centimetra našeg tijela prolazi više milijardu ovih čestica. Teško ih je detektirai kako preko tvari prelaze skoro nesmetano, jako rijetko reagiraju s tvari. Razlog tomu je da pored gravitacije - koja je u svijetu elementarnih čestica beznačajna - sudjeluju samo u slaboj interakciji.
  • mion neutrino - Stvara običnu tvar drugog naraštaja i nije tako učestao kao elektron-neutrino. Detektirali su ga 1962. g. To su električki neutralne elementarne čestice male mase, njihovi antiparovi su antineutrini. U univerzumu se nalaze u velikom broju - svake sekunde kroz svakog kvadratnog centimetra našeg tijela prolazi više milijardu ovih čestica. Teško ih je detektirai kako preko tvari prelaze skoro nesmetano, jako rijetko reagiraju s tvari. Razlog tomu je da pored gravitacije - koja je u svijetu elementarnih čestica beznačajna - sudjeluju samo u slaboj interakciji.
  • tau neutrino - Stvara običnu tvar trećeg naraštaja i nije tako učestao kao elektron-neutrino i mion-neutrino. Detektirali su ga 2000. g. To su električki neutralne elementarne čestice male mase, njihovi antiparovi su antineutrini. U univerzumu se nalaze u velikom broju - svake sekunde kroz svakog kvadratnog centimetra našeg tijela prolazi više milijardu ovih čestica. Teško ih je detektirai kako preko tvari prelaze skoro nesmetano, jako rijetko reagiraju s tvari. Razlog tomu je da pored gravitacije - koja je u svijetu elementarnih čestica beznačajna - sudjeluju samo u slaboj interakciji.
  • elektron - Stvara običnu tvar prvog naraštaja. Otkrio ga J. J.Thomson 1897. g. Čestica jediničnog negativnog naboja, njegova anti čestica je pozitivno nabijen antielektron (pozitron). Zbog električnog naboja osim u gravitacijskom i slabom međudjelovanju sudjeluje i u elektro magnetskom međudjelovanju.
  • mion - Stvara običnu tvar drugog naraštaja. Čestica jediničnog negativnog naboja, njegova anti čestica je pozitivno nabijen antimion. Zbog električnog naboja osim u gravitacijskom i slabom međudjelovanju sudjeluje i u elektro magnetskom međudjelovanju.
  • tau - Stvara običnu tvar trećeg naraštaja. Čestica jediničnog negativnog naboja, njegova anti čestica je pozitivno nabijen antitau. Zbog električnog naboja osim u gravitacijskom i slabom međudjelovanju sudjeluje i u elektro magnetskom međudjelovanju.
  • foton - Posrednik u prenošenju elektromagnetskoga međudjelovanja. Ova čestica nema električni naboj i masu mirovanja. On je sam sebi anti čestica.
  • gluon - Prenosi snažno međudjelovanje. Ta interakcija vezuje kvarkove u barionima (uključujući i nukleone). Ova čestica nema električni naboj i masu mirovanja.
  • bozon Z - Ova čestica nema električni naboj i sam sebi je anti čestica. Z i W bozoni velike mase su njegove čestice koje prenose slabo međudjelovanje. Ova interakcija ima ulogu u radioaktvnom beta raspadu nukleusa.
  • bozon W - Postoje dvije vrste: W+ i W–, koje su + i – naboja i sami sebi su anti čestice. Njegove čestice koje prenose slabo međudjelovanje su Z i W bozoni velike mase. Ova interakcija ima ulogu u radioaktvnom beta raspadu nukleusa.
  • bozon Higgs - Masa je jedna od najvažnijih svojstava tvari; gravitacija zgrabi tvar putem njene mase. Masu čestica najvjerojatnije određuje Higgsov bozon kojeg su 2012. godine uspjeli detektirati u akceleratoru čestica LHC koji je zapravo dijelomično i građen s ciljem pronalaska „Božje čestice”.
  • gornji kvark
  • donji kvark
  • čarobni kvark
  • strani kvark
  • vršni kvark
  • dubinski kvark

Međudjelovanja

  • elektron- neutrino - Najčešći neutrino koji stvara običnu tvar prvog naraštaja. Na osnovu ispitivanja beta raspada i Zakona očuvanja energije njegovo postojanje je predvidio Wolfgang Pauli godine 1930. Detektirali su ga 1956. g. To su električki neutralne elementarne čestice male mase, njihovi antiparovi su antineutrini. U univerzumu se nalaze u velikom broju - svake sekunde kroz svakog kvadratnog centimetra našeg tijela prolazi više milijardu ovih čestica. Teško ih je detektirai kako preko tvari prelaze skoro nesmetano, jako rijetko reagiraju s tvari. Razlog tomu je da pored gravitacije - koja je u svijetu elementarnih čestica beznačajna - sudjeluju samo u slaboj interakciji.
  • mion neutrino - Stvara običnu tvar drugog naraštaja i nije tako učestao kao elektron-neutrino. Detektirali su ga 1962. g. To su električki neutralne elementarne čestice male mase, njihovi antiparovi su antineutrini. U univerzumu se nalaze u velikom broju - svake sekunde kroz svakog kvadratnog centimetra našeg tijela prolazi više milijardu ovih čestica. Teško ih je detektirai kako preko tvari prelaze skoro nesmetano, jako rijetko reagiraju s tvari. Razlog tomu je da pored gravitacije - koja je u svijetu elementarnih čestica beznačajna - sudjeluju samo u slaboj interakciji.
  • tau neutrino - Stvara običnu tvar trećeg naraštaja i nije tako učestao kao elektron-neutrino i mion-neutrino. Detektirali su ga 2000. g. To su električki neutralne elementarne čestice male mase, njihovi antiparovi su antineutrini. U univerzumu se nalaze u velikom broju - svake sekunde kroz svakog kvadratnog centimetra našeg tijela prolazi više milijardu ovih čestica. Teško ih je detektirai kako preko tvari prelaze skoro nesmetano, jako rijetko reagiraju s tvari. Razlog tomu je da pored gravitacije - koja je u svijetu elementarnih čestica beznačajna - sudjeluju samo u slaboj interakciji.
  • elektron - Stvara običnu tvar prvog naraštaja. Otkrio ga J. J.Thomson 1897. g. Čestica jediničnog negativnog naboja, njegova anti čestica je pozitivno nabijen antielektron (pozitron). Zbog električnog naboja osim u gravitacijskom i slabom međudjelovanju sudjeluje i u elektro magnetskom međudjelovanju.
  • mion - Stvara običnu tvar drugog naraštaja. Čestica jediničnog negativnog naboja, njegova anti čestica je pozitivno nabijen antimion. Zbog električnog naboja osim u gravitacijskom i slabom međudjelovanju sudjeluje i u elektro magnetskom međudjelovanju.
  • tau - Stvara običnu tvar trećeg naraštaja. Čestica jediničnog negativnog naboja, njegova anti čestica je pozitivno nabijen antitau. Zbog električnog naboja osim u gravitacijskom i slabom međudjelovanju sudjeluje i u elektro magnetskom međudjelovanju.
  • foton - Posrednik u prenošenju elektromagnetskoga međudjelovanja. Ova čestica nema električni naboj i masu mirovanja. On je sam sebi anti čestica.
  • gluon - Prenosi snažno međudjelovanje. Ta interakcija vezuje kvarkove u barionima (uključujući i nukleone). Ova čestica nema električni naboj i masu mirovanja.
  • bozon Z - Ova čestica nema električni naboj i sam sebi je anti čestica. Z i W bozoni velike mase su njegove čestice koje prenose slabo međudjelovanje. Ova interakcija ima ulogu u radioaktvnom beta raspadu nukleusa.
  • bozon W - Postoje dvije vrste: W+ i W–, koje su + i – naboja i sami sebi su anti čestice. Njegove čestice koje prenose slabo međudjelovanje su Z i W bozoni velike mase. Ova interakcija ima ulogu u radioaktvnom beta raspadu nukleusa.
  • bozon Higgs - Masa je jedna od najvažnijih svojstava tvari; gravitacija zgrabi tvar putem njene mase. Masu čestica najvjerojatnije određuje Higgsov bozon kojeg su 2012. godine uspjeli detektirati u akceleratoru čestica LHC koji je zapravo dijelomično i građen s ciljem pronalaska „Božje čestice”.
  • Jako međudjelovanje - Prenose ga čestice gluona. Nastaje između kvarkova, od četiri temeljna međudjelovanja (snažno, elektromagnetsko, slabo, gravitacijsko) je najsnažnije. To spaja protone i neutrone i zbog toga ne detektiramo slobodne kvarkove, odnosno spaja pozitivno nabijenu jezgru. Za „rastopljavanje” protona i neutrona je potrebna ogromna energija. Djelomično su radi toga izgradili najveći svjetski akcelerator čestica, LHC, u kojem će po očekivanjima biti moguće kreiranje kvark-glulon plazme.
  • Elektromagnetsko međudjelovanje - Djeluje na sve nabijene čestice (to jest na kvarkove, od leptona na elektrone, na mi i tau čestice). Nastaje između eketričnih naboja. Tu silu prenose fotoni. Sila između elektrona nastaje zbog razmjene fotona. Teorija kvantne elektrodinamike (QED) spaja slabu i elektromagnetsku interakciju, što znači da su te dvije sile dvije različite manifestacije jedne te iste interakcije.
  • Slabo međudjelovanje - Djeluje na sve leptone i kvarkove. Prenose ga W i Z-bozoni, manifestira se tijekom radioaktvnog beta raspada. (Tada se jedan proton raspada u neutron, elektron i antineutrin) Teorija kvantne elektrodinamike (QED) spaja slabu i elektromagnetsku interakciju, što znači da su te dvije sile dvije različite manifestacije jedne te iste interakcije.
  • Masa - To je tromost tijela; gravitacija zgrabi tijela putem njihove mase. Čestice stječu masu Higgsovim bozonom.
  • gornji kvark
  • donji kvark
  • čarobni kvark
  • strani kvark
  • vršni kvark
  • dubinski kvark

Animacija

  • elektroni
  • atomska jezgra
  • proton
  • neutron
  • kvark r
  • gluon
  • kvark u (gornji)
  • kvark d (donji)
  • Tri tipa metarije
  • I
  • II
  • III
  • kvarkovi
  • leptoni
  • bozoni (čestice posrednici)
  • elektron
  • mion
  • tau
  • foton
  • bozon Z
  • bozon W
  • bozon Higgs
  • elektron- neutrino
  • tau neutrino
  • Jako međudjelovanje
  • Elektromagnetsko međudjelovanje
  • Slabo međudjelovanje
  • Masa
  • gornji kvark
  • donji kvark
  • čarobni kvark
  • strani kvark
  • vršni kvark
  • dubinski kvark
  • kvark r (gornji)
  • kvark r (donji)
  • kvark r (čarobni)
  • kvark r (strani)
  • kvark r (vršni)
  • kvark r (dubinski)
  • kvark g (gornji)
  • kvark g (donji)
  • kvark g (čarobni)
  • kvark g (strani)
  • kvark g (vršni)
  • kvark g (dubinski)
  • kvark b (gornji)
  • kvark b (donji)
  • kvark b (čarobni)
  • kvark b (strani)
  • kvark b (vršni)
  • kvark b (dubinski)

Naracija

Prije 20. st. su mislili da su atomi nedjeljivi. Danas već znamo da se zapravo sastoje od sitnih čestica: od elektrona, protona i neutrona. Veličina atoma iznosi 10⁻¹⁰ m.

Negativno nabijeni elektroni čine elektronske ljuske. Promjer pozitivno nabijene jezgre je oko 10⁻¹⁴ m, odnosno deset tisućiti dio promjera atoma. Jezgru atoma čine protoni i neutroni, zajedničkim nazivom nukleoni.

Protoni imaju jednostruki pozitivni električni naboj, a neutroni su električki neutralni. Stoga je sveukupni naboj jezgre atoma pozitivan.

Godine 1964. Murray Gell-Mann i George Zweig iznijeli su teoriju da nukloni nisu najmanjene elementarne čestice, nego da se sastoje od subatomskih čestica poznatih kao kvarkovi. Postojanje kvarkova od tada je potvrdilo više istraživanja.

Između kvarkova vlada takozvano jako međudjelovanje koje prenose gluoni. Naziv gluon potječe od engleske riječi glue "ljepilo", kako ove čestice „lijepe“ kvarkove i drže nukleone jako stabilno. Nukleone je stoga moguće razdijeliti na kvarkove i gluone pod ekstremnim uvjetima - takvi su uvjeti vladali u trajanju od svega nekoliko mikrosekundi nakon velikog praska, i te uvjete pokušavaju reproducirati u LHC-u, najvećem svjetskom akceleratoru čestica.

Jedna od važnih osobina kvarkova je kolor naboj ili "boja", prema kojem razlikujemo r, to jest red (crvene), g, to jest green (zelene), odnosno b, to jest blue (plave) kvarkove. Nukleoni sadrže po jedan kvark od sve tri boje, stoga su „bijeli”, odnosno njihov kolor naboj je neutralan.

Kvarkovi koji sačinjavaju nukleone mogu biti u, to jest up (gornji), odnosno d, to jest down (donji) kvarkovi. Proton se sastoji od dva u i jednog d kvarka, a neutron od jednog u i dva d kvarka. U-kvark i d-kvark može biti crvene, plave ili zelene boje. Električni naboj u-kvarkova je +2/3, a d-kvarkova –1/3. Suma naboja je jednaka naboju neutrona i protona.

Osim kvarkova postoje i druge elementarne čestice koje opisuje standardni model fizike elementarnih čestica. Elementarne čestice možemo podijeliti u tri grupe: kvarkovi, leptoni i bozoni.

Među leptone spadaju neutrini i elektroni. Kvarkovi i leptoni grade tvar koja ima 3 vrste. Najčešća, takozvana tvar prvog naraštaja koja je najčešća u univerzumu, sastoji se od u- i d-kvarkova, elektrona i elektron-neutrina.

Bozoni su odgovorni za različita međudjelovanja. Gluon prenosi jaku silu koja nastaje između kvarkova i koja veže nukleone. Rezultat takve jake sile je i to da se jezgra, unatoč odbojne sile pozitivnih naboja koje se u njoj nalaze, ne raspada.

Foton je posrednik u prenošenju elektromagnetskoga međudjelovanja. Od elementarnih čestica kvarkovi i neki leptoni – među njima i elektroni - imaju električni naboj.

Z i W bozoni su elementarne čestice prijenosnici slabe nuklearne sile, odgovorne za radioktivni beta raspad. Slabo međudjelovanje ima utjecaj na sve kvarkove i leptone.

Standardni model sadržava samo bozone koji prenose jake, elektromagnetske i slabe interakcije, ali ne daje objašnjenje za gravitaciju. Pretpostavlja se da je za prijenos gravitacije odgovorna čestica graviton koju do sada nisu uspjeli detektirati. Higgsov bozon je odgovoran za masu čestica i masu tijela koja su od njih građena. Gravitacija „zgrabi” čestice preko njihove mase.

Od čestica iz standardnog modela su kao posljednjeg uspjeli pronaći Higgsov bozon kojeg nazivaju i „Božjom česticom” u akceleratoru čestica LHC koji je zapravo djelomično i izgrađen za tu namjenu.

Povezani dodatci

Razvoj modela atoma

Povijesni pregled najvažnijih teorija o građi atoma.

Radioaktivnost

Proces raspada nestabilnih atomskih jezgara naziva se radioaktivnost.

Atomska bomba (1945)

Atomska bomba je jedna od najdestruktivnijih oružja povjesti.

Elektronska konfiguracija kalcija

Animacija nam pokazuje elektonsku konfiguraciju omotača atoma kalcija.

Fuzijski reaktor

Fuzija atomske jezgre je ekološki način dobivanja energije, imamo praktično neograničen dostup do nje.

How does it work? - Laser

Lasers are devices capable of emitting narrow, monochrome, high-intensity beams of light.

Kovalentne veze molekula benzola

Među atomima ugljika ćemo naći sigma veze i delokalizirane pi veze.

Laboratorij Marie Curie

Marie Curie, koja je osvojila Nobelovu nagradu i za fiziku i za kemiju, vjerojtano je jedna od najponatijih žena u povijesti znanosti.

Lančana reakcija

Energija koja se oslobađa prilikom nuklearne fisije može se koristiti za mirovne i vojne svrhe.

Nuklearna elektrana

Energija koja se oslobađa prilikom nuklearne fisije koristi se za proizvodnju električne energije.

Rutherfordov pokus

Rutherfordovim pokusom je dokazano postojanje atomske jezgre pozitivnog naboja. Na osnovu njegovih rezultata je izrađen novi model atoma.

Sunce

Promjer Sunca približno je 109 puta veći od promjera Zemlje. Većinu njegove mase čini vodik.

Veze molekula dušika

Animacija nam pokazuje sklop molekule dušika: jednu sigma, i dvije pi veze.

Added to your cart.