Handlevognen din er tom

Butikk

Antall: 0

Totalt: 0,00

0

Elementærpartikler

Elementærpartikler

Materie består av kvarker og leptoner, mens interaksjoner utføres av bosoner.

Fysikk

Nøkkelord

elementærpartikler, LHC, CERN, standardmodell, kvantefysikk, kvantemekanikk, graviton, partikkelakseleratoren, svak interaksjon, Higgs boson, nukleon, nucleus, lepton, proton, nøytron, boson, nøytrino, elektron, myon, foton, gluon, sterk interaksjon, partikkelfysikk, subatomære, antipartikkel, kvant, partikkel, atom, kvark, tau, elektro, fermion, elektronomløp, elektronskallet, Interaksjon, fysikk

Relaterte elementer

Scener

Neon-atom

  • elektroner - Partikkel med en negativ elementær elektrisk ladning. Deres størrelse er ‹ 10 ¯ m.
  • cellekjerne - Det består av nukleoner - positivt ladede protoner og elektrisk nøytrale nøytroner. Størrelsen er ca 10 ¯ m.

Cellekjerne

Nukleoner

  • proton - Det består av to u (opp) kvarker og en d (ned) kvark. Fargeladningen av disse tre kvarkene er annerledes: g (grønn), r (rød) og b (blå), derfor er protoner (som andre partikler som består av kvarker) er 'hvit', deres fargeladning er null. Den elektriske ladningen av u kvarker er 2/3, mens ladningen av d kvarker er -1/3, derfor er den elektriske ladningen av protoner 2/3 2 / 3-1 / 3 = 1.
  • nøytron - Det består av en u (opp) kvark og to d (ned) kvarker Fargeladningen av disse tre kvarkene er annerledes: g (grønn), r (rød) og b (blå), derfor er nøytroner (som andre partikler som består av kvarker) 'hvite', deres fargeladning null. Den elektriske ladningen av u kvarker er 2/3 mens det av d kvarker er -1/3, derfor er den elektriske ladning av nøytroner 2 / 3-1 / 3-1 / 3 = 0.
  • r kvark - Kvarker bærer en av de tre mulige fargeladninger (g, r, b). Partikler som består av kvarker er alltid 'hvite', deres fargeladning er nøytral. Protoner og nøytroner inneholde en kvark av hver farge. Størrelsen på kvarker er ‹ 10 ¯ m.
  • b kvark - Kvarker bærer en av de tre mulige fargeladninger (g, r, b). Partikler som består av kvarker er alltid 'hvite', deres fargeladning er nøytral. Protoner og nøytroner inneholder en kvark av hver farge. Størrelsen på kvarker er ‹ 10 ¯ m.
  • g kvark - Kvarker bærer en av de tre mulige fargeladninger (g, r, b). Partikler som består av kvarker er alltid 'hvite', deres fargeladning er nøytral. Protoner og nøytroner inneholder en kvark av hver farge. Størrelsen på kvarker er ‹ 10 ¯ m.
  • gluon - Elementærpartikler som formidler den sterke interaksjonen mellom kvarker. Et av resultatene av denne interaksjonen er kraften som binder nukleoner (protoner og nøytroner) sammen i kjernen. Grunnet den sterke interaksjonen er protoner og nøytroner ekstremt stabile, kvarker kan ikke frigjøre seg fra dem. Kvarker kan bare eksistere som frie partikler under ekstreme forhold - for eksempel i løpet av de første få mikrosekunder etter Det Store Smellet (Big Bang). Eksperimenter utføres i LHC, verdens største partikkelakselerator som 'smelter' protoner og nøytroner, hvor målet er å skape kvark-gluon plasma.
  • u kvark (opp) - Nukleoner (protoner og nøytroner) består av u (opp) og d (ned) kvarker. Et proton består av to u (opp) kvarker og en d (ned) kvark. Et nøytron består av en u (opp) kvark og to d (ned) kvarker. Kvarker bære fargeladninger, som er uavhengig av deres type. Både u og d kvarker kan bære blå, rød eller grønn fargeladninger.
  • d kvark (ned) - Nukleoner (protoner og nøytroner) består av u (opp) og d (ned) kvarker. Et proton består av to u (opp) kvarker og en d (ned) kvark. Et nøytron består av en u (opp) kvark og to d (ned) kvarker. Kvarker bære fargeladninger, som er uavhengig av deres type. Både u og d kvarker kan bære blå, rød eller grønn fargeladninger.

Kvarkgruppering

  • r kvark (opp)
  • r kvark (ned)
  • r kvark (sjarm)
  • r kvark (merkelig)
  • r kvark (topp)
  • r kvark (bunn)
  • g kvark (opp)
  • g kvark (ned)
  • g kvark(sjarm)
  • g kvark(merkelig)
  • g kvark (topp)
  • g kvark (bunn)
  • b kvark (opp)
  • b kvark (ned)
  • b kvark (sjarm)
  • b kvark (merkelig)
  • b kvark (topp)
  • b kvark (bunn)

Standard modell

  • Tre typer materie - Den vanligste typen av materie (type I) består av elektroner, elektronnøytrioner, u- og d-kvarker. U- og d-kvarker er byggesteinene i nøytroner og protoner.
  • I
  • II
  • III
  • kvarker - Grunnleggende bestanddeler av materie. De bærer elektrisk ladning (-1/3 eller 2/3). De kombineres for å danne hadroner, som finnes i to typer; mesoner og baryoner. Baryoner inkluderer nukleoner, som er protoner og nøytroner. De bærer en av tre mulige fargeladninger (g, r, b). Partikler som består av kvarker er alltid 'hvite', deres fargeladning er nøytral. Nukleoner inneholder en kvark av hver farge, mens andre baryoner inneholder en kvark med sin antikvark (antipartikkelen av kvarker). Kvark bærer en bestemt farge, mens den andre bærer sin antifarge (for eksempel r og anti r). Kvark-antikvark-parene kalles mesoner. Eksistensen av kvarker ble forutsett av Murray Gell-Mann og George Zweig.
  • leptoner - Grunnleggende bestanddeler av materie, som - i motsetning til hadroner - ikke er bygget opp av kvarker. De omfatter elektrisk ladede elektroner, myoner og taupartikler, som er påvirket av tyngdekraften, svak interaksjon og elektromagnetisk interaksjon. En annen gruppe leptoner er nøytrinoer. Nøytrinoer bærer ikke elektrisk ladning, derfor blir de ikke påvirket av elektromagnetiske interaksjoner, bare av tyngdekraften og svak interaksjon.
  • bosoner (partikler medierer interaksjoner) - Ifølge kvantemekanikk er interaksjoner formidlet av disse elementærpartiklene. De fire fundamentalinteraksjonene er sterk interaksjon, elektromagnetisk interaksjon, svak interaksjon og tyngdekraft, som muligens er fire forskjellige sider av samme interaksjon. Det er flere lovende forskningsrammeverk som forsøker å konstruere en enhetlig beskrivelse av interaksjoner, f.eks strengteori.
  • elektron nøytrion - De er den vanligste typen av nøytrinoer og de utgjør Type I-matriet. Deres eksistens ble forutsett av Wolfgang Pauli i 1930, basert på hans studier av beta-forfall og loven om bevaring av energi. De ble oppdaget i 1956. Nøytrinoer er partikler som ikke bærer elektrisk ladning og har en svært liten masse. Deres antipartikler kalles anti-nøytrinoer. I universet forekommer de i svært store mengder - hvert sekund passerer milliarder nøytrinoer gjennom hver kvadratcentimeter av kroppen. Deres nærvær er imidlertid vanskelig å oppdage; siden de er i stand til å passere gjennom materialer uhindret, påvirker de sjelden hverandre. Grunnen til dette er at nøytrinoer bare påvirkes av den svake interaksjonen og tyngdekraften, noe som er ubetydelig på det subatomære nivået.
  • myon nøytrion - De er byggesteiner av Type II materiet og er ikke så vanlig som elektronnøytrino. De ble oppdaget i 1962. Nøytrinoer er partikler som ikke bærer elektrisk ladning og har en svært liten masse. Deres antipartikler kalles anti-nøytrinoer. I universet forekommer de i svært store mengder - hvert sekund passerer milliarder nøytrinoer gjennom hver kvadratcentimeter av kroppen. Deres nærvær er imidlertid vanskelig å oppdage; siden de er i stand til å passere gjennom materialer uhindret, påvirker de sjelden hverandre. Grunnen til dette er at nøytrinoer bare påvirkes av den svake interaksjonen og tyngdekraften, noe som er ubetydelig på den subatomære nivå.
  • tau-lepton nøytrion - De er byggesteiner av Type III materiet og er ikke så vanlig som elektronnøytrino og myoner. De ble oppdaget i 2000. Nøytrinoer er partikler som ikke bærer elektrisk ladning og har en svært liten masse. Deres antipartikler kalles anti-nøytrinoer. I universet forekommer de i svært store mengder - hvert sekund passerer milliarder nøytrinoer gjennom hver kvadratcentimeter av kroppen. Deres nærvær er imidlertid vanskelig å oppdage; siden de er i stand til å passere gjennom materialer uhindret, påvirker de sjelden hverandre. Grunnen til dette er at nøytrinoer bare påvirkes av den svake interaksjonen og tyngdekraften, noe som er ubetydelig på det subatomære nivået.
  • elektron - Byggesteinene i 'vanlig' Type I materie. De bærer en negativ elementær elektrisk ladning, deres antipartikler er positivt ladede antielektroner (eller positroner). På grunn av deres elektriske ladning påvirkes de av det elektromagnetiske interaksjonen, foruten tyngdekraften og den svake interaksjonen. Elektronet ble oppdaget som en partikkel i 1897 av JJ Thomson.
  • myon - Byggesteiner av type II-materie. De bærer en negativ elementær elektrisk ladning, og deres antipartikler er positivt ladede antimyoner. På grunn av deres elektrisk ladning påvirkes de av den elektromagnetiske interaksjonen, tyngdekraften og svak interaksjon.
  • tau-lepton - Byggesteiner av type II-materie. De bærer en negativ elementær elektrisk ladning, og deres antipartikler er positivt ladede antitaupartikler. På grunn av deres elektrisk ladning påvirkes de av den elektromagnetiske interaksjonen, tyngdekraften og svak interaksjon.
  • foton - En partikkel som formidler den elektromagnetiske interaksjon. Den er elektrisk nøytral og har ingen hvilemasse. Det er sin egen antipartikkel.
  • gluon - En partikkel som medierer den sterke interaksjonen som binder kvarker sammen i baryoner (inkludert nukleoner). Den er elektrisk nøytral og har ingen hvilemasse.
  • Z boson - Det er en elektrisk nøytral partikkel, og er sin egen antipartikkel. Z og W bosonene er elementærpartiklene som formidler den svake interaksjonen, noe som spiller en viktig rolle i den radioaktive beta-nedbrytningen av kjerner.
  • W boson - Det finnes to typer: W+ og W- bosoner, som bærer + og - ladninger henholdsvis, og er hverandres antipartikler. Svak interaksjon er mediert av tunge Z og W bosoner. Denne interaksjonen spiller en viktig rolle i den radioaktive nedbrytning av beta-kjerner.
  • Higgs-boson - Masse er en av de viktigste egenskapene ved materie; tyngdekraften påvirker materiet gjennom sin masse. Massen av materiet er trolig frembragt av Higgs' bosoner. Higgs' bosonet ble oppdaget i LHC (Large Hadron Collider) i 2012, som var blitt bygget delvis for å finne 'Gudspartikkelen'.
  • opp kvark
  • ned kvark
  • sjarm kvark
  • merkelig kvark
  • topp kvark
  • bunn kvark

Interaksjoner

  • elektron nøytrion - De er den vanligste typen av nøytrinoer og de utgjør Type I-matriet. Deres eksistens ble forutsett av Wolfgang Pauli i 1930, basert på hans studier av beta-forfall og loven om bevaring av energi. De ble oppdaget i 1956. Nøytrinoer er partikler som ikke bærer elektrisk ladning og har en svært liten masse. Deres antipartikler kalles anti-nøytrinoer. I universet forekommer de i svært store mengder - hvert sekund passerer milliarder nøytrinoer gjennom hver kvadratcentimeter av kroppen. Deres nærvær er imidlertid vanskelig å oppdage; siden de er i stand til å passere gjennom materialer uhindret, påvirker de sjelden hverandre. Grunnen til dette er at nøytrinoer bare påvirkes av den svake interaksjonen og tyngdekraften, noe som er ubetydelig på det subatomære nivået.
  • myon nøytrion - De er byggesteiner av Type II materiet og er ikke så vanlig som elektronnøytrino. De ble oppdaget i 1962. Nøytrinoer er partikler som ikke bærer elektrisk ladning og har en svært liten masse. Deres antipartikler kalles anti-nøytrinoer. I universet forekommer de i svært store mengder - hvert sekund passerer milliarder nøytrinoer gjennom hver kvadratcentimeter av kroppen. Deres nærvær er imidlertid vanskelig å oppdage; siden de er i stand til å passere gjennom materialer uhindret, påvirker de sjelden hverandre. Grunnen til dette er at nøytrinoer bare påvirkes av den svake interaksjonen og tyngdekraften, noe som er ubetydelig på den subatomære nivå.
  • tau-lepton nøytrion - De er byggesteiner av Type III materiet og er ikke så vanlig som elektronnøytrino og myoner. De ble oppdaget i 2000. Nøytrinoer er partikler som ikke bærer elektrisk ladning og har en svært liten masse. Deres antipartikler kalles anti-nøytrinoer. I universet forekommer de i svært store mengder - hvert sekund passerer milliarder nøytrinoer gjennom hver kvadratcentimeter av kroppen. Deres nærvær er imidlertid vanskelig å oppdage; siden de er i stand til å passere gjennom materialer uhindret, påvirker de sjelden hverandre. Grunnen til dette er at nøytrinoer bare påvirkes av den svake interaksjonen og tyngdekraften, noe som er ubetydelig på det subatomære nivået.
  • elektron - Byggesteinene i 'vanlig' Type I materie. De bærer en negativ elementær elektrisk ladning, deres antipartikler er positivt ladede antielektroner (eller positroner). På grunn av deres elektriske ladning påvirkes de av det elektromagnetiske interaksjonen, foruten tyngdekraften og den svake interaksjonen. Elektronet ble oppdaget som en partikkel i 1897 av JJ Thomson.
  • myon - Byggesteiner av type II-materie. De bærer en negativ elementær elektrisk ladning, og deres antipartikler er positivt ladede antimyoner. På grunn av deres elektrisk ladning påvirkes de av den elektromagnetiske interaksjonen, tyngdekraften og svak interaksjon.
  • tau-lepton - Byggesteiner av type II-materie. De bærer en negativ elementær elektrisk ladning, og deres antipartikler er positivt ladede antitaupartikler. På grunn av deres elektrisk ladning påvirkes de av den elektromagnetiske interaksjonen, tyngdekraften og svak interaksjon.
  • foton - En partikkel som formidler den elektromagnetiske interaksjon. Den er elektrisk nøytral og har ingen hvilemasse. Det er sin egen antipartikkel.
  • gluon - En partikkel som medierer den sterke interaksjonen som binder kvarker sammen i baryoner (inkludert nukleoner). Den er elektrisk nøytral og har ingen hvilemasse.
  • Z boson - Det er en elektrisk nøytral partikkel, og er sin egen antipartikkel. Z og W bosonene er elementærpartiklene som formidler den svake interaksjonen, noe som spiller en viktig rolle i den radioaktive beta-nedbrytningen av kjerner.
  • W boson - Det finnes to typer: W+ og W- bosoner, som bærer + og - ladninger henholdsvis, og er hverandres antipartikler. Svak interaksjon er mediert av tunge Z og W bosoner. Denne interaksjonen spiller en viktig rolle i den radioaktive nedbrytning av beta-kjerner.
  • Higgs-boson - Masse er en av de viktigste egenskapene ved materie; tyngdekraften påvirker materiet gjennom sin masse. Massen av materiet er trolig frembragt av Higgs' bosoner. Higgs' bosonet ble oppdaget i LHC (Large Hadron Collider) i 2012, som var blitt bygget delvis for å finne 'Gudspartikkelen'.
  • Sterk interaksjon - Det er mediert av gluoner. Det er den sterkeste av de fire grunnleggende interaksjonene (svak interaksjon, tyngdekraft og elektromagnetisk interaksjon er de resterende 3). Det oppstår mellom kvarker og binder dem sammen i protoner og nøytroner, så det er ikke mulig å oppdage frie kvarker. Sterk interaksjon binder også positivt ladede atomkjerner sammen. Ekstremt stor energi må til for å 'smelte' protoner og nøytroner. Eksperimenter utføres i LHC, verdens største partikkelakselerator hvis mål er å skape kvark-gluon plasma.
  • Elektromagnetisk interaksjon - Den påvirker alle elektrisk ladede partikler (som er kvarker, mu-leptoner og tau-leptoner). Det skjer mellom partikler som bærer motsatte elektriske ladninger. Denne interaksjonen er mediert av fotoner. Quantum-elektromagnetisme (QED) demonstrerer svak interaksjon og elektromagnetisk interaksjon som to forskjellige sider av samme kraft (elektrosvak interaksjon).
  • Svak interaksjon - Den påvirker alle leptoner og kvarker. Det er mediert av W og Z-bosoner, og det er ansvarlig for radioaktiv betastråling (i løpet av prosessen deler et proton seg i et nøytron, et elektron og et antinøytrino). Quantum-elektromagnetisme (QED) demonstrerer svak interaksjon og elektromagnetisk interaksjon som to forskjellige sider av samme kraft (elektrosvak vekselvirkning).
  • Masse - Det er tregheten i legemer; tyngdekraften påvirker organer gjennom massen sin. Massen av materiet er levert av Higgs' bosoner.
  • opp kvark
  • ned kvark
  • sjarm kvark
  • merkelig kvark
  • topp kvark
  • bunn kvark

Animasjon

  • elektroner
  • cellekjerne
  • proton
  • nøytron
  • r kvark
  • gluon
  • u kvark (opp)
  • d kvark (ned)
  • Tre typer materie
  • I
  • II
  • III
  • kvarker
  • leptoner
  • bosoner (partikler medierer interaksjoner)
  • elektron
  • myon
  • tau-lepton
  • foton
  • Z boson
  • W boson
  • Higgs-boson
  • elektron nøytrion
  • tau-lepton nøytrion
  • Sterk interaksjon
  • Elektromagnetisk interaksjon
  • Svak interaksjon
  • Masse
  • opp kvark
  • ned kvark
  • sjarm kvark
  • merkelig kvark
  • topp kvark
  • bunn kvark
  • r kvark (opp)
  • r kvark (ned)
  • r kvark (sjarm)
  • r kvark (merkelig)
  • r kvark (topp)
  • r kvark (bunn)
  • g kvark (opp)
  • g kvark (ned)
  • g kvark(sjarm)
  • g kvark(merkelig)
  • g kvark (topp)
  • g kvark (bunn)
  • b kvark (opp)
  • b kvark (ned)
  • b kvark (sjarm)
  • b kvark (merkelig)
  • b kvark (topp)
  • b kvark (bunn)

Forteller

Før det 20. århundre ble det antatt at atomer var udelelige. Men i dag vet vi at atomer faktisk består av mindre partikler som kalles elektroner, protoner og nøytroner. Størrelsen av atomer er av størrelsesorden 10⁻¹⁰ m.

Negativt ladede elektroner utgjør elektronskall. Størrelsen av de positivt ladede kjernene er ca. 10⁻¹⁴ m, en ti-tusendels diameter av et atom. Atomer består av protoner og nøytroner, kjent som nukleoner.

Protoner bærer en positiv elementærladning, mens nøytroner er elektrisk nøytrale. Derfor er kjerner positivt ladet.

I 1964 antydet Murray Gell-Mann og George Zweig at nukleoner ikke er elementærpartikler, de i seg selv består av mindre partikler kalt kvarker. Eksistensen av kvarker har siden blitt bevist ved forskning.

Kvarker er bundet sammen av sterk makt (eller samhandling), formidlet av gluoner. De kalles gluoner fordi de limer kvarker sammen "og gjøre nukleoner ekstremt stabile. Derfor kan nukleoner bare deles inn i kvarker og gluoner under ekstreme forhold - for eksempel i løpet av de første få mikrosekunder etter Det Store Smellet. LHC, Large Hadron Collider, verdens største partikkelakselerator, er designet for å simulere disse forholdene.

En av de iboende egenskapene til kvarkene er fargeladning. En kvarks farge kan ta en av tre verdier eller ladninger: Rød, grønn eller blå. Nukleoner inneholder en kvark av hver farge, derfor er de "hvite", det vil si at deres netto fargeladning er nøytral.

Kvarker som utgjør nukleoner kan være enten "opp" (u) kvarker eller "ned" (d) kvarker. Et proton består av to u-kvarker og en d-kvark, mens et nøytron består av en opp-kvark og to ned-kvarker. Begge typer kan være rød, blå eller grønne. Den elektriske ladningen av opp-kvarker er 2/3, mens den av ned-kvarker er -1/3. Ladningen av nøytroner og protoner er gitt ved summen av kvarkenes ladning.

Det finnes flere andre typer elementærpartikler, beskrevet av standardmodellen for partikkelfysikk. De tre gruppene av elementærpartikler er kvarker, leptoner og bosoner.

Leptoner inkluderer nøytrinoer og elektroner. Kvarker og leptoner er byggesteinene i materiet, som finnes i tre typer. Den vanligste, Type I-materiet består av opp- og nedkvark, elektroner og elektronnøytrioner.

Bosoner formidler interaksjoner. Gluoner bærer den sterke interaksjonen som virker på kvarker og binder dem sammen i nukleoner. Denne interaksjonen hindrer også kjerner fra å splitte opp til tross for de frastøtende kreftene mellom de positivt ladede komponentene.

Fotoner formidler elektromagnetisk interaksjon som virker på elektrisk ladede partikler. Kvarker og visse leptoner (inkludert elektroner) bærer en elektrisk ladning.

Z og W-bosoner er ansvarlig for svak interaksjon, som også spiller en viktig rolle i radioaktiv betastråling. Svak interaksjon påvirker alle kvarker og leptoner.

Standardmodellen omfatter bare bosoner som formidler sterke, svake og elektromagnetiske interaksjoner, men dette forklarer ikke tyngdekraften. Den hypotetiske formidleren av tyngdekraften kalles graviton, og er enda ikke oppdaget. Higgs'-bosonet er ansvarlig for massen av partikler, og legemer som består av partikler. Tyngdekraften påvirker partikler gjennom deres masse.

Higgs'-bosonet, ofte kalt "Gudspartikkelen", var den siste av bosonene inkludert i Standardmodellen til å bli identifisert i Large Hadron Collider (LHC), som ble bygget delvis for dette formålet.

Relaterte elementer

Atommodellens utvikling

Historiske milepæler om teorier og synspunkter om atomets struktur.

Radioaktivitet

Nedbrytningsprosessen av ustabile atomkjerner kalles radioaktivitet.

Atombomber (1945)

Atombomben er et av de mest destruktive våpnene i menneskenes historie.

Elektronkonfigurasjon hos kalsium

Denne animasjonen viser kalsiumatomenes elektronkonfigurasjon.

Fusjonsreaktor

Kjernefysisk fusjon vil sørge for en miljøvennlig og praktisk talt ubegrenset energikilde.

How does it work? - Laser

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

Kjedereaksjon

Energien som frigjøres under kjernefysisk fisjon kan anvendes til sivile eller militære formål.

Kjernekraftverk

Kjernekraftverk omdanner energien som frigjøres under fisjon til elektrisk kraft.

Kovalente bindinger i benzenmolekyler

I benzen er det sigmabindinger og delokaliserte pi-bindinger mellom karbonatomer.

Marie Curies laboratorium

Marie Curie, den eneste personen som har vunnet Nobelprisen på to forskjellige forskningsområder, er trolig den mest berømte kvinnen i vitenskapens historie.

Nitrogenmolekylenes oppbygning

Denne animasjonen illustrerer strukturen av nitrogenmolekyler, med én sigma- og to pi-bindinger som holder atomene sammen.

Rutherfords eksperiment

Rutherfords eksperimentet beviste at det finnes positivt ladede atomkjerner. Dette førte til utarbeidelsen av en ny atommodell.

Solen

Solens diameter er omtrent 109 ganger så stor som Jordens. Det meste av dens masse består av hydrogen.

Added to your cart.