Seznam částic - List of particles

Toto je seznam známých a předpokládaných částic.

Elementární částice

Elementární částice jsou částice bez měřitelné vnitřní struktury; to znamená, že není známo, zda jsou složeny z jiných částic.^[1] Jsou základními objekty kvantová teorie pole. Existuje mnoho rodin a podskupin elementárních částic. Elementární částice jsou klasifikovány podle jejich roztočit. Fermiony mít půlčíselné otočení while bosony mít celé číslo. Všechny částice Standardní model byly experimentálně pozorovány, v poslední době včetně Higgsův boson v roce 2012.^[2][3] Mnoho dalších hypotetických elementárních částic, jako je graviton, byly navrženy, ale nebyly experimentálně pozorovány.

Fermiony

Fermiony jsou jednou ze dvou základních tříd částic, druhou bytostí bosony. Fermionové částice jsou popsány v Statistiky Fermi – Dirac a mít kvantová čísla popsal Pauliho princip vyloučení. Zahrnují kvarky a leptony, stejně jako kdokoli složené částice skládající se z lichého počtu těchto, například všech baryony a mnoho atomů a jader.

Fermiony mají poloviční integer; pro všechny známé elementární fermiony to je¹⁄₂. Všechny známé fermiony, kromě neutrina, jsou také Dirac fermions; to znamená, že každý známý fermion má svůj vlastní odlišný antičástice. Není známo, zda neutrino je Dirac fermion nebo a Majoránský fermion.^[4] Fermiony jsou základními stavebními kameny všech hmota. Jsou klasifikovány podle toho, zda interagují prostřednictvím silná interakce nebo ne. Ve standardním modelu existuje 12 typů elementárních fermionů: šest kvarky a šest leptony.

Kvarky

Kvarky jsou základní složkou hadrony a komunikovat prostřednictvím silná síla. Kvarky jsou jedinými známými nositeli zlomkový náboj, ale protože se kombinují ve skupinách po třech (baryony) nebo v párech jednoho kvarku a jednoho antikvark (mezony), v přírodě je pozorován pouze celočíselný náboj. Jejich příslušné antičástice jsou starožitnosti, které jsou identické kromě toho, že nesou opačný elektrický náboj (například up kvark nese náboj +²⁄₃, zatímco up antikvark nese náboj -²⁄₃), barevný náboj a číslo baryonu. Je jich šest příchutě kvarků; tři kladně nabité kvarky se nazývají „kvarky up-typu“, zatímco tři záporně nabité kvarky se nazývají „kvarky down-typu“.

Leptony

Leptony neinteragují prostřednictvím silná interakce. Jejich příslušné antičástice jsou antileptony, které jsou identické, kromě toho, že nesou opačný elektrický náboj a leptonové číslo. Antičástice an elektron je antielektron, kterému se téměř vždy říká „pozitron "z historických důvodů. Existuje celkem šest leptonů; tři nabité leptony se nazývají" elektronové leptony ", zatímco neutrální leptony se nazývají"neutrina "Neutrinos je známo oscilovat, takže neutrina určitého příchuť nemají určitou hmotnost, spíše existují v superpozici hmoty vlastní státy. Hypotetické těžké pravoruké neutrino, zvané „sterilní neutrino ", byl vynechán ze seznamu.

Bosoni

Bosony jsou jednou ze dvou základních tříd částic, druhou bytostí fermiony. Bosoni se vyznačují Statistiky Bose – Einstein a všechny mají celočíselná otočení. Bosoni mohou být buď elementární, jako fotony a gluony nebo kompozitní mezony.

Podle Standardní model základní bosony jsou:

The Higgsův boson předpokládá elektroslabá teorie primárně vysvětlit původ hmotnosti částic. V procesu známém jako „Higgsův mechanismus ", Higgsův boson a ostatní bosony s rozchodem ve standardním modelu získávají hmotu prostřednictvím spontánní narušení symetrie symetrie měřidla SU (2). The Minimální supersymetrický standardní model (MSSM) předpovídá několik Higgsových bosonů. Na Částice byla pozorována nová částice, u níž se předpokládá, že bude Higgsovým bosonem CERN / LHC dne 14. března 2013 kolem energie 126,5 GeV s přesností blízkou pěti sigma (99,9999%, což je přijato jako definitivní). Higgsův mechanismus dávající hmotu jiným částicím nebyl pozorován.

Elementární bosony zodpovědné za ty čtyři základní síly přírody se nazývají silové částice (měřicí bosony ). Silná interakce je zprostředkována gluon, slabá interakce je zprostředkován bosony W a Z.

The graviton, uvedená výše samostatně, je hypotetická částice, která byla zahrnuta do některých rozšíření standardního modelu pro zprostředkování gravitační platnost. Je to zvláštní kategorie mezi známými a hypotetickými částicemi: Jako nepozorovaná částice, která není předpovězena ani požadována pro Standardní model, patří do níže uvedené tabulky hypotetických částic. Samotná gravitační síla je však jistota a vyjadřuje tuto známou sílu v rámci a kvantová teorie pole vyžaduje boson, aby to zprostředkoval.

Hypotetické částice

Supersymetrický teorie předpovídají existenci více částic, z nichž žádná nebyla experimentálně potvrzena.

Stejně jako foton, Z boson a W^± bosony jsou superpozice B⁰, W⁰, W¹, a w² pole, fotino, zino a wino^± jsou superpozice bina⁰, wino⁰, wino¹a wino². Bez ohledu na to, jestli se jako základ použijí původní gauginos nebo tato superpozice, jedinými předpokládanými fyzikálními částicemi jsou neutralinos a charginos jako jejich superpozice společně s Higgsinos.

Jiné teorie předpovídají existenci dalších bosonů:

Zrcadlové částice jsou předpovídány teoriemi, které se obnovují paritní symetrie.

"Magnetický monopol „je obecný název pro částice s nenulovým magnetickým nábojem. Předpovídají je některé GUT.

"Tachyon „je obecný název pro hypotetické částice, které cestují rychleji než rychlost světla (a tak paradoxně zažívají čas obráceně kvůli inverzi Teorie relativity ) a mít imaginární odpočinkovou hmotu, porušili by zákony kauzality.

Preons byly navrženy jako částice kvarků a leptonů, ale moderní urychlovač experimenty téměř vyloučily jejich existenci.

Věže Kaluza – Klein částice předpovídají některé modely zvláštních rozměrů. Mimo-dimenzionální hybnost se projevuje jako extra hmota ve čtyřrozměrném časoprostoru.

Kompozitní částice

Hadrony

Hadrony jsou definovány jako silně interagující složené částice. Hadrony jsou buď:

• Složené fermiony (zejména 3 kvarky), v takovém případě se nazývají baryony.
• Složené bosony (zejména 2 kvarky), v takovém případě se nazývají mezony.

Modely Quark, poprvé navržen v roce 1964 nezávisle Murray Gell-Mann a George Zweig (který nazval kvarky „esa“), popsal známé hadrony jako složené z valence kvarky a / nebo starožitnosti, pevně vázané barevná síla, kterou zprostředkovává gluony. (Interakce mezi kvarky a gluony je popsána v teorii kvantová chromodynamika.) V každém hadronu je také „moře“ virtuálních párů kvark-antikvark.

Baryoni

Kombinace tří u, d nebo s-kvarků s celkovou rotací³⁄₂ tvoří takzvaný „baryonový decuplet“.

Struktura protonového kvarku: 2 kvarky nahoru a 1 kvarky dolů. O gluonových trubkách nebo trubkách je nyní známo, že mají tvar Y.

Obyčejný baryony (složený fermiony ) obsahují každý tři valenční kvarky nebo tři valenční antikvarky.

• Nukleony jsou fermionové složky normálních atomových jader:
  • Protony, složený ze dvou kvarků nahoru a jednoho dolů (uud)
  • Neutrony, složený ze dvou dolních a jednoho nahoru kvarku (ddu)
• Hyperons, jako jsou částice Λ, Σ, Ξ a Ω, které obsahují jednu nebo více podivné kvarky, jsou krátkodobé a těžší než nukleony. I když nejsou běžně přítomny v atomových jádrech, mohou se objevit krátkodobě hypernuklei.
• Počet okouzlen a dno Byly také pozorovány baryony.
• Pentaquarks skládají se ze čtyř valenčních kvarků a jednoho valenčního antikvarku.
• jiný exotické baryony mohou také existovat.

Mezony

Mezony rotace 0 tvoří nonet

Obyčejný mezony jsou tvořeny a valenční kvark a valence antikvark. Protože mezony mají roztočit 0 nebo 1 a samy o sobě nejsou elementární částice, jsou „složené“ bosony. Příklady mezonů zahrnují pion, kaon a J / ψ. v kvantová hadrodynamika, mezony zprostředkovávají zbytková silná síla mezi nukleony.

V té či oné době pozitivní podpisy byly hlášeny u všech následujících případů exotické mezony ale jejich existence ještě musí být potvrzena.

• A tetraquark skládá se ze dvou valenčních kvarků a dvou valenčních antikvarků;
• A lepicí koule je vázaný stav gluonů bez valenčních kvarků;
• Hybridní mezony se skládají z jednoho nebo více valenčních párů kvark-antikvark a jednoho nebo více skutečných gluonů.

Atomová jádra

A polopřesný vyobrazení hélium atom. V jádře jsou protony červené a neutrony fialové. Ve skutečnosti je jádro také sféricky symetrické.

Atomová jádra skládají se z protonů a neutronů. Každý typ jádra obsahuje určitý počet protonů a určitý počet neutronů a nazývá se „nuklid „nebo“izotop ". Jaderné reakce může změnit jeden nuklid na jiný. Vidět tabulka nuklidů pro úplný seznam izotopů.

Atomy

Atomy jsou nejmenší neutrální částice, na které lze hmotu rozdělit chemické reakce. Atom se skládá z malého těžkého jádra obklopeného relativně velkým, lehkým oblakem elektronů. Každý typ atomu odpovídá konkrétnímu chemický prvek. K dnešnímu dni bylo objeveno nebo vytvořeno 118 prvků.

Atomové jádro se skládá z 1 nebo více protonů a 0 nebo více neutronů. Protony a neutrony jsou zase vyrobeny z kvarků.

Molekuly

Molekuly jsou nejmenší částice, na které lze látku rozdělit při zachování chemických vlastností látky. Každý typ molekuly odpovídá konkrétnímu chemická látka. Molekula je složený ze dvou nebo více atomů. Vidět seznam sloučenin pro seznam molekul. Atomy jsou kombinovány ve stálém poměru za vzniku molekuly. Molekula je jednou z nejzákladnějších jednotek hmoty.

Kvazičástice

Kvazičástice jsou účinné částice, které existují v mnoha částicových systémech. Polní rovnice fyzika kondenzovaných látek jsou pozoruhodně podobné těm z fyziky částic s vysokou energií. Výsledkem je, že velká část teorie částicové fyziky platí i pro fyziku kondenzovaných látek; zejména existuje výběr buzení pole, tzv kvazi-částice, které lze vytvořit a prozkoumat. Tyto zahrnují:

• Phonons jsou vibrační režimy v a krystalová mříž.
• Vývody jsou vázané stavy an elektron a a otvor.
• Plasmons jsou koherentní buzení a plazma.
• Polaritony jsou směsi fotony s jinými kvazi-částicemi.
• Polarons jsou pohybující se, nabité (kvazi) částice, které jsou obklopeny ionty v materiálu.
• Magnons jsou koherentní excitace otáčení elektronů v materiálu.

jiný

• Zrychlení jsou hypotetické částice postulované k vztahu neutrinové hmoty k temné energii a jsou pojmenovány podle role, kterou hrají v zrychlování rozpínání vesmíru
• An kdykoli je zobecnění fermionu a bosonu v dvourozměrných systémech, jako jsou listy grafen který poslouchá statistiky opletení.
• A plekton je teoretický druh částice diskutovaný jako zevšeobecnění statistik opletení libovolné dimenze> 2.
• A WIMP (slabě interagující masivní částice) je jakákoli z řady částic, které by mohly vysvětlit temnou hmotu (jako je neutrál nebo axion).
• A GIMP (gravitačně interagující masivní částice) je částice, která poskytuje alternativní vysvětlení temné hmoty namísto výše uvedeného WIMP.
• The pomeron, slouží k vysvětlení pružný rozptyl hadronů a umístění Regge póly v Reggeova teorie.
• The skyrmion, topologické řešení pion pole, které se používá k modelování nízkoenergetických vlastností nukleon, jako je vazba axiálního vektorového proudu a hmotnost.
• Genon je částice existující v uzavřeném stavu podobný světová linie kde vesmírný čas je stočený jako v a Frank Tipler nebo Ronald Mallett Stroj času.^{[Citace je zapotřebí ]}
• A Goldstoneův boson je nehmotné buzení pole, které bylo spontánně zlomený. The piony jsou kvazi-zlaté kameny bosony (kvazi - protože nejsou úplně nehmotné) rozbitých chirální isospin symetrie kvantová chromodynamika.
• A Goldstino je zlatý kámen fermion vzniklé spontánním rozbitím supersymetrie.
• An instanton je konfigurace pole, která je lokálním minimem euklidovské akce. Instantony se používají při neporušených výpočtech rychlostí tunelování.
• A dyon je hypotetická částice s elektrickými i magnetickými náboji.
• A geon je elektromagnetická nebo gravitační vlna, která je držena pohromadě v omezené oblasti gravitační přitažlivostí vlastního pole energie.
• An inflaton je obecný název pro neidentifikovanou skalární částici odpovědnou za kosmická inflace.
• A spurion je jméno dané „částice“ vložené matematicky do rozpadu porušujícího isospin, aby bylo možné jej analyzovat, jako by konzervovalo isospin.
• Jak se říká "opravdové muonium", a vázaný stav a mion a antimuon, je teoretický exotický atom, který nebyl nikdy pozorován.
• A dislon je lokalizované kolektivní buzení dislokace krystalu kolem statického posunutí.

Klasifikace podle rychlosti

• A tardyon nebo bradyon cestuje pomaleji než světlo a má nenulovou hodnotu, nemovitý odpočinková hmota.
• A Luxon cestuje rychlostí světla a nemá žádnou klidovou hmotu.
• A tachyon (zmíněno výše) je hypotetická částice, která cestuje rychleji než rychlost světla a má imaginární odpočinková hmota.

Viz také

Reference