CZĄSTKI
ELEMENTARNE
Patrycja Sikora 4C
Pamela Maniszewska
4C
Cząstka elementarna
–
w fizyce cząstka, będąca
podstawowym budulcem, czyli
najmniejszym i nieposiadającym
wewnętrznej struktury.
Pojęcie te wprowadzono w
latach 1930-1935 i oznaczało
ono elektron, proton, neutron i
foton .
W latach późniejszych
odkryto miony, mezony, hiperony
i wiele innych cząstek oraz
ich antycząstki.
KLASYFIKACJA
CZĄSTEK
ELEMENTARNYCH
HADRONY
LEPTONY
np. proton, neutron np.
elektron, neutrino
• obiekty o budowie
złożonej
• oddziałują silnie
• obiekty nie mające
struktury wewnętrznej
• oddziałują słabo
HADRONY
BARIONY
MEZONY
-3 kwarki -kwark
- antykwark
Jon ujemny; atom lub
grupa atomów wykazująca
ujemny ładunek
elektryczny.
Aniony mają nadmierną
liczbę elektronów; tworzą
się np. podczas dysocjacji
elektrolitycznej.
Cząstki o spinie połówkowym.
Do barionów zalicza się hiperony i nukleony
oraz ich stany rezonansowe.
Bariony biorą udział w oddziaływaniach
silnych, a także elektromagnetycznych i
słabych
Rodzaj najprostszych cząstek
elementarnych biorących udział we
wszystkich rodzajach oddziaływań
Dzielą się na bariony i mezony. Większość
hadronów jest nietrwała.
Składają się z kwarków, np. bariony są
zbudowane z 3 kwarków, mezony zaś z
pary kwark-antykwark. Mają rozmiar
rzędu 10-15 metra.
Wiemy z cała pewnością, ze kwarki i elektrony są mniejsze niż 10 do
potęgi -18 metra, jest wiec możliwe że nie maja one w ogóle żadnego
rozmiaru. Jest tez możliwe, ze kwarki i elektrony nie są cząstkami
elementarnymi, ale zbudowane są z jeszcze mniejszych cząsteczek. (Czy
to sie kiedykolwiek skończy?)
Podsumowując, wiemy ze atomy są zbudowane z protonów,
neutronów i elektronów. Protony i neutrony są zbudowane z
kwarków, które być może są zbudowane z jeszcze bardziej
podstawowych cząstek...
...ale, mamy nadzieje ze nie są.
Około 1900 roku ludzie myśleli o
atomach jako o małych
kuleczkach.
Ale fakt, ze atomy mogą być
sklasyfikowane według ich
własności chemicznych (jak w
układzie okresowym) sugeruje,
ze atomy nie są cząstkami
elementarnymi.
Oprócz tego, eksperymenty
używające innych cząstek jako
próbników i pozwalające
"zajrzeć" do wnętrza atomu
pokazują, ze atomy maja
strukturę i nie są po prostu
jednolitymi kuleczkami.
Te doświadczenia pozwoliły
ustalić, że atomy posiadają
dodatnio naładowane ciężkie
jadro otoczone chmura
elektronów (e).
Okazuje sie, ze nawet protony i neutrony nie są
cząstkami elementarnymi - są one zbudowane z
jeszcze bardziej fundamentalnych cząstek
zwanych kwarkami.
Obecnie fizycy uważają, ze właśnie kwarki i
elektrony są tymi najbardziej fundamentalnymi
składnikami materii.
Aby zrozumieć jak zbudowany jest
wszechświat
fizycy wciąż poszukują nowych rodzajów
cząstek
i oddziaływań. Zastanawiają się też, czy
te
cząstki, które aktualnie uważane są za
elementarne,
są rzeczywiście elementarne.
Fizycy odkryli około 200 cząstek
(większość z nich nie jest cząstkami
elementarnymi, choć tak kiedyś je
nazywano). Nazywają je literami z
alfabetu łacińskiego i greckiego.
Podstawowe
prawo kosmologii
obserwacyjnej, wiążące
odległości galaktyk ”r” z
ich tzw. prędkościami
ucieczki ”v”
Prawo to określa, iż te
dwie wielkości są do siebie
proporcjonalne, a stałą
proporcjonalności jest stała
Hubble’a H0:
Pierwotny wykres Hubble’a
V= H
o
r
Współczesny wykres
obrazujący prawo
Hubble’a
Wartość stałej
Hubble’a jest trudna do
wyznaczenia. Wynika to
po pierwsze z
problemów z
dokładnym określaniem
odległości do galaktyk,
a po drugie z faktu, że
oprócz prędkości
wynikających z
ekspansji
Wszechświata,
galaktyki mają również
prędkości swoiste, co
prowadzi do lokalnych
odstępstw od prawa
Hubble’a.