Hiukkasfysiikka

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun

Hiukkasfysiikka on fysiikan osa-alue, joka tutkii aineen ja säteilyn hienorakennetta ja niiden välisiä vuorovaikutuksia. Sitä kutsutaan myös suurenergiafysiikaksi, koska monet alkeishiukkaset eivät esiinny normaaleissa olosuhteissa. Niitä voidaan kuitenkin keinotekoisesti luoda ja tutkia hiukkaskiihdyttimillä.

Kokeellinen hiukkasfysiikka[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Hiukkasfysiikan tärkeimmät tutkimuskeskukset ovat:

Teoreettinen hiukkasfysiikka[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Hiukkasfysiikan teoreettinen käsittely rakentuu kvanttimekaniikan ja suppean suhteellisuusteorian pohjalle. Perustyökaluna on kvanttikenttäteoria, josta eri vuorovaikutuksille on rakennettu omat versionsa. Kvanttikenttäteoriassa ainetta kuvataan fermionikentillä ja niiden välisiä vuorovaikutuksia välittävät bosonit.

Tyypillisin laskentamenetelmä on niin sanottu häiriöteoria, missä kunkin prosessin amplitudi lasketaan Feynmanin graafien avulla tuotetusta sarjakehitelmästä. Mitä useampia solmuja graafissa on, sitä pienempi on kyseisen graafin merkitys. Häiriöteorian laskut tuottavat hyvän arvion hiukkasreaktion todennäköisyydelle, jos vuorovaikutuksen kytkentävakio on pieni. Näin on sähkömagneettisissa ja heikoissa vuorovaikutuksissa. Vahvan vuorovaikutuksen osalta häiriöteoriaa voi käyttää suurilla energioilla, jotka vastaavat pientä etäisyyttä, mutta pienillä energioilla sarja hajaantuu eikä sitä voi käyttää.

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. http://www.inp.nsk.su Budker Instituten sivusto, venäjäksi
  2. http://www.kek.jp/intra-e KEK:n sivusto
  3. http://neutrino.kek.jp Neutriinojen oskillaation koejärjestely
  4. http://belle.kek.jp Belle

Kirjallisuutta[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Yliopiston oppikirjoja:

  • Maalampi, Jukka & Tapani Perko: Lyhyt modernin fysiikan johdatus. Helsinki: Limes, 2006. ISBN 951-745-213-6.
  • David Griffths: Introduction To Elementary Particles. Wiley, 1987. ISBN 0-471-60386-4. (englanniksi)

Yleistajuista kirjallisuutta:

  • Carroll, Sean: Maailmanlopun hiukkanen: Miten Higgsin hiukkasen etsintä vie kohti uutta käsitystä maailmankaikkeudesta. (The Particle at the End of the Universe: How the Hunt for the Higgs Boson Leads Us to the Edge of a New World, 2012.) Suomentanut Tuukka Perhoniemi. Helsinki: Ursa, 2015. ISBN 978-952-5985-27-6.
  • Karttunen, Hannu: Fysiikka. Tiedettä kaikille. Helsingissä: Tähtitieteellinen yhdistys Ursa, 2006. ISBN 952-5329-32-1.
  • Schumm, Bruce A.: Syvällä asioiden sydämessä: Hiukkasfysiikan kauneus. (Deep down things: The breathtaking beauty of particle physics, 2004.) Suomentanut Kimmo Pietiläinen. Helsinki: Terra Cognita, 2006. ISBN 952-5202-91-7.

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]