Luettelo hiukkasista

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun

Tämä on luettelo hiukkasfysiikassa löydetyistä ja joistain hypoteettisista subatomisista hiukkasista.

Alkeishiukkaset[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pääartikkeli: Alkeishiukkanen

Alkeishiukkanen on hiukkanen, jolla ei ole havaittavissa olevaa sisäistä rakennetta eli se ei koostu muista hiukkasista. Ne ovat kvanttikenttäteorian fundamentaaleja kappaleita. Alkeishiukkasia luokitellaan niiden spinin perusteella Fermioneihin ja bosoneihin. Jälkimmäisillä spin on kokonaisluku ja fermioneilla se on puolikas.

Standardimalli[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Hiukkasfysiikan standardimalli on tällä hetkellä paras tietämyksemme alkeishiukkasten fysiikasta. Kaikki Standardimallin hiukkaset, Higgsin bosonia lukuun ottamatta, on löydetty kokeellisesti.

Fermionit[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Fermionien spin on puoliluku; kaikille tunnetuille alkeellisille fermioneille tämä on ½. Jokaisella fermionilla on lisäksi oma antihiukkasensa. Fermionit ovat aineen perusosasia. Ne luokitellaan sen mukaan, vuorovaikuttavatko ne vahvan vuorovaikutuksen värivoiman kautta. Standardimallin mukaan on olemassa 12 erilaista alkeisfermionien makua: kuusi kvarkkia ja kuusi leptonia.

  • Kvarkit vuorovaikuttavat värivoiman kautta. Niiden antihiukkasia kutsutaan antikvarkeiksi. Kvarkeilla on kuusi makua:
Perhe Nimi (maku) Sähkövaraus (e) Massa (MeV) Antikvarkki
1 Ylös (u) +2/3 1,5--4 anti-ylös-kvarkki (\overline{u})
Alas (d) −1/3 4--8 anti-alas-kvarkki (\overline{d})
2 Outo (s) −1/3 80--130 anti-outo-kvarkki (\overline{s})
Lumo (c) +2/3 1150--1350 anti-lumo-kvarkki (\overline{c})
3 Pohja (b) −1/3 4100--4400 anti-pohja-kvarkki (\overline{b})
Huippu (t) +2/3 171400 ± 2100[1] anti-huippu-kvarkki (\overline{t})
Varattu leptoni / antihiukkanen Neutriino / antineutriino
Nimi Symboli Sähkövaraus (e) Massa (MeV) Nimi Symboli Sähkövaraus (e) Massa (MeV)
Elektroni / Positroni e^- \, / \, e^+ −1 / +1 0,511 Elektronin neutriino / Elektronin antineutriino \nu_e \, / \, \overline{\nu}_e 0 < 0,0000022 [2]
Myoni \mu^- \, / \, \mu^+ −1 / +1 105,7 Myonin neutriino / Myonin antineutriino \nu_\mu \, / \, \overline{\nu}_\mu 0 < 0,17 [2]
Tau \tau^- \, / \, \tau^+ −1 / +1 1777 Taun neutriino / Taun antineutriino \nu_\tau \, / \, \overline{\nu}_\tau 0 < 15,5 [2]

Huomaa, että neutriinojen massan tiedetään eroavan nollasta johtuen neutriinojen oskillaatiosta, mutta niiden massat ovat niin pienet, ettei niitä ole voitu toistaiseksi mitata.

Bosonit[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Bosoneilla on kokonaislukuspin. Luonnon perusvuorovaikutuksia välittävät mittabosonit ja massan arvellaan liittyvän Higgsin bosoniin. Standardimallin mukaan alkeisbosoneita ovat:

Nimi Varaus (e) Spin Massa (GeV) Voima, jota välittää
Fotoni 0 1 0 Sähkömagnetismi
W± ±1 1 80,4 Heikko voima
Z0 0 1 91,2 Heikko voima
Gluoni 0 1 0 Vahva voima
Higgsin bosoni 0 0 125-126 Katso alla

LHC:n CMS- ja ATLAS-kokeet ovat ilmoittaneet löytäneensä hiukkasen, joka vastaa Higgsin bosonia. Sen spin ja sähkövaraus vastaavat standardimallin ennustetta, mutta sen vuorovaikutuksista muiden hiukkasten kanssa on toistaiseksi vain vähän tietoa. Standardimallin Higgsin mekanismissa Higgsin kentän spontaani symmetriarikko synnyttää massiivisen Higgsin bosonin. Alkeishiukkasten sisäiset massat (erityisesti massiivisten W±- ja Z0-bosonien) selitetään vuorovaikutuksina kyseisen kentän kanssa. Higgsin bosoni vuorovaikuttaa kaikkien massallisten hiukkasten (myös itsensä) kanssa.

Hypoteettiset hiukkaset[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Supersymmetriset teoriat ennustavat myös muiden hiukkasten olemassolon. Yhtäkään näistä ei ollut vielä vuoden 2006 aikana kokeellisesti löytynyt.

Muut teoriat ennustavat esimerkiksi seuraavanlaisia bosoneita.

Magneettinen monopoli on yleinen nimi hiukkasille, joilla on nollasta eroava magneettinen varaus. Eräät suuret yhtenäisteoriat ennustavat niiden olemassaolon.

Takioni on yleinen nimi hypoteettisille hiukkasille, jotka kulkevat valoa nopeammin ja joilla on imaginaarinen lepomassa.

Preoni on yleinen nimi hypoteettisille kvarkkien ja leptonien sisäiselle hiukkaselle, mutta törmäytyskokeissa ei ole todistettu niiden olemassaoloa.

Muut[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Luokittelu vauhdin perusteella[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • Tardioni tai bradioni kulkee valoa hitaammin, ja sillä on nollasta eroava lepomassa.
  • Luksoni kulkee valon nopeudella, ja sillä ei ole lepomassaa.
  • Takioni (mainittu yllä) on hypoteettinen hiukkanen, joka kulkee valoa nopeammin, ja sillä on imaginaarinen lepomassa.

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • S. Eidelman et al. (2004). ""Review of Particle Physics"". Physics Letters B 592: 1. 
(All information on this list, and more, can be found in the extensive, annually-updated review by the Particle Data Group)
  1. Top mass: now at 1.2% uncertainty 2006-08-03. Viitattu 2006-10-15.
  2. a b c Laboratory measurements and limits for neutrino properties