částice elementární

, nejjednodušší, dále nedělitelné elementy struktury hmoty, tj. základní kvanta hmoty, respektive energie. Obsah pojmu elementární částice historicky závisí na úrovni fyzikálního poznání struktury hmoty. Do začátku 20. stol. byly za elementární považovány atomy chemických prvků uspořádaných v Mendělejovově periodickém systému. Po objevu elektronu (1897) a atomového jádra (1911) se na začátku 30. let 20. stol. prokázalo, že i jádra atomů jsou dále složena z nukleonů: protonů a neutronů. Pro vysvětlení přirozené β-radioaktivity byla v téže době postulována další částice, elektricky neutrální a slabě interagující neutrino. Etablovanou elementární částicí byl již od 20. let také foton jako kvantum energie elektromagnetického pole. Na přelomu 20. a 30. let bylo teoreticky předpovězeno, že každá částice by měla mít svou antičástici. Tato předpověď byla poprvé experimentálně potvrzena v roce 1932 objevem pozitronu, antičástice elektronu. – Začátek moderní éry fyziky elementárních částic lze datovat objevem mionu v kosmickém záření koncem 30. let; tato částice společně s elektronem a neutrinem patří do skupiny leptonů. Od konce 40. do poloviny 60. let bylo dále pozorováno několik desítek nových částic příbuzných nukleonům, souhrnně nazývaných hadrony; historicky prvním byl v této řadě pion (mezon π). V současnosti je známo více než 200 částic takového typu. Během 2. poloviny 60. let a na začátku 70. let se prokázalo, že hadrony, včetně protonů a neutronů, jsou objekty složené z jednodušších částic, nazvaných kvarky. – V rámci současného standardního modelu mikrosvěta tvoří systém elementárních částic (viz tabulka elementárních částic) 6 leptonů a 6 kvarků a dále prostředníci fundamentálních interakcí (elektromagnetické, slabé a silné): foton, intermediální bosony W+, W- a Z0 a 8 gluonů g. Dosud hypotetickou a intenzivně hledanou částicí standardního modelu je Higgsův boson, který v teoretickém schématu standardního modelu hraje významnou roli v mechanismu generování hmot ostatních částic. – V tabulce jsou uvedeny klidové energie částic nebo známé experimentální meze v gigaelektronvoltech (GeV). Klidové hmotnosti se z nich dostanou na základě známého Einsteinova vztahu vydělením druhou mocninou rychlosti světla. 1 GeV je přibližně klidová energie protonu a odpovídá hmotnosti 1,67•10-27 kg. Náboj je uveden jako násobek kladného elementárního náboje. – Tradičně se populární termín elementární částice často užívá pro všechny objekty jednodušší než atom nebo atomové jádro, ale ze současného hlediska je správnější nazývat např. hadrony subjadernými (subnukleárními) částicemi. Obecně správným termínem pro všechny objekty jednodušší než atom (včetně kvarků atd.), často užívaným zejména v anglosaské literatuře, je subatomová částice.

Tabulka: Castice Elementarni
Název Symbol Klidová energie GeV Elektrický náboj Spin
u-kvark u 0,0015 – 0,005 +2/3 1/2
d-kvark d 0,003 – 0,009 –1/3 1/2
s-kvark s 0,06 – 0,17 –1/3 1/2
c-kvark c 1,1 – 1,4 +2/3 1/2
b-kvark b 4,1 – 4,4 –1/3 1/2
t-kvark (top-kvark) t 175 +2/3 1/2
elektron e 0,0005 –1 1/2
mion m 0,105 –1 1/2
tau-lepton t 1,777 –1 1/2
elektronové neutrino n e <5.10–-9 0 1/2
mionové neutrino n m <0,0002 0 1/2
tau-neutrino n t <0,018 0 1/2
nabitý intermediální boson (W-boson) W+,W 80 +1,–1 1
neutrální intermediální boson (Z-boson) Z0 91 0 1
foton g 0 0 1
gluon g 0 0 1
Higgsův boson H >108 0 0
 
Související hesla