Průvodce | Karpattreky | Horolezectví | Cykloturistika | Cestování | Lyžování | Příroda | Soutěže | Aktuality | Kalendář akcí | Napsat článek | Více…
Kontakty  Cookies  Ceník inzerce  RSS 
Treking.cz Hledat
Poslední aktualizace: 14.11.2018 , svátek má
Reklama
Treking > Vesmír > Elementární částice, dělení a standardní model

Elementární částice, dělení a standardní model

Leptony, mezony, baryony, bosony, fermiony a další zvěřinec

23.10.2016 | Otakar Brandos

Co je elementární částice? Chápání pojmu elementární částice se měnilo s postupujícím časem ruku v ruce s novými poznatky jaderné a částicové fyziky. V ne tak dávné minulosti se za elementární částici považoval atom. Nakonec pojmenování atomu vychází z řeckého atomos - nedělitelný.

Počátkem 20. století ale průkopníci jaderné fyziky zjistili, že atom zase není až tak nedělitelný, elementární, jak se do té doby soudilo. Byly totiž objeveny částice proton a neutron, stavební částice atomového jádra. Do 50. let 20. století bylo známo pouhých šest částic. Byly to elektron, neutron, proton, foton, pozitron a neutrino.

S růstem výkonu urychlovačů se počet známých částic začal rozšiřovat doslova geometrickou řadou. Dnes známe několik stovek částic a rezonancí. Řada z nich byla přitom nejprve předpovězena teoreticky a až následně prokázána experimentálně. Počet dnes známých částic je mnohem vyšší, než kolik současná fyzika potřebuje k vysvětlení struktury látky a působení silových polí.

Čtěte také: Hyperony, podivné nestabilní částice s velice krátkou dobou života

S trochou nadsázky se dá říci, že dnešní svět známých částic je hotový zvěřinec. Binec, ve kterém se řada fyziků, zatím ale marně, snaží udělat pořádek a vnést do světa částic a elementárních částic nějaký jasný řád, systematické třídění částic podle nějakého jasného klíče. Třeba podobného, jaký v chemii představuje Mendělejevova periodická tabulka prvků.

Co je to elementární částice

Neuběhly ani tři čtvrtiny století od objevu neutronu a protonu a věda přišla s objevem kvarků (první r. 1968), stavebních dílků velké řady částic. Včetně protonů a neutronů, které byly do té doby považovány za elementární… Chápání toho, co je elementární částice se s kvarky radikálně změnilo.

Za elementární částice jsou považovány částice, které jsou dále nedělitelné. Tedy částice, které nemají vnitřní strukturu a které by vznikla prostým spojením jiných částic. Za elementární částice jsou považovány leptony a kvarky. A měly by zde patřit i polní částice jako je foton či gluony (bosony).

Kolik elementárních částic účastnících se na stavbě látky ve viditelném vesmíru tedy dnes známe? Jedná se o pouhých dvanáct, ano 12 částic: kvarky u, c, t, d, s, b a leptony elektron, mion, tauon s jejich neutrina - elektronové neutrino, mionové neutrino a tauonové neutrino. Když k nim připočteme polní částice foton a gluony, dostaneme se lehce za dvě desítky částic. Všechny ostatní známé částice mají vnitřní strukturu a podle tohoto klíče je za elementární tudíž považovat nelze.

Dělení částic

Systémů, podle kterých se dají částice třídit bylo navrženo několik. Avšak žádný z nich není úplně ideální, neboť při navržených děleních se mezi sebou mísí částice, které mají jinak velice odlišné vlastnosti - klidovou hmotnost, spin, elektrický náboj a další druhy nábojů jako je baryonový náboj, podivnost, velice odlišnou střední dobu života aj.

Podle vlastností a charakteru interakcí se elementární částice dělí na několik skupin. Podle klidové hmotnosti se částice dělí na lehké částice zvané leptony (např. elektron), středně těžké částice zvané mezony (např. piony) a těžké částice zvané baryony (např. proton).

Dalšími důležitými vlastnostmi elementárních částic jsou spin, elektrický náboj a nebo magnetický moment. Podle spinu se elementární částice dělí na dvě velké skupiny - družné bosony s celočíselným spinem a nebo na, obrazně řečeno, nesnášenlivé částice s poločíselným spinem řídící se Pauliho vylučovacím principem - fermiony.

  • bosony - částice řídící se Boseho-Einsteinovou statistikou
  • fermiony - částice řídící se Fermiho-Diracovou statistikou

Silové interakce

Při vzájemném působení se mezi elementárními částicemi uplatňují tři typy interakcí - silné, elektromagnetické a slabé. Silné interakce, které popisuje kvantová chromodynamika, se uplatňují u hadronů, kam patří mezony a baryony. Interagujícími částicemi jsou kvarky, polní částicí je gluon. Charakteristický čas u silných interakcí je 10-23 až 10-22 s.

Charakteristický čas u elektromagnetických interakcí, které se uplatňují mezi elektricky nabitými částicemi, je 10-20 až 10-18 s. Interagujícími částicemi jsou např. elektrony a nebo piony, polní částicí je foton.

Charakteristický čas slabých interakcí, které se uplatňují při procesu beta rozpadu a nebo při interakci leptonů s atomovými jádry, je 10-10 až 10-8 s. Vzájemně interagují např. elektrony a neutrina, polními částicemi jsou intermediální bosony. Při všech těchto interakcích se zachovávají zákony zachování energie, hybnosti, momentu impulsu i elektrického náboje.

  • silná interakce
  • elektromagnetická interakce
  • slabá interakce

A právě dělení částic podle toho, jakých interakcí se účastní, se dnes, alespoň zatím, jeví jako nejprogresivnější.

CPT symetrie

Další ze základních vlastností částic je parita (symetrie), která vyjadřuje symetrii k záměně prostorových souřadnic. Např. x za -x, y za -y a z za -z. Pravotočivý souřadný systém lze zaměnit za systém levotočivý. Této symetrii se říká prostorová parita a označuje se P. Fyzika částic zná rovněž časovou symetrii T, kde čas t lze zaměnit za -t. Třetí ze symetrií je parita elektrického náboje C, kde lze zaměnit -e za +e.

Fyzika považovala za samozřejmé, že se CPT symetrie v přírodě zachovávají. Tedy že se se stejnou pravděpodobností vyskytují "levé" a "pravé", existují částice a antičástice atd. Avšak dnešní poznatky ukazují, že dílčí parity nemusí být vždy zachovány. Pozorovala se jak narušení prostorové symetrie (při beta rozpadu) tak narušení časové symetrie.

Elementární částice baryony bosony fermiony gluony hadrony hyperony kvarky leptony mezony elektron foton Higgsův boson kaon mion neutrino neutron pion pozitron proton tauon

Treking.cz - diskuze

Diskuse k tomuto článku

přidat názor


Další související články:

+ Kvarky, základní stavební kameny látky ve viditelném vesmíru
+ Mezon, středně těžká a nestabilní elementární částice
+ Leptony, lehké elementární částice
+ Baryony, těžké částice podléhající silné interakci
+ Bosony, polní částice silových interakcí
+ Higgsův boson, Higgsovo pole a poslední chybějící článek standardního modelu částicové fyziky
+ Hyperony, podivné nestabilní částice s velice krátkou dobou života
+ Hadrony, skupina částic účastnících se na silných interakcích
+ Neutron jako nestabilní nukleon
+ Elektron je nejlehčí elementární částice
+ Neutrino, stabilní elementární částice
+ Proton jako baryon, fermion a hadron aneb elementární částice, která není…
+ Pozitron: Elementární částice, která je antičásticí elektronu
+ Kosmické záření, nepřetržitý proud částic o vysokých energiích
+ Planckova konstanta, univerzální fyzikální konstanta
+ Solární konstanta. Konstanta, která je proměnná - hodnota solární (sluneční) konstanty
+ Astronomická jednotka, jednotka pro měření vzdáleností ve Sluneční soustavě
+ Světelný rok, nejpoužívanější jednotka vzdálenosti ve vesmíru
+ Parsek, základní jednotka vzdálenosti ve vesmíru
+ Jarní souhvězdí, které hvězdy vidíme na jaře?
+ Podzimní hvězdná obloha
+ Co jsou to hvězdy? Ze života hvězd
+ Nejdetailnější snímek protoplanetárního disku získaný pomocí ALMA
+ Exoplanety. Zrození obří planety? Kandidát na exoplanetu pozorován v hvězdném lůně
+ Pořídil dalekohled VLT snímek dosud nejlehčí exoplanety?
+ Hnědý trpaslík, záhadné objekty na pomezí planet a hvězd
+ Černá díra se krmí oblaky chladného mezigalaktického plynu
+ ALMA objevila intenzivní magnetické pole v blízkosti supermasivní černé díry
+ Předčasně vyspělá černá díra, nový objev nabourává dnešní teorie
+ VLT sleduje v reálném čase přiblížení oblaku plynu k obří černé díře ve středu Galaxie
+ ALMA zkoumá záhadné výtrysky z obřích černých děr. Nejlepší záběr oblaků molekulárního plynu…
+ Dalekohledy ESO přispěly ke vzniku nejlepší prostorové mapy centrální výduti Galaxie
+ NGC 1637, krásná spirála ozdobená slábnoucí supernovou
+ Trpasličí galaxie NGC 5477
+ Mladé, horké a modré…, stálice hvězdokupy NGC 2547
+ Nejtěžší známá hvězda ve vesmíru
+ Otevřené hvězdokupy, seskupení relativně mladých hvězd
Nejčtenější
Reklama
Na Trekingu dále naleznete
Naše rozhledny Skalní města
Naše vrcholy Vodopády
Ledovcová jezera Sedla a doliny
Jeskyně Památky
České hrady Slovenské hrady
Geomorfologie (ČR) Geomorfologie (SK)
Nejvyšší hory (SK) Nejvyšší hory (ČR)
Nejvyšší vrcholy Orografické členění
Rozloha celků Alpy
Karpaty Přehled pohoří
Reklama
Reklama
Reklama
Vyhledat ubytování podle pohoří

1. Beskydy, ubytování a horské chaty v Beskydech
2. Javorníky, ubytování a horské chaty v Javorníkách
3. Jeseníky, ubytování a horské chaty v Jeseníkách
4. Jizerské hory, ubytování a chaty v Jizerských horách
5. Krkonoše, ubytování a horské boudy v Krkonoších
6. Orlické hory, ubytování a chaty v Orlických horách
7. Šumava, ubytování a horské chaty na Šumavě
CZ / SK
1. Malá Fatra, ubytování a horské chaty na Malé Fatře
2. Nízké Tatry, ubytování a chaty v Nízkých Tatrách
3. Oravské Beskydy, ubytování a chaty na Oravě
4. Roháče, ubytování a chaty v Západních Tatrách
5. Slovenský ráj, ubytování a chaty ve Slovenském ráji
6. Velká Fatra, horské chaty a útulny na Velké Fatře
7. Vysoké Tatry, ubytování a chaty ve Vysokých Tatrách
Reklama
Regiony
Oblasti: Beskydy | Bílé Karpaty | Brdy | Broumovská vrchovina | Česká Kanada | České středohoří | České Švýcarsko | Český les | Český ráj | Doupovské hory | Drahanská vrchovina | Hanušovická vrchovina | Hornosvratecká vrchovina | Hostýnské vrchy | Chřiby | Javorníky | Jeseníky | Jevišovická pahorkatina | Jizerské hory | Králický Sněžník | Krkonoše | Krušné hory | Křivoklátská vrchovina | Litenčická pahorkatina | Lužické hory | Nízký Jeseník | Novohradské hory | Orlické hory | Pálava | Podyjí | Rakovnická pahorkatina | Ralsko | Rychlebské hory | Slavkovský les | Svitavská pahorkatina | Šluknovská pahorkatina | Šumava | Švihovská vrchovina | Vizovická vrchovina | Vlašimská pahorkatina | Vsetínské vrchy | Východolabská tabule | Zábřežská vrchovina | Zlatohorská vrchovina | Ždánický les | Železné hory | Žulovská pahorkatina | Branisko | Bukovské vrchy | Burda | Cerová vrchovina | Čergov | Čierna hora | Chočské vrchy | Kremnické vrchy | Krupinská planina | Kysucké Beskydy | Laborecká vrchovina | Levočské vrchy | Ľubovnianska vrchovina | Malá Fatra | Malé Karpaty | Muránska planina | Nízké Tatry | Ondavská vrchovina | Oravská Magura | Oravské Beskydy | Pieniny | Podunajská pahorkatina | Pohronský Inovec | Polana | Považský Inovec | Revúcka vrchovina | Roháče | Slanské vrchy | Slovenský kras | Slovenský ráj | Spišská Magura | Stolické vrchy | Strážovské vrchy | Súlovské skály | Šarišská vrchovina | Štiavnické vrchy | Tribeč | Velká Fatra | Veporské vrchy | Vihorlat | Volovské vrchy | Vtáčnik | Vysoké Tatry | Záhorie | Zemplínské vrchy
Témata našich článků…
Proton Šídlo modré Chata Slaměnka Na Turoldu Smraďoch Marcelka Kašparova chata Bezděz Gluon Litice Lysá hora Retezat Frýdštejn Úplněk Jarní prázdniny Gran Paradiso Loket Saturn Brouci Kuiperův pás Batohy Říp
Reklama
Vybíráme z obsahu…
1. Plesa Štrbské pleso, nejznámější a druhé největší pleso slovenských Tater
2. Přírodní zajímavosti Velká kotlina, ledovcový kar a nejvýznamnější botanická lokalita v ČR
3. Naše vrcholy Praděd, nejvyšší hora Hrubého Jeseníku a pátá nejvyšší hora v ČR
4. Propasti Hranická propast, nejhlubší propast v ČR
5. Vesmír Světelný rok, nejpoužívanější jednotka vzdálenosti ve vesmíru
6. Horské chaty Téryho chata: Vysoké Tatry, cena a recenze ubytování na Téryho chatě
7. České hrady Karlštejn, jeden z nejznámějších a nejnavštěvovanějších českých hradů
Home Page | Časopis | Průvodce | Ceník inzerce | Soutěže | Seznamka | Kalendář akcí | Outdoor testy | Horské chaty | Fotogalerie | Archiv
Treky, turistika | Horolezectví | Cykloturistika | Cestování | Vesmír, astronomie | Turistická mapa online | Spolupracujeme
TOPlist