Průvodce | Karpattreky | Horolezectví | Cykloturistika | Cestování | Lyžování | Příroda | Soutěže | Aktuality | Zajímavosti | Kalendář | Napsat článek | Reklama | Více… |
Treking.cz
Poslední aktualizace: 6.10.2024
Treking > Vesmír > Elementární částice, standardní model elementárních částic a jejich základní dělení

Elementární částice, standardní model elementárních částic a jejich základní dělení

Elementární částice: 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

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
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
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
Regiony
Beskydy | Bílé Karpaty | Blatenská pahorkatina | Brdy | Broumovská vrchovina | Česká Kanada | České středohoří | České Švýcarsko | Český les | Český ráj | Děčínská vrchovina | Doupovské hory | Drahanská vrchovina | Džbán | Hanušovická vrchovina | Hornosvratecká vrchovina | Hostýnské vrchy | Chřiby | Javorníky | Jeseníky | Ještědsko-kozákovský hřbet | Jevišovická pahorkatina | Jizerské hory | Králický Sněžník | Krkonoše | Krušné hory | Křemešnická vrchovina | Křivoklátská vrchovina | Litenčická pahorkatina | Lužické hory | Nízký Jeseník | Novohradské hory | Orlické hory | Pálava | Podbeskydská pahorkatina | Podyjí | Rakovnická pahorkatina | Ralsko | Rychlebské hory | Slavkovský les | Slezské Beskydy | Smrčiny | 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 | Belianské Tatry | 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 | Myjavská pahorkatina | Nízké Tatry | Ondavská vrchovina | Oravská Magura | Oravské Beskydy | Ostrôžky | Pieniny | Podunajská pahorkatina | Pohronský Inovec | Polana | Považský Inovec | Revúcka vrchovina | Roháče | Slanské vrchy | Slovenský kras | Slovenský ráj | Spišská Magura | Beskydy | Stolické vrchy | Strážovské vrchy | Starohorské vrchy | Šarišská vrchovina | Štiavnické vrchy | Tribeč | Velká Fatra | Veporské vrchy | Vihorlat | Volovské vrchy | Vtáčnik | Vysoké Tatry | Východoslovenská rovina | Zemplínské vrchy | Žiar
Reklama
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
Služby Horská seznamka Outdoor bazar Ztráty a nálezy Archiv článků Spolupracujeme Počasí Satelitní snímky Fotogalerie Turistická mapa Kalendář turistických akcí Treky České hory Slovenské hory Alpy Karpattreky Rumunské hory Ukrajinské Karpaty Asijské hory Severské země Turistika s dětmi Balkánské a evropské hory Ubytování Horské chaty, české hory Slovenské chaty Penziony, hotely Ubytování online Alpské chaty České kempy Slovenské kempy Chorvatské kempy Kempy, Slovinsko Ukrajina, Rumunské hory Výlety Skalní města a skály Naše vrcholy Rozhledny České hrady Slovenské hrady Jeskyně Vodopády Sedla a doliny Členění Slovenska Geomorfologické členění ČR Výlety Přehled našich pohoří Sopky v ČR Karpaty Alpy Ledovcová jezera Památky a zámky Větrné mlýny Čedičové varhany Viklany Bludné (eratické) balvany Ostatní Cestování, cestopisy Horolezectví Cykloturistika Snow Soutěže Příroda, fauna a flóra Vesmír, astronomie Produkty Testujeme Outdoor vybavení, poradna
TOPlist