Список на честички
Ова е список на различните видови честички кои се среќаваат (или за кои се смета дека постојат) во вселената.
Елементарни честички
уредиЕлементарните честички се честички без измерлива внатрешна структура, т.е. не се составени од други честички, и како такви претставуваат основно градиво во квантната теорија за полето. Постојат многу семејства и потсемејства на елементарни честички и се делат во зависност од спинот. Фермионите имаат полуцелоброен спин, додека пак бозоните имаат целоброен спин. Сите честички во стандардниот модел се опитно забвележани, заклучно со Хигсовиот бозон во најново време.[1][2]
Фермиони
уредиФермионите се една од двете основни класи на честички (покрај бозоните). Опишани се со Ферми-Дираковата статистика и имаат квантни броеви опишани од Паулиевото начело на исклучување. Во нив спаѓаат кварковите и лептоните, како и било која сложена честичка сочинета од непарен број кваркови и лептони, како што се сите бариони и многу атоми и јадра.
Секој фермион има полуцелоброен спин; кај сите познати елементарни фермиони, ова изнесува 1⁄2. Сите познати фермиони, освен неутрината, исто така се Диракови фермиони, што значи дека секој има своја античестичка. Не е познато дали неутриното е Дираков или Мајоранин фермион.[3] Фермионите се основното градиво на сета материја. Постојат такви што дејствуваат преку бојна сила и оние кои не дејствуваат така. Според стандардниот модел, постојат 12 вида елементарни фермиони: шест кваркови и шест лептони.
Кваркови
уредиКварковите се основни составници на хадрони и делуваат преку силно заемодејство. Тие се единствените познатиносители (посредници) на дробен полнеж, но во природата се среќаваат само онакви со целобројни полнежи бидејќи кварковите се здружуваат во групи од три (бариони) или групи од две со антикваркови (мезони). Нивните античестички се антикварковите, кои се истоветни на нив, но со обратен полнеж (на пр. горниот кварк има полнеж од +2⁄3, додека горниот антикварк има полнеж од −2⁄3), боен опсег и барионски број. Постојат шест вкуса на кваркови; трите позитивно наелектризирани кваркови се нарекуваат „кваркови од горен тип“, а трите негативно наелектризирани кваркови се „кваркови од долен тип“.
| Назив | Симбол | Античестичка | Полнеж (e) |
Маса (MeV/c2) |
|---|---|---|---|---|
| горен | u | u |
+2⁄3 | 1,5–3,3 |
| долен | d | d |
−1⁄3 | 3,5–6,0 |
| волшебен | c | c |
+2⁄3 | 1.160–1.340 |
| чуден | s | s |
−1⁄3 | 70–130 |
| врвен | t | t |
+2⁄3 | 169.100–173.300 |
| длабински | b | b |
−1⁄3 | 4.130–4.370 |
Лептони
уредиЛептоните не дејствуваат преку силното заемодејство. Нивните античестички се антилептоните, кои се истоветни на нив, но со обратен полнеж и лептонски број. Античестичката на електронот е антиелектронот, кој речиси секогаш се нарекува „позитрон“ од историски причини. Постојат шест лептони; трите наелектризирани лептони се наречени електроновидни лептони, а неутралните лептони се нарекуваат неутрина. Неутрината се колебаат, што значи дека неутронот со одреден вкус нема предодредена маса, туку постои во суперпозиција на масени сопствени состојби. Хипотетичкиото тешко десно неутрино, наречено тромаво неутрино, е изоставено од списокот.
| Назив | Симбол | Античестичка | Полнеж (e) |
Маса (MeV/c2) |
|---|---|---|---|---|
| електрон | e− |
e+ |
−1 | 0.511 |
| електронско неутрино | ν e |
ν e |
0 | < 0.0000022 |
| мион | μ− |
μ+ |
−1 | 105.7 |
| мионско неутрино | ν μ |
ν μ |
0 | < 0.170 |
| тау | τ− |
τ+ |
−1 | 1,777 |
| тау-неутрино | ν τ |
ν τ |
0 | < 15.5 |
Бозони
уредиБозоните се една од двете основни класи на честички (покрај фермионите). Се определуваат со Бозе-Ајнштајновата статистика и сите имаат целобројни спинови. Бозоните можат да бидат елементарни (како фотоните и глуоните) или сложени (како мезоните).
Според стандардниот модел, елементарни бозони се следниве:
| Назив | Симбол | Античестичка | Полнеж (e) | Спин | Маса (GeV/c2) | Посредува во заемодејството | Постоење |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| фотон | γ | самиот | 0 | 1 | 0 | електромагнетизам | потврдено |
| W-бозон | W− |
W+ |
−1 | 1 | 80,4 | слабо заемодејство | потврдено |
| Z-бозон | Z |
самиот | 0 | 1 | 91,2 | слабо заемодејство | потврдено |
| глуон | g |
самиот | 0 | 1 | 0 | силно заемодејство | потврдено |
| Хигсов бозон | H0 |
самиот | 0 | 0 | 125,3 | маса | потврдено |
| гравитон | G | самиот | 0 | 2 | 0 | гравитација | непотврдено |
Елементарните бозони одговорни за четирите основни сили на природата се нарекуваат посреднички честички, т.е. носители (баждарни бозони). Посредник на силното заемодејство е глуонот, посредници на слабото заемодејство се W и Z бозоните, а некои претпоставуваат дека гравитацијата ја посредува гравитонот, иако истиот не е предвиден со стандардниот модел, туку други теории во рамките на квантната теорија за полето.
Хигсовиот бозон игра улога во електрослабата теорија као причинител на масите на честичките. Во процесот наречен Хигсов механизам, Хигсовиот и другите баждарни бозони во стандардниот модел се здобиваат со маса преку спонтано нарушување на симетријата на баждарниот SU(2). Минималниот суперсиметричен стандарден модел (МССМ) претполага неколку Хигсови бозони.
Хипотетички честички
уредиСуперсиметричните теории го предвидуваат постоењето и на други честички, кои се нарекуваат хипотетички или претпоставени честички. Засега (2016) ниедна од нив не е опитно потврдена:
| Суперпартнер | Суперпартнер на | Спин | Белешки |
|---|---|---|---|
| неутралино | неутрални бозони | 1⁄2 | Неутралината се суперпозиции на суперпартнерите на неутралните стандардномоделни бозони: неутралниот Хигсов бозон, Z-бозон and фотон. Најлесното неутралино се смета за најверојатниот кандидат за темна материја. Минималниот суперсиметричен стандарден модел (МССМ) предвидува четири неутралина. |
| чарџино | наелектризирани бозони | 1⁄2 | Чарџината се суперпозиции на суперпартнерите на наелектризирани стандардномоделни бозони: наелектризиран Хигсов бозон и W-бозон. МССМ предвидува два пара чарџина. |
| фотино | фотон | 1⁄2 | Се меша со зиното и неутралните хигсина, давајќи неутралина. |
| вино, зино | W± и Z0 бозони | 1⁄2 | Наелектризираното вино се меша со наелектризираното хигсино, давајќи чарџина. |
| хигсино | Хигсов бозон | 0 | Потребни се неколку Хигсови бозони за суперсиметрија — неутрални и наелектризирани, во склад со нивните суперпартнери. |
| глуино | глуон | 1⁄2 | Осум глуони и осум глуина. |
| гравитино | гравитон | 3⁄2 | Предвидено со супергравитацијата (SUGRA). Гравитонот исто така е хипотетичка честичка. |
| слептони | лептони | 0 | Суперпартнери на лептоните (електрон, мион, тау) и неутрината. |
| снеутрино | неутрино | 0 | Присутно во многу дополненија на стандардниот модел; може да е неопходно за да се објасни исходот од пробите со LSND. Посебна улога играат тромавите снеутрина, кое е суперсиметричен пандан на хипотетичкото десно неутрино, наречено тромаво неутрино. |
| скваркови | кваркови | 0 | Сврвниот скварк (суперпартнер на врвниот кварк) се смета за честичка со мала маса и се бара по опитен пат. |
Напомена: како и фотонот, Z-бозонот и W± бозоните се суперпозиции на полињата B0, W0, W1 и W2 — фотиното, зиното и вино, виното± по дефиниција се суперпозиции на биното0, виното0, виното1 и виното2.
Без оглед дали се засноваме на изворните гејџина или овие суперпозиции, единствените предвидени физички честички се наутралината и чарџината како нивна суперпозиција заедно со хигсината.
Други теории го предвидуваат постоењето на дополнителни бозони:
| Назив | Спин | Белешки |
|---|---|---|
| гравитон | 2 | Предложен како посредник на гравитацијата во теориите за квантната гравитација. |
| гравискалар | 0 | Се нарекува и „радион“. |
| гравифотон | 1 | Се нарекува и „гравивектор“.[4] |
| аксион | 0 | Псевдоскаларна честичка претставена во Печеи–Квиновата теорија како решение на проблемот на силната парност на полнежите (CP). |
| аксино | 1⁄2 | Суперпартнер на аксионот. Заедно со саксионот и аксионот образува суперповеќекратно во суперсиметрините дополненија на Печеи-Квиновата теорија. |
| саксион | 0 | |
| бранон | ? | Предвиден во бранскиот модел на светот. |
| дилатон | 0 | Предвиден во некои теории на струните. |
| дилатино | 1⁄2 | Суперпартнер на дилатонот. |
| X и Y бозони | 1 | Во ТГО-теориите се предвидува дека овие лептокваркови се потешки еквиваленти на W иZ. |
| W' и Z' бозони | 1 | |
| магнетен фотон | ? | Предвиден во 1966 г. од Абдус Салам.[5] |
| мајорон | 0 | Предвиден за објаснување на масата на неутрината со механизмот на клацкалка. |
| Мајоранин фермион | 1⁄2 ; 3⁄2 ?... | глуино, неутралино или др. — сам по себе античестичка. |
| камелеон | 0 | Можен кандидат за темна енергија и темна материја, и може да придонесува во ширењето на вселената. |
Огледалните честички се предвидуваат со теориите кои ја повраќаат парната симетрија.
Магнетен монопол е општ назив за честичките со ненуларнен магнетен полнеж. Се предвидуваат во некои ТГО-теории.
Тахион е општ назив за хипотетичките честички кои се движат побрзо од светлината и имаат имагинарна маса при мирување.
Преоните се предложени потчестички на кварковите и лептоните, но сите современи опити во судирачи на честички ја исклучуваат можноста за нивно постоење.
Клауца–Клајновите кули од честички се предвидуваат со некои модели со повеќе димензии. Вондимензионалниот импулс се пројавува како дополнителна маса во четиридимензионално простор-време.
Сложени честички
уредиХадрони
уредиХадроните се дефинираат како силно заемоделувачки сложени честички. Можат да бидат:
- сложени фермиони (особено со 3 кварка) — кои се нарекуваат бариони.
- сложени бозони (особено со 2 кварка) — кои се нарекуваата мезони.
Кварковите модели, првпат предложени во 1964 г. независно од Мари Гел-Ман и Џорџ Цвејг (кој кварковите ги нарекувал „асови“), го опишуваат познатите хадрони како честички составени од валентни кваркови и/или антикваркови, силно врзани со бојна сила, на која ѝ посредуваат глуоните. Секој хадрон има и „море“ од виртуелни парови кварк-антикварк.
Бариони
уреди
Секој обичен барион (сложен фермион) содржи три валентни кваркови или три валентни антикваркови.
- нуклеони — фермионски составници на нормалните атомски јадра:
- хипериони — кратковечни и потешки од нуклеоните; вакви се Λ, Σ, Ξ и Ω честичките што содржат еден или повеќе чудни кваркови. Иако обично не се присутни во атомските јадра, се јавуваат во кратковечни хиперјадра.
- забележани се и низа волшебни и длабински бариони.
Во поново време постојат показатели за постоењето на егзотични бариони, но забележани се и одречни резултати. Нивното постоење е несигурно.
- пентакваркови — се состојат од четири валентни кваркови и еден валентен антикварк.
Мезони
уреди
Обичните мезони се сочинети од валентен кварк и валентен антикварк. Бидејќи мезоните имаат спин 0 или 1 и самите не се елементарни честички, тие се сложени бозони. Примери за мезони се пионот, каонот и J/ψ-мезонот. Во квантните хидродинамички модели, мезоните посредуваат во преостанатата јака сила меѓу нуклеоните.
Досега се забележани позитивни белези за сите долунаведени егзотични мезони, но нивното постоење допрва треба да се утврди.
- татракварк — се состои од два валентни кварка и два валентни актикварка;
- глубол — врзана состојба на глуони без валентни кваркови;
- мешовити мезони — се состојат од едно- или повеќевалентни парови кварк-антикварк и еден или повеќе вистински глуони.
Атомски јадра
уреди
Атомските јадра се состојат од протони и неутрони. Секој вид јадро содржи даден број на протони и даден број на неутрони, и се нарекува „нуклид“ или „изотоп“. Јадрените реакции сменат еден нуклид во друг.
Атоми
уредиАтомите се најмалите неутрални честички на кои се дели материјата по пат на хемиски реакции. Атомот се сотои од мало тешко јадро обиколено со релативно голем лесен облак од неутрони. Секој вид атом одговара на даден хемиски елемент. Денес се познати 118 хемиски елементи, од кои некои се вештачки создадени.
Атомското јадро се состои од протони и неутрони. Тие пак, се сочинети од кваркови.
Молекули
уредиМолекулите се најмалите честички на кои се делат неелементните супстанци, за притоа да ги задржат својствата на таа супстанца. Секој вид молекула одговара на дадено хемиско соединение. Молекулите се состојат од два или повеќе атоми, здружени во утврден состав. Таа е најосновната единица на материјата и е еднообразна.
Кондензирана материја
уредиThe field equations of физиката на кондензираната материја се извонредно слични на оние во високоенергетската честичка физика. Поради тоа, многу од теориите за честичките важат и за кондензираните материи. Пости низа возбудувања на полето, наречени квазичестички, кои можат да се предизвикаат и истражуваат. Тука спаѓаат:
- фонони — трепетни режими на кристалната решетка.
- ексцитони — врзани состојби на електронот и дупки.
- плазмони — меѓусебно поврзани возбудувања на плазмата.
- поларитони — мешавини од фотони и други квазичестички.
- поларони — движечки наелектризирани (квази) честички обиколени со јони во некој материјал.
- магнони — меѓусебно поврзани возбудувања на електронски спинови во некој материјал.
Останати
уреди- енион — воопштување на фермионот и бозонот во дводимензионални системи како листовите графен кои се повинуваат по плетенестата статистика.
- плектон — теоретски вид честичка, воопштување во плетенестата статистика на енион до димензија > 2.
- слабо заемодејствувачка масивна честичка (WIMP) — една од разните честички со кои може да се објасни темната материја (како неутралиното или аксионот).
- померон — честичка со која се објаснува растегливото расејување на хадроните и местоположбата на Реџеовите полови во Реџеовата теорија.
- скирмион — тополошко решение на пионското поле, со кое се моделираат нискоенергетските свосјтва на нуклеонот, како спојувањето на струјата и масата со осен вектор (псевдовектор).
- генон — честичка во затворената времелика светска линија, каде простор-времето се совива како во претставите за временската машина разработени од Френк Типлер или Роналд Малет.
- Голдстоунов бозон — безмасено возбудување на едно поле кое е спонтано нарушено. Пионите се квазиголдстуонови бозони (квази бидејќи не се сосем безмасени) на нарушената симетрија во хиралниот изоспин во квантната хромодинамика.
- голдстино — Голдстоунов фермион кој се добива со спонтано нарушување на суперсиметријата.
- инстантон — распореденост на полето што е месен минимум на Евклидово дејство. Инстантоните се користат во непертурбативните пресметки за стапките на тунелирање.
- дион — хипотетичка честичка која има и електричен и магнетен полнеж.
- геон — електромагнетен или гравитациски бран кој се крепи во ограничено подрачје од гравитациското привлекување на неговото сопствено енергетско поле.
- инфлатон — општ назив за непозната скаларна честичка одговорна за ширењето на вселената.
- спурион — назив на „честичката“ која математички се вметнува во распадот што го нарушува изоспинот за да може да се анализира како да го запазува истиот.
- „вистински миониум“ — врзана состојба на мион и антимион, теоретски егзотичен атом кој никогаш не е забележан.
- дифотон — резонантна честичка образувана од два истоветни фотона.
- јон — наелектризиран атом или молекула, кој може да биде анјон или катјон.
Класификација според брзината
уреди- тардион или брадион —— се движи побавно од светлината и има ненуларна маса при мирување.
- луксон — се движи со брзина на светлината и нема маса при мирување.
- тахион (гореспоменат) — хипотетичка честичка која се движи побрзо од светлината и има имагинарна маса при мирување.
Поврзано
уредиНаводи
уреди- ↑ Observation of a new boson at a mass of 125 GeV with the CMS experiment at the LHC (2013). arXiv:1207.7235.
- ↑ Observation of a new particle in the search for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC (2012). arXiv:1207.7214.
- ↑ B. Kayser, Two Questions About Neutrinos, arXiv:1012.4469v1 [hep-ph] (2010).
- ↑ R. Maartens (2004). Brane-World Gravity (PDF). Living Reviews in Relativity. 7. стр. 7. семрежно на http://www.livingreviews.org/lrr-2004-7.
- ↑ A. Salam (1966). "Magnetic monopole and two photon theories of C-violation." Physics Letters 22 (5): 683–684.
- C. Amsler et al. (Particle Data Group) (2008). „Review of Particle Physics“. Physics Letters B. 667 (1–5): 1. Bibcode:2008PhLB..667....1A. doi:10.1016/j.physletb.2008.07.018. (All information on this list, and more, can be found in the extensive, biannually-updated review by the Particle Data Group)