Елементарна частица: Разлика между версии

Във [[физика на елементарните частици|физиката на елементарните частици]] под '''елементарна частица''' се разбира частица, за която няма експериментални доказателства за наличието на вътрешна структура, т.е. не е съставена от други, по-малки частици. Елементарните частици са основните градивни единици на материята; от тях са изградени съставните частици, като [[протон]]ите и [[неутрон]]ите. [[Стандартен модел | Стандартният модел]] във [[Физика на елементарните частици | физиката на елементарните частици]] подрежда многообразието от елементарни частици и обяснява техните свойства и взаимодействия. Единствената ненаблюдавана, но предсказана частица от [[Стандартен модел |стандартния модел]] е [[Хигс бозон|бозонът на Хигс]]. В [[Стандартен модел|стандартния модел]] елементарните частици се подреждат в три поколения, като всяко поколение съдържа два [[кварк]]а — – горен и долен, и два [[лептон]]а —– единият е електрически зареден, а другият е електронеутрален. Различните типове взаимодействия между фундаменталните частици се осъществяват чрез преносителите на взаимодействия — – така наречените [[калибровъчни бозони]].

В [[Стандартен модел | стандартния модел]] има четири калибровъчни бозона, благодарение на които се осъществяват електромагнитното и слабото взаимодействие и още осем [[глуон]]ни полета, които пренасят силното взаимодействие между [[кварк]]ите.<ref>{{cite book | author=Gribbin, John | title=Q is for Quantum —– An Encyclopedia of Particle Physics | publisher=Simon & Schuster | year=2000 | id=ISBN 0-684-85578-X}}</ref><ref>{{cite book | author=Clark, John, E.O. | title=The Essential Dictionary of Science | publisher=Barnes & Noble | year=2004 | id=ISBN 0-7607-4616-8}}

[[Атом]]ите са съставени от други, по-малки частици&nbsp;— – [[електрон]]и, [[протон]]и и [[неутрон]]и. Протоните и неутроните от своя страна са съставени от още по-малки частици, наричани с общото име [[кварк]]и. Днес са известни няколкостотин елементарни частици&nbsp;— – повече от атомите в [[периодична система на елементите|периодичната система на елементите]]. До 70-те години на XX век се е смятало, че един от най-важните въпроси на атомната физика е кои са елементарните частици, с други думи ''фундаменталните частици''&nbsp;— – от които са съставени всички други частици в природата и които не са изградени от други, по-малки частици. Днес опитите за единно обяснение на всички частици и явления в микросвета са обединени в т. нар. „[[теория на всичко]]“. Една такава теория е например [[Суперструнна теория|суперструнната теория]], но тя все още няма експериментално потвърждение. Днес основната [[парадигма]] относно елементарните частици е, че всяка теория като [[стандартен модел|стандартния модел]] има горна граница на енергиите, при които теорията е валидна. При преминаване към по-високи енергии (което съответства на по-малки разстояния) е нужна нова теория, която може да съдържа нови частици или други обекти, например „струни“. Тази нова теория е подложена на едно много силно ограничение: старата теория трябва да се получи като граничен случай ([[нискоенергетична граница]]) на новата теория. Понякога това може да означава, че „старите“ частици са съставни и са изградени от „новите“ такива, но може и „старите“ (нискоенергетичните) частици да съответствуват на „новите“, но да придобиват нови свойства, например ненулева маса. Двете явления се срещат и в [[стандартен модел|стандартния модел]], при преход от по-високи енергии към по-ниски. Пример за първото е изграждането на [[адроните]] от [[кварки]] и [[глуони]], а пример за второто е придобиването на маса от кварките чрез [[механизъм на Хигс|механизма на Хигс]] или придобиването на маса от адроните.

В днешно време елементарните частици се класифицират въз основа на стандартния модел —– теория, която систематизира и обяснява всички експериментални наблюдения във [[физика на високите енергии|физиката на високите енергии]] и [[ядрена физика|ядрената физика]] до този миг.

Известни са четири [[фундаментални взаимодействия]] (сили) между елементарните частици. Подредени в намаляващ ред, те са: [[силно взаимодействие|силно]], [[електромагнитно взаимодействие|електромагнитно]], [[слабо взаимодействие|слабо]] и [[гравитационно взаимодействие|гравитационно]] взаимодействие. Стандартният модел обединява електромагнитното и слабото взаимодействие в едно взаимодействие, наречено [[електрослабо взаимодействие|електрослабо]]. Съществуват теории, които разширяват стандартния модел, като обединяват и другите взаимодействия, но тези теории все още не са потвърдени експериментално. Теориите за [[Велико обединение|Великото обединение]] (началото на 80-те години на XX век) обединяват силното и електрослабото взаимодействие. [[Суперструнна теория|Суперструнната теория]] от края на 80-те години на XX век обединява всичките четири взаимодействия. Същото се стреми да направи нейният конкурент — – теорията за [[Примкова квантова гравитация|примкова квантова гравитация]] (от края на 90-те години на XX век).

Много от физиците очакват, че скоро (например в експериментите с [[Голям адронов ускорител|Големия адронен колайдер]] в [[ЦЕРН]]), ще бъде открита физика отвъд стандартния модел. Една от възможностите е за проявяване на [[суперсиметрия]] при мащаба на [[слабо взаимодействие|слабите взаимодействия]] (който е и енергетичният мащаб на експериментите). Точният вид на теорията, която включва тази суперсиметрия, е неизвестен, но е възможно да се формулира най-малкото възможно суперсиметрично разширение на стандарния модел. То се нарича [[Минимален суперсиметричен стандартен модел]] (МССМ) и съдържа на порядък повече свободни параметри от стандартния модел. Това не е особен теоретичен проблем, тъй като МССМ не претендира да бъде фундаменатална теория, а само параметризация на очакваните експериментални резултати. Повече от половината от частиците в МССМ не са още открити. Това е защото, както във всички суперсиметрични теории, в МССМ на всеки бозон съответствува суперсиметричен партньор – фермион, чието име завършва на „-иноино“ (например фотон – фотино) и на всеки фермион съответствува суперсиметричен партньор – бозон, чието име започва със с„с-“ (например електрон – селектрон). Един от най-популярните кандидати за състава на[[тъмна материя| тъмната материя]] е масивният суперсиметричен партньор на някой от неутралните бозони в стандартния модел. Тъй като не е известно на кой точно, тази частица се нарича [[неутралино]].