Elementarne čestice
From Wikipedia, the free encyclopedia
Elementarne čestice su subatomske čestice za koje se veruje da se ne mogu podeliti na manje.[1] S druge strane, subatomske čestice su sve čestice manje od atoma, bez obzira na njihovu složenost (ili elementarnost). Pri tome, ovo 'manje od atoma' treba shvatiti uslovno jer neki kvarkovi imaju masu reda veličine najtežih hemijskih elemenata. Neke elementarne čestice su stabilne, druge su pak nestabilne. Ona čestica koja prepuštena sama sebi, tj. kada ne interaguje ni sa jednom drugom česticom, opstaje nepromenjenih karakteristika sve dok traju ti uslovi, naziva se stabilnom. Ona koja čak i u tim uslovima, posle izvesnog vremena, menja svoje karakteristike, odnosno preživljava spontanu transformaciju (raspad) u neke druge elementarne čestice, naziva se nestabilnom. U odgovarajaćoj interakciji sa datim elementarnim česticama, međutim, i svaka stabilna čestica može da se transformiše u druge čestice. Suprotno, za vreme trajanja određenih interakcija, i neke nestabilne čestice mogu da zadrže svoj identitet sve dok te interakcije traju.[2] Elementarne čestice se mogu podeliti na čestice materije i čestice prenosioce sila.
Čestice za koje se u današnje vreme smatra da su elementarne obuhvataju fundamentalne fermione (kvarkove, leptone, antikvarkove, i antileptone), koji su generalno „materijalne čestice” i „antimaterijske čestice”, kao i fundamentalne bozone (baždarene bozone i Higsove bozone), koji su generalno „čestice sile” koje posreduju interakcije među fermionima.[1] Čestica koja sadrži dve ili više elementrarni čestica je kompozitna čestica. Svakodnevna materija se sastoji od atoma, za koje se nekad smatralo da su elementarne čestice materije — atom na grčkom jeziku znači „nedeljiv”, mada je postojanje atoma bilo kontroverzno do oko 1910, pri čemu su neki od vodećih fizičara smatrali molekule matematičkim iluzijama, i da je materija ultimatno sačinjena od energije.[1][3] Uskoro su identifikovani subatomski konstituenti atoma. Početkom 1930-ih, elektron i proton su uočeni, zajedno sa fotonom, česticom elektromagnetne radijacije.[1] U to vreme, nedavni napreci kvantne mehanike su radikalno izmenili koncepciju čestica, kao pojedinačnih entiteta koji mogu naizgled da obuhvataju polje kao što to čine talasi, što je paradoks koji još uvek izbegava zadovoljavajuće objašnjenje.[4][5]
U skladu sa kvantnom teorijom, protoni i neutroni se sastoje od kvarkova — gornjih kvarkova i donjih kvarkova — koji se sad smatraju elementarnim česticama.[1] Unutar molekula, tri elektronska stepena slobode (naelektirsanje, spin, orbitala) mogu se razdvojiti putem talasne funkcije u tri kvazičestice (holon, spinon, orbiton).[6] S druge strane slobodni elektron — koji ne rotira u orbiti oko atomskog jezgra i stoga nema orbitalno kretanje — izgleda nerazdvojiv i smatra se elementarnom česticom.[6] Oko 1980, status elementarne čestice kao istinski elementarne — ultimatni konstituent supstance — uglavnom je odbacivan u korist pratičnijih gledišta,[1] utelotvorenih u standardnom modelu fizike elementarnih čestica, koji je poznat kao naučno najuspešnija teorija.[5][7] Njegove mnogobrojne razrade i teorije izvan standardnog modela, uključujući popularnu supersimetriju, udvostručile su broj elementarnih čestica postavljajući hipotezu da je svaka poznata čestica asocirana sa partnerom iz „senke” koji je daleko masivniji,[8][9] mada svi takvi superpatneri ostaju neotkriveni.[7][10] Istovremeno, elementarni bozon koji posreduje gravitaciju, graviton, isto tako je još uvek hipotetičan.[1]