Elementardeelken

From Wikipedia

As Elementardeelken warrt de lüttsten bekannten Bostenen vun de Materie betekend. De meisten Lüüd verstaht dorünner de Deelken ut dat Standardmodell vun de Elementardeelkenphysik, also 6 Quarks, 6 Leptonen, de Eichbosonen (Uttuuschdeelken) un dat Higgs-Boson. Gifft aver ok Schrievers, de disse Deelken ut dat Standardmodell as Fundamentaldeelken betekend un to de Elementardeelken denn ok noch de ut de Quarks tohopensett’en Deelken dortorekend. Dat kann man so maken, wiel de nich in de enkelten Quarks opslitten warrn künnt (Confinement). Man in dissen Artikel geiht dat blots üm de Deelken ut dat Standardmodell, wona de Hadronen, de ut Quarks opboot sünd, as tohopensette Deelken ansehn warrt.

Inholtsverteken

[Ännern] Historie

De Theorie vun de Atomen geiht op den greekschen Philosophen Demokrit torüch, de sik vörstellt hett, dat man all’ns jümmers lütter maken kunn bit man opletzt op en Deelken dröpt, dat nich wieter deelt warrn kann – dat Atom (vun greeksch: atomos „undeelbor“). De Entwickeln vun de Chemie in’t 18. Johrhunnert schien dat to ünnerstütten un so weern de Atomen as de Elementaren Deelken ansehn. Anfang vun’t 20. Johrhunnert hett man denn aver opdeckt, dat Atomen ut en Atomkarn (ut de Nukleonen Neutronen un Protonen opboot) un en Hüll (wo de Elektronen binnen sünd) besteiht. Dat Neutron is nich bestännig, wiel dat buten den Atomkarn radioaktiv verfallt. Aver Protonen un Neutronen gellt as stabil.

Na de Opdecken vun disse Deelken hett man – toeerst vör allen in de kosmischen Strahlen – en ganze Reeg vun wietere Deelken un ok Antideelken funnen. Un opletzt hett man denn ok noch opdeckt, dat de Nukleonen sülvst ok noch mol en fienere Struktur opwiest: De Quarks. Dorut is denn dat Standardmodell vun de Elementardeelkenphysik utklamüstert worrn. Dor sünd all Deelken tohopenfaat, de vundaag as Elemenatrdellekn gellt.

[Ännern] Egenschoppen vun Elementardeelken

De Elementardeelken hebbt dree Egenschoppen. Dat sünd:

  • De Spin
  • De Laden, de de Oort un Wies un de Stärk vun Wesselwarken bestimmt. De elektrisch Laden is dat bekann’ste Bispeel.
  • De Masse, welke de gravitative Wesselwarken bestimmt, un dorüm in en Modell vun de Quantengravitatschoon ok blots en wietere Laden wesen künn.

[Ännern] Wesselwarken twüschen de Elementardeelken

Vun de Grundkräft vun de Physik sünd för de Elementardeelken dree vun Bedüden:

  • De Stark Wesselwarken
  • De Swack Wesselwarken
  • De Elektromagnetsch Wesselwarken

Disse Wesselwarken warrt in Quantenfeldtheorien (Quantenchromodynamik, Glashow-Weinberg-Salam-Modell, Quantenelektrodynamik) beschreven. De veerte Grundkraft, de Gravitatschoon, kann vun wegen ehr lütte Stärk binnen dat Atom bi Siet laten warrn.

Na de Waaselwarken, de op en Elementardeelken Influss hebbt, warrt em en Laden toordent (starke Laden (oder Farvladen), swacke Laden un elektrisch Laden). De enkelten Wesselwarken vun disse dree Oordenwarrt dör de so nöömten Uttuuschdeelken oder Eichbosen övermiddelt. Disse sünd dat Gluon för de stark Wesselwarken, de Z- un W-Bosonen för de swack Wesselwarken un dat Photon för de elektromagnetsch Wesselwarken.

Interessant is dorbi, dat de Gluonen sülvst ok wedder en stark Laden dreegt. Se övermiddelt also nich blots de stark Wesselwarken, man se warrt ok sülvst dor ehr beinflusst. De W-Bosonen vun de swack Wesselwarken dreegt en elektrisch Laden un wesselwarkt dorüm ok elektromagnetsch.

Ofschonst de Elemntardeelken in’n engeren Sinn nich ut lüttere Deelken tohopensett sünd (so wiet wi dat opstunns weet), künnt se vun wegen jemehr Wesselwarken trotdzem vun sülvst in annere Deelken verfallen – nich in’n Sinn vun tweibreken un sik oplösen, man in de Bedüden sik in een oder twee anener Deelken ümwanneln. De Grund liggt wedder an de Uttuuschdeelken, de in de Laag sünd, dat to maken.

[Ännern] Elementardellekn na dat Standardmodell

[Ännern] Leptonen un Quarks

De Materiedeelken warrt toeerst in twee Gruppen opdeelt: Deelken, de dör de stark Wesselwarken beinflusst warrt (de Quarks), un Deelken, de nich dör de stark Wesselwarken beinflusst warrt (Leptonen). Na de Theorie vun de Quantenchromodynamik warrt Quarks dör de Dregers vun de starken Wesselwarken (de Gluonen) so tohopenhollen, dat dat keen free’e Quarks gifft. Se sünd jümmers in Verbund un billt de so nöömten Hadronen. de Leptonen hebbt keen Wesselwarken mit de Gluonen nu künnt dorüm ok free vörkamen.

All Leptonen un Quarks hebbt den Spin-1/2 un warrt dorüm as Fermionen ansehn. Anordent warrt se in Generatschonen un Familien. Gliekbedüdend Deelken vun twee verscheeden Familien (t. B. Elektron un Myon) hebbt mit Utnahm vun jemehr Massen, de mit de Tall vun de Familie anstiggt, lieke Egenschoppen.

Familie Deelken Masse · c2 Levensduer elektrisch Laden Baryonen-
tall 
Wesselwarken
in Elementar-
laden
elektro-
magnetsch
stark swack
1. Familie Elektron e 511 keV stabil −1 0 ja nee ja
Elektron-Neutrino νe < 3 eV Neutrinooszillatschoon 0 0 nee nee ja
Up-Quark u 1,5 bis 4,5 MeV kummt free nich vör 2/3 1/3 ja ja ja
Down-Quark d 5 bis 8,5 MeV kummt free nich vör −1/3 1/3 ja ja ja
2. Familie Myon μ 0,106 GeV 2,2·10−6 s −1 0 ja nee ja
Myon-Neutrino νμ < 0,3 MeV Neutrinooszillatschoon 0 0 nee nee ja
Charm-Quark c 1,0 bis 1,4 GeV kummt free nich vör 2/3 1/3 ja ja ja
Strange-Quark s 80 bis 155 MeV kumm free nich vör −1/3 1/3 ja ja ja
3. Familie Tauon τ 1,777 GeV 3·10−13 s −1 0 ja nee ja
Tauon-Neutrino ντ < 30 MeV Neutrinooszillatschoon 0 0 nee nee ja
Top-Quark t 169 bis 179 GeV kummt free nich vör 2/3 1/3 ja ja ja
Bottom-Quark b 4,0 bis 4,5 GeV kummt free nich vör −1/3 1/3 ja ja ja

c is dorbi die Lichtsnelligkeit in’t [[Vakuum].

Die baven nöömten Quarks kommt jümmer in dree Oorden vör, de sik dör de Farvladen ünnerscheed: Jümmers en root, en blau un en gröön (Disse Farvladen hett nix to doon mit de Klöör, de een sehn kann). As Quarks niemols free vörkommt, blots in verbinnen mit annere Quarks as Mesonen oder Baryonen (keik ok bi Confinement), sünd de Massen vun Quarks nich nipp un nau bestimmt. För top- un bottom-Quarks weer fröher ok truth- un beauty-Quarks seggt.

To jedet vun disse Fermionen gifft dat ok en Antideelken, dat generell dör de Vörsülv Anti- kenntekend is. Ut historsche Grünnen warrt aver dat Antideelken vun dat Elektron as Positron betekend.

[Ännern] Uttuuschdeelken oder Eichbosonen

De Uttuuschdeelken vermiddelt de Wesselwarken twüschen de Elementardeelken. Se warrt in dat Standardmodeel vörutseggt, hebbt’n ganztallig Spin un tellt dorüm to de Bosonen. De physikaalsch Beteken för disse Deelken is Eisbosonen, wiel dat Standardmodell en Eichtheorie is.

Dat Graviton is an sik keen Deelken vun dat Standardmodell, wartr aver faken in dissen Tosamenhang nöömt. Dat wiest de Hapen, dat in künftige Deelkenphysikalsche Modellen ok de gravitativ Wesselwarken richtig behannelt warrn kann. Mit Utnahm vun dat Graviton sünd de Eichbosonen all in Experimenten nawiest worrn. De in de Tabell nöömten Egenschoppen vun dat Graviton folgt ut de Allgemeen Relativitätstheorie.

Deelken Masse · c2 Spin elektrisch Laden vermiddelt Wesselwarken
Photon 0 1 0 elektromagnetsch Kraft
Z0-Boson ca. 91 GeV 1 0 swacke Kraft
W+-Boson ca. 80 GeV 1 1
W-Boson ca. 80 GeV 1 -1
Gluonen 0 1 0 starke Kraft (Farvkraft)
(Graviton) 0 2 0 Gravitatschoon

Dat gifft tohopen 8 Gluonen, de jümmers Kombinatschonen vun twee Farvladen dreegt un de Wesselwakren twüschen disse beiden Farvladen vermiddelt. Eegen Naams gifft dat dorför nich, in’n Ünenrscheed to de Bosonen vun de swack Wesselwarken, W+, W un dat neutral Z-Boson. De elektromagnetsch Wesselwarken warrt blots dör een Boson vermiddelt, dat Photon.

[Ännern] Dat Higgs-Boson

Dat Higgs-Boson is en Elementardeelken, wovun man glöövt, dat dat existeert, nawiest is dat opstunns noch nich. Vörutseggt warrt dat vun wegen de THeorie vun deat Standardmodell. Darno warrt vun en Masse vun ungefäähr 110 bit 250 GeV utgahn. Dat Higgs-Boson warrt hüüt as notwännig Bestanddeel vun de Deeleknphysik ansehn. Tostannen kummt dat dör den Higgs-Mechanismus, de dat Problem lööst, dat massiv Utuuschdeelken (Z un W) in Eichtheorien an sik nich vörkamen dröffen.