Cząstki elementarne

Cząstki elementarne są to takie cząstki, których nie możemy już podzielić na dalsze części składowe, ani nie znamy budowy wewnętrznej.
Na początku XX wieku przeprowadzono sporo doświadczeń, mających na celu poznanie budowy atomu. Wtedy to odkryto elektrony, a następnie po budowie pierwszych akceleratorów służących pośrednio do rozbijania jąder, odkryto protony i netrony. Następnie zaczęto podejrzewać, co w końcu udowodniono, że jadro atomu (proton i neutron), zbudowane są z szęściu rodzajów kwarków, o nazwach „szczytowy”, „denny”, „górny”, „dolny”, „dziwny ” i „powabny”. Mogą one grupować się po trzy, lub po dwa, jednak są tak silnie powiązane, że nie da się wyodrębnić pojedyńczych kwarków.
Obecnie wiemy, że dla scharakteryzowania cząstki elementarnej musimy znać następujące wielkości: masę spoczynkową, spin, ładunek elektryczny, moment magnetyczny, oraz średni czas życia w sekundach. Ponadto w 1932 roku Carl Anderson dostrzegł w komorze mgłowej ślad będący lustrzanym odbiciem elektronu (pozyton). Z czsaem odkryto, że każda cząstka posiada swoją antycząstkę. Antycząstka różni się jedynie ładunkiem lub niczym, jeżeli cząstka nie ma ładunku. Dwie bliźniacze cząstki, gdy się połączą, ulegają anihilacji. Polega to na tym, że znikają obie cząstki, a na ich miejsce pojawia się impuls energii - promieniowanie.
Obecnie znanych jest kilkaset cząstek elementarnych, ale te główne, to:

Cząstka Ładunek Spin Masa spoczynkowa, jako wielokrotność masy elektronu Średni czasżycia wsekundach
Foton 0 ½ 0 Stały
Neutrino 0 ½ 0 Stały
Antyneutrino 0 ½ 0 Stały
Elektron -1 ½ 1 Stały
Pozyton +1 ½ 1 Stały
Mion + -1 ½ 206,7 2,22·10‾6
Mion - +1 ½ 206,7 2,22·10‾6
Mezon pi - -1 0 273,2 2,56·10‾8
Mezon pi + +1 0 273,2 2,56·10‾8
Mezon pi 0 0 0 264,2 4,00·10‾6
Mezon eta 0 0 0 1074 10‾²º
Mezon ka - -1 0 966,3 1,2·10‾6
Mezon ka + +1 0 966,3 1,2·10‾8
Mezon ka 0 0 0 974 ~10‾¹º
Mezon ka 0 0 0 974 ~10‾8
Proton +1 ½ 1836,1 Stały
Antyproton -1 ½ 1836,1 Stały
Neutron 0 ½ 1836,8 1020
Antyneutron 0 ½ 1836,8 1020



Foton – najmnejszy z możliwych pakiet energii świetlnej. Spełnia zasadę dualizmu korpuskularno-falowewgo.
Neutrino - Powstaje ono podczas promieniotwórczego rozpadu beta. Wraz z elektronem opuszcza ono atom podczas wyżej wymienionego procesu. W ogromnych ilościach przemierzają one Wszechświat, przenikając przez Ziemię. Naukowcy obliczyli, że aby zatrzymać nautrino potrzebna jest czarna dziura lub ściana ołowiu o grubości 350 krotnej odległości ziemi od księżyca.
Mezony – do mezonów należą np. piony, kaony i inne. Cząstki te mają mały zasięg.
Mion – z mionów głównie składa się wysokoenergetyczna część promieniowania kosmicznego w dolnych warstwach atmosfery. Ich zasięg ograniczony jest do kilku metrów.
Ponadto i stnieją jeszcze hiperony, które powstają w wyniku zderzenia mezonów π z nukleonami lub z jądrem atomowym. Rozpadając się dają nukleony oraz mezony π.
Są one cięższe od protonów, lecz lżejsze od deuteronów. Ich spin równy jest 0. Średni czas życia wynosi od 10־¹¹ - 10־¹º. Są bardzo nietrwałe.

Obecne cząstki elementarne najprawdopodobniej nie są jeszcze prawdziwymi cząstkami elementarnymi, ale po prostu nasza wiedza techniczna nie pozwala nam obecnych cząstek rozbić na mniejsze.