Partikula subatomiko
Partikula subatomikoa atomoa baino txikiagoa den partikula da, funtsezkoa edo elkartua izan daitekeena. Partikulen fisika eta fisika nuklearra berauetaz arduratzen da. Hauen artean daude, esaterako, elektroiak, quarkak (funtsezko partikulen artean), protoiak eta neutroiak (partikula elkartuak azken bi hauek). Beste partikula batzuk sakabanaketa prozesuetan sorturiko fotoiak, neutrinoak eta muoiak dira, baina badaude ere beste hainbat partikula exotiko.
Motak [aldatu]
Funtsezko partikulak bi eratakoak izan daitezke, bosoiak (Satyendra Nath Bose fisikari indiarraren ohorez izendaturikoak) eta fermioiak (Enrico Fermi zientzialari italiarraren izenagatik). Bosoiak (fotoiak ea.) spin osoa dute, hau da, 0, 1, 2 eta abar, fermioien (elektroiak ea.) spina zatiki bat delarik, 1/2 edo 3/2. Spin diferentzia hau dela eta, fermioiak eta bosoiak ezaugarri eta jokaera guztiz ezberdinak dituzte. Bosoiak funtsezko indarren transmititzaile dira eta bi partikulen artean gertatzen den edozein elkarrekintza bosoi birtual baten elkartrukatzea dakar. Bosoi birtuala benetako edo erreala den fermioiekin bateratzean, funtsezko lau indarrak sortzen dituzte:
- Indar nuklear sendoa: gluoi bosoiak transmititzen dutena, quarkak bata bestearekin mesoiak eta barioiak (nukleoiak) eratzeko batzen dituena. Hadroiek bakarrik jasaten dute.
- Indar nuklear ahula: W± y Z0 bosoi bektorialak transmititzen dutena eta β desintegrazioa gertatzearen arrazoia dena.
- Indar elektromagnetikoa: fotoi baten elkartrukatzearekin gertatzen da eta karga duten edozein partikulak jasaten du.
- Grabitazio indarra: partikulen fisikan azaltzen eta teorietan barneratzen zailena da, transmititzen duen partikula, grabitroia, oraindik aurkezteke dagoelako. Bere influentzia partikula mailan oso oso txikia da.
Materia osatzen duten partikulak fermioiak dira, esaterako atomoak eratzen dituzten elektroiak, protoiak eta neutroiak. Gorago esan bezala, elektroia bakarrik da funtsezko partikula, beste biak indar nuklear indartsuaz loturiko quarkez eratuta daudelarik. Funtsezko fermioiak lau mota ezberdinetan existitzen dira, bakoitzak masa ezberdineko hiru belaunalditan sailkatzen direlarik:
| Fermioi mota |
Izena | Ikurra | Karga elektromagnetikoa |
Indar ahula* | Indar sendoa (koloredunak) |
Masa |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Leptoia | Elektroia | e- | -1 | -1/2 | 0 | 0,511 MeV/c² |
| Muoia | m- | -1 | -1/2 | 0 | 105,6 MeV/c² | |
| Tauoia | t- | -1 | -1/2 | 0 | 1,784 GeV/c² | |
| Neutrino elektronikoa | ne | 0 | +1/2 | 0 | < 50 eV/c² | |
| Neutrino muoikoa | nm | 0 | +1/2 | 0 | < 0,5 MeV/c² | |
| Neutrino tauoikoa | nt | 0 | +1/2 | 0 | < 70 MeV/c² | |
| Quarka |
up | u | +2/3 | +1/2 | R/G/B | ~5 MeV/c² |
| charm (xarma) | c | +2/3 | +1/2 | R/G/B | ~1.5 GeV/c² | |
| top | t | +2/3 | +1/2 | R/G/B | >30 GeV/c² | |
| down | d | -1/3 | -1/2 | R/G/B | ~10 MeV/c² | |
| strange (arraro) | s | -1/3 | -1/2 | R/G/B | ~100 MeV/c² | |
| bottom | b | -1/3 | -1/2 | R/G/B | ~4,7 GeV/c² |
Gaur egun arte behatutako partikula guztiak, bai eta beraien arteko elkartrukatzeak eremuen teoria kuantikoaren barruan dagoen eredu estandarra erabiliz deskribatu daitezke. Eredu honen barruan funtsezko 40 partikula ezberdin ditu, (24 fermioi, 12 bosoi bektore eta 4 bosoi eskalar), 60. hamarkadan zehar behatutako ehunka partikula edo beste edozein partikula elkartu berriak sortzeko elkartu daitezkeenak. Hala ere, partikula fisikari askoren ustez eredu estandarra naturaren azalpen bukatu gabea da, eta funtsezko beste teoria baten zain daude. Azken urteetan neutrinoaren masaren neurketak ere eredu estandarraren desbideratzeak egiaztatu ditu.
Zehazki, partikula terminoa kasu hauetan izen ezegokia da. Partikula subatomikoen fisika mekanika kuantikoak gobernatzen du eta beraz, gorputz hauek uhin-partikula bitasuna erakusten dute, hau da, saiakuntza batzuetan partikula bezala jokatzen dute eta besteetan uhin bezala (teknikoki Hilbert espazioan dauden egoera bektoreaz deskribatzen dira, eremuen teoria kuantikoak azaltzen duen bezala). Fisikariek "funtsezko partikula" terminoa erabiltzen dutenean partikula hauek uhin bezala jokatu dezaketela jakinda egiten dute.
Partikulen fisika zientziaren filosofian eragin handia du; hainbat partikula zientzialari erredukzionismora atxikitzen dira, fisika eta filosofia nahasten hasten diren eremuan.
