Oinarrizko partikula

Funtsezko Partikulen Eredu Estandarra.

Funtsezko partikulak materiaren funtsezko osagaiak dira. Zehazkiago esanda, partikula txikiagoz osatuta ez dauden eta barne egiturarik dutenik ezagutzen ez den partikulak dira.

Jatorrian, funtsezko partikula izena, partikula subatomiko ororentzako erabili zen, protoiak, neutroiak, elektroiak eta soilik izpi kosmikoetan edo partikula azeleragailuetan topa zitezkeen beste mota batzuetako partikula exotikoak, pioi eta muoiak kasu. Baina, 1970eko hamarkadatik aurrera, protoiak eta neutroiak partikula sinpleagoz osatuta zeudela argi geratu zen. Gaur egun, funtsezko partikula izena, ezagutzen den tokiraino behintzat, partikula sinpleagoz osatuta ez dauden partikulentzat erabiltzen da.

Partikula subatomikoak

John Daltonek bere teoria atomikoa proposatu zuenean, atomoak banaezinak zirela suposatu zuen, eta, beraz, nolabait, funtsezko partikulak. Atomoaren egituraren ezagutzan eginiko aurrerapenek atomoak inondik ere banaezinak ez zirela eta partikula txikiagoz osatuta zeudela frogatu zuten. Neutroiak, protoiak eta beste partikula konposatu batzuk, mesoi eta hadroiak kasu. Hadroiak zein mesoiak partikula txikiagoz osatuta daude, quark eta antiquark deituak eta hauek elkartuta mantentzen dituzten gluoi lainoez.

Gaur egun ezagutzen diren partikula subatomikoen zerrenda ehundaka partikula subatomikoz osatua dago, fisikariak harrituta utzi zituena, partikula horietako batzuk funtsezkoak ez zirela ulertu zuten arte, baizik eta quark eta leptoi deituriko elementu sinpleagoz osatutakoak, euren artean bosoi elkartrukaketaren bidez elkarreragiten dutelarik. Partikulen fisikako eredu estandarrean, materiaren osagai txikienei buruzko gure ezagutza egoera isladatzen duena, quarkak, leptoiak eta elkartrukaketazko bosoiak funtsezko partikulatzat hartzen dira, ez baitago hauek partikula txikiagoz osatuta dauden ebidentziarik.

Elkarreragin nuklear indartsuari erantzutzen zioten partikularik astunenak (hadroiak) eta masa ertainekoak (mesoiak) funtsezko partikulatzat hartuak izan baziren ere, gaur egun partikula konposatuak direla ezagutzen da. Elkarreragin nuklear indartsuaren eragina jasotzen ez zuten partikularik arinenak (leptoiak) frogatu ziren funtsezko partikula bezala. Bi leptoi motarik arruntenak elektroiak eta neutrinoak dira, esan bezala, erabat funtsezkotzat hartzen direnak. Neutrinoak, euren existentzia asmakuntza matematiko bezala hasi zutenak, jada detektatuak izan dira eta materiaren konposaketaren, kosmologiaren, astrofisikaren eta beste zenbait diziplinetako teoria fisiko guztien zati dira.

Benetako funtsezko partikulak

Funtsezko partikulen familia ezberdinen ikuspegi orokor bat eta euren elkarreraginak deskribatzen dituzten teoriak.

Gaur egun, leptoiak, quarkak eta gauge bosoiak, guztiak materiaren osagairik txikienak direla uste da, eta, beraz, benetako funtsezko partikulak izango lirateke. Badago arazo interesgarri bat propioki funtsezkoak diren partikula hauei buruz, dirudienez, leptoiak esate baterako, sail homofuntzionaletan biltzen baitira, belaunaldi bakoitza aurrekoaren antzekoa delarik, baina partikula masiboagoez osatua.

• 1. belaunaldia: elektroia, elektroi neutrinoa, goi quark eta behe quarka
• 2. belaunaldia: muoia, muoi neutrinoa, quark bitxia eta quark sorgindua
• 3. belaunaldia: tauoia, tauoi neutrinoa, hondo quarka eta tontor quarka

Hiru belaunaldi hauek zergatik existitzen diren oso argi ez dagoen arren, korden teorian existitzen diren belaunaldien kopuruak bere formulazioan agertzen den Calabi-Yauren barietatearen topologiarekin zerikusia du. Zehazki, belaunaldien kopurua teoria honetan Calabi-Yauren barietatearen Eulerren zenbakiaren balio absolutuaren erdiarekin bat letorke. Baina hau ez da zehazki iragarpen bat, korden teoriaren egungo egoeran Eulerren zenbaki ezberdinak dituzten Calabi-Yauren guneak eraiki baitaitezke. Emaitza bezala soilik hiru belaunaldi emango dituen korden teoria bat eraiki nahi bada, Eulerren zenbakia ±6 izan behar duela ezagutzen da.

Quarkak preoiz osatuta daudela dioen hipotesia dago.