מיון החלקיקים

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

יש לך הודעות חדשות (השווה לגרסה הקודמת).

הרשימה להלן מציגה את החלקיקים אותם מכיר מדע פיזיקת החלקיקים, נכון להיום (2006). בנוסף, נמצאים ברשימה גם מספר חלקיקים שטרם נצפו בניסוי, אך ישנן תאוריות הצופות את קיומם.

תוכן עניינים

1 חלקיקים מורכבים
2 חלקיקים אלמנטריים
3 חלקיקים הקיימים על-פי סימטריית-על
4 ראו גם
5 קישורים חיצוניים

[עריכה] חלקיקים מורכבים

מולקולות הן החלקיקים הקטנים ביותר אליהן ניתן לחלק חומר תוך שהוא ישמר את תכונותיו הכימיות. כל סוג של מולקולה מתאים לתרכובת כימית מסוימת. מולקולות מורכבות מאטום אחד או יותר. ראו את רשימת התרכובות למידע נוסף.
אטומים הם החלקיקים הנייטרליים הקטנים ביותר אליהם ניתן לחלק חומר בעזרת ריאקציות כימיות. האטום מורכב מגרעין קטן וכבד המוקף בענן גדול וקל של אלקטרונים. כל סוג של אטום משתייך ליסוד כימי מסוים, כאשר ניתנו שמות ל-110 מתוך היסודות הללו. ראו את הטבלה המחזורית למידע נוסף.
גרעין אטומי מורכב מפרוטונים ונייטרונים. כל סוג של גרעין אטומי נקרא נוקליד או איזוטופ, תלוי במספר הנייטרונים שלו. תגובות גרעיניות יכולות לשנות גרעין אחד לאחר. ראו את טבלת האיזוטופים לרשימה מלאה של איזוטופים.
האדרונים מוגדרים כחלקיקים מרוכבים המגיבים בצורה חזקה עם הכוח הגרעיני החזק. האדרונים יכולים להיות בוזונים, ואז הם נקראים מזונים, או פרמיונים, אז הם נקראים באריונים:
- באריונים רגילים מכילים שלושה קווארקים וואלנטיים או שלושה אנטי-קווארקים וואלנטיים.
  - נוקליאונים הם הפרוטון והנייטרון, שניהם חלק מהגרעין האטומי. כאשר נייטרון נמצא מחוץ לגרעין הוא מוגדר כנייטרון מהיר או כנייטרון חם.
  - היפרונים כגון חלקיקי Δ, Λ, Ξ ו-Ω הם בעלי זמן חיים קצר יחסית וכבדים יותר מנוקליאונים. הם אינם מופיעים בדרך כלל בגרעין אטומי.
- מזונים רגילים מורכבים מקווארק ולנטי ואנטי-קווארק ולנטי, והם כוללים את הפאיונים, הקאונים ועוד סוגים רבים של מזונים. במודלים של האדרודינמיקה קוונטית הכוח החזק שבין נוקליאונים מועבר על ידי מזונים.
- באריונים אקזוטיים נתגלו רק לאחרונה.
  - פנטאקווארקים הם חלקיקים המורכבים מארבעה קווארקים ואנטי-קווארק אחד.
- מזונים אקזוטיים נחזים כעת על ידי תאוריות חדשות.
  - טטראקווארקים הם חלקיקים המורכבים משני קווארקים ומשני אנטי-קווארקים.
  - גלובולים הם מצבים מרוכבים של שני גלואונים או יותר.
  - היברידים מורכבים מאחד או יותר זוגות של קווארק - אנטי-קווארק ולנטיים וגלואון אמיתי אחד או יותר.

חלקיקים בפיזיקה - חלקיקים מרוכבים

[עריכה] חלקיקים אלמנטריים

הכוונה בחלקיק אלמנטרי היא לחלקיק ממנו עשויים חלקיקים אחרים וגדולים יותר. חלקיקים אלמנטריים נחלקים עפ"י הספין שלהם.

לפרמיונים יש ספין לא שלם. בכל הפרמיונים שנתגלו עד כה מדובר בספין של 1/2. לכל פרמיון יש את האנטי-חלקיק שלו. הפרמיונים הם אבני הבניין היסודיות ביותר של החומר. הם מסווגים עפ"י יחסם עם הכוח החזק.
- עפ"י המודל הסטנדרטי ישנם 12 טעמים של פרמיונים, שישה קווארקים ושישה לפטונים.
  - קווארקים מגיבים עם הכוח הגרעיני החזק. הם קיימים בשישה טעמים: למעלה, למטה, מוזר, קסום, תחתון ועליון.
  - לפטונים לא מגיבים עם הכוח הגרעיני החזק. גם הם מופיעים בשישה טעמים: אלקטרון, מואון, טאו, נייטרינו אלקטרוני, נייטרינו מואוני ונייטרינו טאואוני.
לבוזונים מספרי ספין עגולים. הכוחות הייסודים של הטבע נשאים על ידי בוזוני כוח.
- עפ"י המודל הסטנדרטי, ישנם כ-12 בוזונים אלמנטריים:
  - הפוטון (ספין 1) נושא את הכוח האלקטרו-מגנטי.
  - בוזוני W⁺, W^- ו-Z⁰ (ספין 1) נושאים את הכוח הגרעיני החלש.
  - שמונת הגלואונים (ספין 1) נושאים את הכוח הגרעיני החזק.
  - בוזון היגס (ספין 0) נחזה על ידי התאוריה האלקטרו-חלשה. פיזיקאים מצפים שבוזון היגס יתגלה במאיץ התנגשויות ההדרונים (LHC) המצוי כעת בשלבי בנייה ב-CERN.
- תאוריות חדשות צופות את קיומם של בוזונים נוספים:
  - הגרביטון (ספין 2) הוצע בתור חלקיק שישא את הכבידה בתאוריה של כבידה הקוונטית.
  - חלקיקי-העל של הפרמיונים במודל הסטנדרטי (סלפטונים וסקווארקים) צפויים להיות בוזונים גם הם.

חלקיקים בפיזיקה - חלקיקים אלמנטריים

פרמיונים : קווארקים | לפטונים

בוזונים נושאי כוח : פוטון | בוזוני W ו-Z | גלואון

חלקיקים שטרם נצפו בניסוי

בוזון היגס | גרביטון

[עריכה] חלקיקים הקיימים על-פי סימטריית-על

ישנן תאוריות של סימטריית-על המציעות את האפשרות לפיה לכל חלקיק יש מעין חלקיק-על, שותף, הנושא את אותם מספרים קוונטיים. חלקיקים מסוימים במודל הסטנדרטי מופיעים כבוזונים, בעוד שחלקיקי-העל שלהם מופיעים כפרמיונים, ולהפך. יש לציין שמודל סימטריית-העל המינימלי (MSSM) מחייב ארבעה שדות (מרוכבים) של חלקיק היגס - שניים טעונים ושניים נייטרליים, כלומר הרחבה גם של המודל הסטנדרטי. פעולת המנגנון של שבירת סימטריה ספונטנית על שדות היגס אלו ייתן בסופו של דבר 5 חלקיקי היגס (ספין 0) שיכולים להתקיים בטבע, מהם 3 נייטרליים, אחד בעל מטען חיובי ואחד בעל מטען שלילי. נובע מכך שקיומה של סימטריית-על, יעשיר גם את מגוון חלקיקי ההיגס.

בוזונים:
- הסלפטונים, חלקיקי-העל של הלפטונים, צפויים להיות בוזונים.
- הסקווארקים, חלקיקי-העל של הקווארק, צפויים להיות בוזונים.

פרמיונים:
- חלקיקי-העל של בוזוני הכוח נקראים גאוג'ינואים. ברמה הבסיסית (לפני ערבוב) מקבלים:
  - 8 חלקיקי גלואינו (ספין 1/2) הם חלקיקי-העל של שמונת הגלואונים.
  - הגרביטינו (ספין 3/2) הוא חלקיק-העל של הגרביטון.
  - 3 חלקיקי ווינו (ספין 1/2) הם חלקיקי-העל של שלושת שדות בוזוני W (שניים טעונים ואחד נייטרלי).
  - בינו (ספין 1/2) הוא חלקיק-העל של שדה בוזון B.
- 4 חלקיקי היגסינו (ספין 1/2) הם חלקיק-העל של ארבעת השדות של בוזון היגס.

- במודל הסטנדרטי בוזון Z ופוטון מתוארים כערבוב של בוזון W נייטרלי ובוזון B. באופן דומה, אם סימטריית-על הייתה סימטריה מדוייקת אז היינו מקבלים את הזינו והפוטינו כערבוב של הווינו הנייטרלי עם הבינו.
- בגלל שסימטריית-העל היא סימטרייה שבורה, בטבע צפויים להתקיים החלקיקים הבאים (בהנחה שהתאורייה נכונה):
  - 2 חלקיקי ההיגסינו הנייטרלים מתערבבים עם הבינו והווינו הנייטרלי לקבלת ארבעה חלקיקי נייטרלינו (ספין 1/2). הנייטרלינו הפחות מסיבי ביניהם הוא מועמד להרכיב את החומר האפל ביקום.
  - 2 חלקיקי ההיגסינו הטעונים מתערבבים עם 2 חלקיקי הווינו הטעונים ונותנים 4 חלקיקי צ'רג'ינו (ספין 1/2) - שניים עם מטען חיובי ושניים עם מטען שלילי.
  - 8 חלקיקי גלואינו (ספין 1/2).
  - גרביטינו (ספין 3/2).