Elementaarosakeste füüsika kokkuvõte (0)

Elementaarosakesed
Väikseimad aine ja välja osakesed
Eristatakse:
 Fundamentaalosakesed – peetakse jagamatuteks, (ilma
sisestruktuurita)
Jagunevad:
Mateeriaosakesed -aine algosakesed
 Vaheosakesed – vastastikmõjusid vahendavad
osakesed
Igal mateeriaosakesel on olemas ka antiosake ( laengud
vastupidise märgiga)
Gravitatsiooniline vastastikmõju.
Oma olemuselt universaalne, gravitasioonile alluvad kõik kehad.
Väljendub kehade tõmbumises.
• Elektromagnetiline vastastikmõju
Gravitatsioonilisest tugevam. Elektriliselt laetud kehade vahel
• Tugev vastastikmõju
Tuumasisene mõju. Elektromagnetilisest oluliselt tugevam.
• Nõrk vastastikmõju
Põhjustab aatomituumade lagunemist. Väga väikestel kaugustel,
nõrgem kui elektromagnetiline ja tugev vastastikmõju
Elementaarosakeste füüsika on füüsika haru, mis
uurib elementaarosakesi ja nende muundumisi
• Eesmärgiks on elementaarosakeste
süstematiseerimine ja eri vastastikmõjusid ühendav
teooria
• Nimetus elementaarosake võeti kasutusele 1930.
aastatel, tähistamaks osakesi, millest sai maailma üles
ehitada. Ja nendeks olid elektron, prooton , neutron ja
footon , puudu jäi(d) tuumajõudude ülekandja(d). Kuna
hiljem on seda nimetust kasutatud (ja kasutatakse ka
praegu) osakeste jaoks, mis ilmselt pole enam
elementaarsed (hadronid!), siis on mateeria n.ö. tõelisi
ehituskive ja "mörti" hakatud nimetama
fundamentaalosakesteks. Mõnikord tehakse ka vahet.
Ehituskive - kvarke ja leptoneid - nimetatakse
fundamentaalfermionideks. Mördi osakesi -
vastastikmõjude (jõudude) ülekandjaid - aga
vahebosoniteks.
Meid ümbritseva tavamateeria ehitamiseks läheb
vaja vaid kolme elementaarosakest: u- ja d-kvarki
ning elektroni.
• Kvargid kombineeruvad kolmekaupa, moodustades
prootoneid ja neutroneid
• Prootonidest ja neutronitest koosnevad aatomituumad
• Tuumad koos elektronidega ühinevad aatomiteks,
viimased molekulideks
• Aatomitest ja molekulidest koosnevad gaasid,
vedelikud ja tahkised - silmaga nähtavad
makromaailma komponendi
Elementaarosakesed
Niikaua kui on uuritud aine ehitust, on püütud leida kõige väiksemat jaotamatut osakest. Kunagi
oli selleks aatom, mis tähendabki jagamatu. Siis selgus, et aatomisse kuuluvad elektronid ja
positiivsed tuumad. Seejärel selgus tuuma koosseis : prootonid ja neutronid . Alati on neid kõige
väiksemaid koostisosi nimetatud elementaarosakesteks. Nende mõõtmed on väiksemad kui kõige
väiksem aatom.
Tänapäevaks on selliseid osakesi kogunenud juba ligikaudu 400. Paljud neist eksisteerivad väga
lühikest aega (10
-23
s), paljud tekivad ainult erilistes tuumareaktsioonides või elementaarosakeste
kiirendites. Nende klassifikatsioon on keeruline ja tavainimesele mittemidagiütlev peale ilusate
nimede: meson, hadron , barüon, lepton , gluuon.
Nüüdisajal loetakse tõeliselt elementaarseteks footonit, leptoneid, kvarke, gluuoneid ja
vahebosoneid ning neid nimetatakse seepärast ka fundamentaalosakesteks , kuigi juba leidub ka
selles kahtlejaid..
Fundamentaalosakesi jaotatakse omakorda mateeriaosakesteks (aine algosakesed) ja
vaheosakesteks (vastastikmõjusid vahendavad osakesed).
Mateeriaosakesed on need, millest koosneb aine. Nendeks on kvargid ja leptonid .
Kvargid, osakesed, mida senini vabalt pole leitud, küll aga teiste osakeste sees. Nendest
koosnevad ka nukleonid. Elektrilaeng +2/3 elementaarlaengut või –1/3 elementaarlaengut.
Näiteks prootonis on kvargid laengutega +2/3, +2/3 ja –1/3 . Neutronis on aga +2/3, - 1/3 ja –1/3.
Kvargid esinevad alati kolmekaupa. Kvarke iseloomustab veel teinegi laeng, mida nimetatakse
värvilaenguks ehk värviks. Värvilaenguid on kolm: punane, roheline ja sinine.
Elementaarosakese koosseisus peab olema korraga kõik kolm värvilaengut. Kuna punane ,
roheline ja sinine annavad kokku valge värvuse, öeldakse, et kõik elementaarosakesed on valged.
Värvilaengute vahel mõjub tugev vastastikmõju (tõmbe- või tõukejõud, mis toimib siis kui
osakesed on lähemal teineteisele kui 10
-15
m). Kvarkide massid on väga erinevad, ulatudes 8
elektroni massist kuni 350 000 –ni.
Leptonid, milledest tuntumad on elektron ja neutriinod (elektronneutriino, müü- neutriino , tau-neutriino) , seisumass arvatavasti null, elektrilaengut pole.
Vaheosakesed on footon, gluuonid ja vahebosonid ka graviton, kuigi neid pole veel avastatud.
Omavahel nad ei reageeri, ainult gluuonid teiste gluuonitega muunduvad vastatsikku.
Footon on elektromagnetvälja kvant . See ei oma elektrilaengut ega seisumassi.
Gluuonid (ka strongonid) on tugeva vastastikmõju kvandid. Nende abil toimivad kvargid
omavahel, vahetades värvilaenguid. Gluuoneid on kaheksa erinevat tüüpi. Neil pole seisumassi
ega elektrilaengut. Nende arv mingis osakeses muutub , nad tekivad ja kaovad. Prootonis on alati
kolm kvarki, kuid gluuonid tekivad ja kaovad, vahetades kvarkide värvi.
Vahebosonid ehk uiikonid on nõrga vastastikmõju kvandid. Nende
elektrilaengud on vastavalt elektrilaenguga +1, -1 ja 0. Nad vahendavad nõrka vastastikmõju.
Igal mateeriaosakesel on olemas ka antiosakene. See on osakene, mille kõik laengud on
vastupidise märgiga. Kvarkide korral on tegu vastandvärvidega: antipunane (punase täiendvärvus - helesinine), antiroheline ( purpur ?) ja antisinine (kollane?). Kui osake kohtub oma
antiosakesega, siis nad annihileeruvad ), st. kaovad ja nende massid muutuvad energiaks (suure
energiaga footoneiks)