В физике элементарная или фундаментальная частица - это частица, которая не состоит из других частиц.
Элементарная частица может быть одной из двух групп: фермиона или бозона. Фермионы являются строительными блоками материи и имеют массу, в то время как бозоны ведут себя как носители силы для взаимодействия фермионов, а некоторые из них не имеют массы. Стандартная модель - наиболее приемлемый способ объяснить, как ведут себя частицы, и силы, которые на них воздействуют. В соответствии с этой моделью элементарные частицы далее группируются в кварки, лептоны и калибровочные бозоны, при этом бозонХиггса имеет особый статус неглубокого бозона.
Из частиц, составляющих атом, только электрон является элементарной частицей. Протоны и нейтроны состоят из 3 кварков, что делает их составными частицами, частицами, которые состоят из других частиц. Кварки связаны между собой глюонами. В ядре есть бозонные пионовые поля, отвечающие за сильную ядерную силу, связывающую протоны и нейтроны против электростатического отталкивания между протонами. Такие виртуальные пионы состоят из кварковых антикварных пар, снова удерживаемых вместе глюонами.
Существуют три основных свойства, которые описывают элементарную частицу: "масса", "заряд" и "вращение". Каждому свойству присваивается числовое значение. Для массы и заряда число может быть равным нулю. Например, фотон имеет нулевую массу, а нейтрино - нулевой заряд. Эти свойства всегда остаются неизменными для элементарной частицы.
- Месса: Частица имеет массу, если ей требуется энергия для увеличения скорости или ускорения. В таблице справа приведена масса каждой элементарной частицы. Значения даны в MeV/c2s (то есть выраженных мегаэлектронвольтах над квадратом "c"), то есть в единицах энергии над скоростью света в квадрате. Это происходит из особой относительности, которая говорит нам, что энергия равна массе, умноженной на квадрат скорости света. Все частицы с массой производят гравитацию. На все частицы воздействует гравитация, даже на частицы без массы, как на фотон (см. общую относительность).
- Электрический заряд: Частицы могут иметь положительный заряд, или отрицательный, или нулевой. Если одна частица имеет отрицательный заряд, а другая - положительный, то две частицы притягиваются друг к другу. Если обе частицы имеют отрицательный заряд, или обе частицы имеют положительный заряд, то обе частицы раздвигаются. На коротких расстояниях эта сила намного сильнее силы тяжести, которая притягивает все частицы вместе. Электрон имеет заряд -1. Протон имеет заряд +1. Нейтрон имеет средний заряд 0. Нормальные кварки имеют заряд ⅔ или -⅓.
- Спин: Угловой момент или постоянный поворот частицы имеет определенное значение, называемое ее спиновым номером. Спин для элементарных частиц равен одному или ½. Свойство спина частиц обозначает только наличие углового момента. В реальности частицы не вращаются.
Масса и заряд - это свойства, которые мы видим в повседневной жизни, потому что гравитация и электричество влияют на вещи, которые человек видит и к которым он прикасается. Но спин воздействует только на мир субатомных частиц, поэтому его нельзя наблюдать напрямую.
