Subatomære partikler som finnes i en Nucleus

Innenfor kjernen av et atom er protoner og nøytroner omgitt av en sky av bane elektroner. Historisk ble disse kalt "elementærpartikler" som det ble antatt at de ikke kunne bli brutt ned til noen enklere partikkel. Med utviklingen av partikkelakseleratorer i det 20. århundre, men mange flere subatomære partikler ble oppdaget - så mange at fysikere begynte å henvise til den stadig voksende listen som en "partikkel zoo." Det ble senere oppdaget at de fleste av partiklene i "zoo" er faktisk en kombinasjon av et forholdsvis få antall virkelig elementærpartikler.

elementærpartikler

Protoner har en positiv elektrisk ladning (1), nøytroner har ingen elektrisk ladning og et elektron har en negativ elektrisk ladning (-1). Forsker Paul Dirac spådde i 1928 at hver elementærpartikkel hadde en motpart med en motsatt elektrisk ladning. Disse ble kalt "anti-partikler." Dette ble bekreftet av Carl Anderson i 1932 da han oppdaget den "anti-elektron" eller positron. Den er identisk med et elektron, bortsett fra at den har en negativ elektrisk ladning (-1). Når et elektron og et positron komme i kontakt med, de eksploderer, ødelegge hverandre.

I midten av det 20. århundre, ble mer enn 100 subatomære partikler oppdaget. I 1964, den amerikanske fysikeren Murray Gell-Mann og den sveitsiske fysikeren George Zewig uavhengig oppdaget at disse nyoppdagede partiklene var faktisk ikke elementærpartikler, men kombinasjoner av elementærpartikler. Siden da har subatomære partikler blitt klassifisert i grupper: leptoner, baryoner, mesoner og bosoner.

leptoner

Noen leptoner er skapt i kjernen, men ikke forbli der, som de er raskt utvist. Typer av leptoner er elektroner, myoner, Taus og tre typer nøytrinoer: elektronnøytrino, myonnøytrino og taunøytrino.

baryoner

Baryoner er funnet inne i kjernen. De vanligste baryoner er protoner og nøytroner (samlet kalt nukleoner). Antall protoner (atomnummer) bestemmer den kjemiske identitet av atomet. Baryoner er bygd opp av elementærpartikler som kalles kvarker og det er seks "smaker" (typer): opp, ned, fremmedhet, sjarm, bunn (eller skjønnhet) og topp (eller sannhet). Kvarker har brøk elektriske ladninger og hver kvark har en tilsvarende anti-kvark som har motsatt elektrisk ladning som sin motpart.

-mesoner

Mesoner er partikler som binder nukleoner sammen; pioner er den vanligste meson. Kaons er mesoner som raskt henfaller til enklere partikler. Kaons er unike ved at de Kaon partikler og deres tilsvarende anti-partikler som ikke råtner på samme måte. Dette kalles et sammenbrudd i paritet. På grunn av dette differensiering, det er mer materie i universet enn anti-materie - som er en god ting siden, akkurat som hva som skjer når elektroner og positroner kolliderer, like balansert materie og antimaterie ville eksplodere, noe som resulterer i universet ødelegge seg selv.

bosoner

Bosoner er kjent som "kraftselskaper." Den mest kjente er den foton, en partikkel med ingen masse som avgir elektromagnetisk energi. Andre bosoner ble oppdaget på 1980-tallet: W +, W- og Z, og to andre er en hypotese: den gluon og graviton. En boson utveksles når to partikler samhandle.