Subatomär partikel
En subatomär partikel är en partikel som är mindre än en atom. Det betyder att den är mycket, mycket liten. Precis som atomer och molekyler är en subatomär partikel alldeles för liten för att kunna ses med blotta ögat. Den är också mycket intressant för forskare som försöker förstå atomer bättre. De subatomära partiklar som vanligtvis studeras är de viktigaste partiklarna som bildar atomer: protoner, neutroner och elektroner. Studiet av subatomära partiklar kallas partikelfysik.
Dessa partiklar hålls ofta samman i en atom av någon av de fyra grundläggande krafterna (gravitation, elektromagnetisk kraft, stark kraft eller svag kraft). Utanför atomen rör sig partiklarna ofta mycket, mycket snabbt - nära ljusets hastighet, som är mycket, mycket snabb (cirka 300 000 kilometer per sekund).
Subatomära partiklar delas in i två grupper, baryoner och leptoner.
Baryoner består av kvarkar medan leptoner anses vara bland de minsta partiklarna, som kallas elementarpartiklar. Baryoner har ett givet baryonnummer. I reaktioner måste baryonantalet bevaras, vilket innebär att både start- och slutsidan av en reaktion måste ha samma antal baryoner. Baryonpartiklar består av en kombination av 3 av de sex kvarkarna, som är bland de minsta partiklarna. De sex kvarktyperna är upp, ner (som utgör protoner och neutroner), strange, charm, top och bottom.
Leptoner är i allmänhet mycket mindre än baryoner. I denna kategori ingår elektroner, muoner, taus och neutriner. Leptoner består inte av kvarkar och är inte delbara.
För varje typ finns det också en antipartikel. Antipartiklar har samma massa som sina normala motsvarigheter, förutom att de har motsatt elektrisk laddning. Antimateria och materia kan inte existera i närheten av varandra. När materia och antimateria kolliderar förstör de varandra med ett enormt frigörande av energi motsvarande E=mc2, där m är partiklarnas sammanlagda massa, c är ljusets hastighet och E är den producerade energin. Dessa kollisioner äger ofta rum i stora partikelacceleratorer, där energin kan omvandlas åt andra hållet, till materia, med hjälp av samma ekvation. Detta kan ge upphov till många udda, ofta tunga (stor massa) partiklar som bara existerar under en kort tid.
De flesta av de upptäckta partiklarna skapas genom att partiklar accelereras och kolliderar med andra partiklar, vilket ger upphov till enorma skurar av nya subatomära partiklar som sönderfaller extremt snabbt. Men eftersom partiklarna rör sig nära ljusets hastighet blir den speciella relativitetsteorins lagar viktiga och tidsutvidgning uppstår. Detta innebär att tiden går långsammare för partiklarna och att de kan färdas (och mätas) över ett längre avstånd än vad icke-relativitetsvetenskapen skulle förutsäga.
Frågor och svar
F: Vad är en subatomär partikel?
S: En subatomär partikel är en partikel som är mindre än en atom och som inte kan ses med blotta ögat.
F: Vilka är de mest studerade subatomära partiklarna?
S: De mest studerade subatomära partiklarna är protoner, neutroner och elektroner.
Fråga: Vilka krafter håller ihop atomerna?
Svar: Atomer hålls samman av någon av de fyra grundläggande krafterna - gravitation, elektromagnetisk kraft, stark kraft eller svag kraft.
F: Hur snabbt rör sig subatomära partiklar?
S: Subatomära partiklar rör sig ofta mycket snabbt - nära ljusets hastighet (cirka 300 000 kilometer per sekund).
F: Är baryoner och leptoner olika typer av partiklar?
S: Ja, baryoner består av kvarkar medan leptoner tros vara bland de minsta partiklarna som kallas elementarpartiklar.
Fråga: Har antipartiklar motsatta elektriska laddningar jämfört med sina normala motsvarigheter?
Svar: Ja, antipartiklar har samma massa som sina normala motsvarigheter, men de har motsatt elektrisk laddning.
F: Vad händer när materia och antimateria kolliderar? S: När materia och antimateria kolliderar förstör de varandra med ett enormt frigörande av energi motsvarande E=mc2 där m är partiklarnas sammanlagda massa c är ljusets hastighet och E är den energi som produceras.
