Thursday, January 31, 2019

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Liste der Partikel - Wikipedia


Dieser Artikel enthält eine Liste der verschiedenen Arten von atomaren und subatomaren Partikeln, die im gesamten Universum gefunden oder vermutet werden und nach Typ kategorisiert sind. Die Eigenschaften der verschiedenen aufgeführten Partikel werden ebenso angegeben wie die Gesetze, denen die Partikel folgen. Die einzelnen Listen der verschiedenen Partikel finden Sie in der folgenden Liste.




Elementarteilchen [ edit ]



Elementarteilchen sind Teilchen ohne messbare innere Struktur; es ist also nicht bekannt, ob sie aus anderen Teilchen bestehen. [1] Sie sind die grundlegenden Objekte der Quantenfeldtheorie. Es gibt viele Familien und Unterfamilien von Elementarteilchen. Elementarteilchen werden nach ihrem Spin klassifiziert. Fermionen haben einen halben ganzzahligen Spin, während Bosonen einen ganzzahligen Spin haben. Alle Teilchen des Standardmodells wurden experimentell beobachtet, einschließlich des Higgs-Bosons. [2][3] Viele andere hypothetische Elementarteilchen, wie das Graviton, wurden vorgeschlagen, aber nicht experimentell beobachtet.


Fermions [ edit ]



Fermionen sind eine der zwei grundlegenden Klassen von Partikeln, die andere sind Bosonen. Fermion-Teilchen werden in der Fermi-Dirac-Statistik beschrieben und die Quantenzahlen werden nach dem Pauli-Ausschlussprinzip beschrieben. Dazu gehören die Quarks und Leptonen sowie alle Verbundpartikel, die aus einer ungeraden Anzahl von diesen bestehen, wie alle Baryonen und viele Atome und Kerne.

Fermionen haben einen halbzahligen Spin; für alle bekannten elementaren Fermionen ist dies 1 [1945 2 . Alle bekannten Fermionen außer Neutrinos sind auch Dirac-Fermionen; das heißt, jeder bekannte Fermion hat sein eigenes Antiteilchen. Es ist nicht bekannt, ob das Neutrino ein Dirac-Fermion oder ein Majorana-Fermion ist. [4] Fermionen sind die Grundbausteine ​​aller Materie. Sie werden danach klassifiziert, ob sie über die starke Interaktion interagieren oder nicht. Im Standardmodell gibt es 12 Arten von Elementarfermionen: sechs Quarks und sechs Leptonen.


Quarks [ edit ]



Quarks sind die grundlegenden Bestandteile von Hadronen und interagieren über die starke Interaktion. Quarks sind die einzigen bekannten Träger fraktioneller Ladung, aber da sie sich in Dreiergruppen (Baryonen) oder Paaren von einem Quark und einem Antiquark (Mesonen) kombinieren, wird in der Natur nur eine ganzzahlige Ladung beobachtet. Ihre jeweiligen Antiteilchen sind die Antiquarks, die identisch sind, außer dass sie die entgegengesetzte elektrische Ladung tragen (zum Beispiel trägt der Up-Quark eine Ladung + 2 3 ), während der Up-Antiquark eine Ladung trägt - 2 [1945 3 ), Farbladung und Baryonennummer. Es gibt sechs Arten von Quarks; Die drei positiv geladenen Quarks werden "Up-Typ-Quarks" genannt, während die drei negativ geladenen Quarks "Down-Typ-Quarks" genannt werden.






































Quarks
Name Symbol Antiteilchen Charge
(e)
Masse (MeV / c 2 ) [5] Dreh
bis u ] + 2 3 2.2 +0.6
-0.4

½
down d ] - 1 [1945 3 4.6 +0.5
-0.4

½
charm c c + 2 [1945 3 1280 ± 30
½
seltsam s s - 1 [1945 3 96 +8
-4

½
oben t t + 2 [1945 3 173,100 ± 600
½
bottom b b - 1 [1945 3 4,180 +40
−30

½

Leptonen [ edit ]



Leptonen interagieren nicht über die starke Interaktion. Ihre jeweiligen Antiteilchen sind die Antileptone, die identisch sind, außer dass sie die entgegengesetzte elektrische Ladung und die Lepton-Zahl tragen. Das Antiteilchen eines Elektrons ist ein Antielektron, das aus historischen Gründen fast immer "Positron" genannt wird. Es gibt insgesamt sechs Leptonen; Die drei geladenen Leptonen werden als "elektronenähnliche Leptonen" bezeichnet, während die neutralen Leptonen als "Neutrinos" bezeichnet werden. Es ist bekannt, dass Neutrinos oszillieren, so dass Neutrinos mit bestimmtem Geschmack keine bestimmte Masse haben, sondern sie liegen in einer Überlagerung von Masseneigenzuständen vor. Das hypothetische schwere rechtshändige Neutrino, als "steriles Neutrino" bezeichnet, wurde von der Liste gestrichen.





  1. ^ Die Elektronenmasse ist sehr genau bekannt als 0.5109989461 ± 0.0000000031 MeV

  2. ^ . Die Myonmasse ist sehr genau bekannt als 105.6583745 ± 0.0000024 MeV ]

    Bosonen sind eine der zwei grundlegenden Klassen von Partikeln, die andere sind Fermionen. Bosonen sind durch die Bose-Einstein-Statistik gekennzeichnet und alle haben Ganzzahl-Spins. Bosonen können entweder elementar sein, wie Photonen und Gluonen, oder zusammengesetzt wie Mesonen.

    Gemäß dem Standardmodell sind die elementaren Bosonen:




    Das Higgs-Boson wird nach der Theorie der Elektroschwäche in erster Linie zur Erklärung der Entstehung von Teilchenmassen postuliert. In einem als "Higgs-Mechanismus" bekannten Prozess erhalten das Higgs-Boson und die anderen Eichbosonen im Standardmodell die Masse durch spontanes Symmetriebrechen der SU (2) -Symmetrie. Das minimale supersymmetrische Standardmodell (MSSM) sagt mehrere Higgs-Bosonen voraus. Am 14. März 2013 wurde am CERN / LHC ein neues Teilchen, das voraussichtlich das Higgs-Boson ist, um die Energie von 126,5 GeV mit einer Genauigkeit von nahezu fünf Sigma (99,9999%, was als endgültig akzeptiert wird) beobachtet. Der Higgs-Mechanismus, der anderen Teilchen Masse verleiht, wurde nicht beobachtet.

    Elementare Bosonen, die für die vier Grundkräfte der Natur verantwortlich sind, werden Kraftpartikel (Eichbosonen) genannt. Eine starke Wechselwirkung wird durch das Gluon vermittelt, eine schwache Wechselwirkung wird durch die W- und Z-Bosonen vermittelt.
















    Name Symbol Antiteilchen Charge (e) Spin Masse (GeV / c 2 ) [1945972] [5] [5] Interaktion vermittelt beobachtet
    Graviton G Self 0 2 0 Gravitation Nr

    Das Graviton, das oben separat aufgeführt ist, ist ein hypothetisches Teilchen, das in einigen Erweiterungen des Standardmodells enthalten ist, um die Gravitationskraft zu vermitteln. Es befindet sich in einer eigenartigen Kategorie zwischen bekannten und hypothetischen Partikeln: Als unbeobachtetes Partikel, das vom Standardmodell nicht vorhergesagt wird und für das Standardmodell nicht erforderlich ist, gehört es in die Tabelle der hypothetischen Partikel unten. Die Schwerkraft selbst ist jedoch eine Gewissheit, und um diese bekannte Kraft im Rahmen einer Quantenfeldtheorie auszudrücken, ist ein Boson erforderlich, um sie zu vermitteln.


    Hypothetische Teilchen [ edit ]


    Supersymmetrische Theorien sagen die Existenz von mehr Teilchen voraus, von denen keine experimentell ab 2018 bestätigt wurde :




































    Superpartners (Sparticles)
    Superpartner Superpartner von Spin Notizen
    neutralino neutrale Bosonen 1 [1945 2 Die Neutralinos sind Überlagerungen der Superpartner der neutralen Standardmodell-Bosonen: Null-Higgs-Boson, Z-Boson und Photon.
    Der leichteste Neutralino ist ein führender Kandidat für dunkle Materie.
    Die MSSM sagt vier Neutralinos voraus.
    Chargino aufgeladene Bosonen 1 [1945 2 Die Charginos sind Superpositionen der Superpartner geladener Standardmodell-Bosonen: beladene Higgs boson und W boson
    Die MSSM sagt zwei Charginospaare voraus.
    Photino Photon 1 [1945 2 Mischen mit Zino und neutralen Higgsinos für Neutralinos.
    wino, zino W ± und Z 0 Bosonen 1 [1945 2 [196590012] geladenes Wino-Mischen mit dem geladenen Higgsino für Charginos, für das Zino siehe Zeile oben.
    Higgsino Higgs-Boson 0 Für die Supersymmetrie sind mehrere Higgs-Bosonen erforderlich, die den Superpartnern zufolge neutral und geladen sind.
    Gluino Gluon 1 [1945 2 Acht Gluonen und acht Gluinos.
    gravitino graviton 3 [1945 2 vorhergesagt durch Supergravitation (SUGRA). Das Graviton ist auch hypothetisch - siehe nächste Tabelle.
    Sleptons Leptonen 0 Die Superpartner der Leptonen (Elektron, Myon, Tau) und der Neutrinos.
    sneutrino neutrino 0 Eingeführt durch viele Erweiterungen des Standard-Supermodels und kann zur Erklärung der LSND-Ergebnisse erforderlich sein.
    Eine besondere Rolle spielt das sterile Sneutrino, das supersymmetrische Gegenstück des hypothetisches rechtshändiges Neutrino, das "sterile Neutrino".
    squarks Quarks 0 Es wird angenommen, dass der Stop-Squark (Superpartner des Spitzenquarks) eine geringe Masse hat und häufig experimentell durchsucht wird.

    Anmerkung: Genau wie das Photon, Z-Boson und W ± sind Bosonen Überlagerungen der B 0 W 0 W 1. und W 2 Felder - die Photino, Zino und Wino ± sind Überlagerungen des Bino 0 Wino 0 wino 1 und wino 2 per definitionem.
    Unabhängig davon, ob man die ursprünglichen Gauginos oder diese Superpositionen als Grundlage verwendet, sind die einzigen vorhergesagten physikalischen Teilchen Neutralinos und Charginos Überlagerung von ihnen zusammen mit den Higgsinos.

    Andere Theorien sagen die Existenz weiterer Bosonen voraus:




    Spiegelpartikel werden durch Theorien vorhergesagt, die die Paritätssymmetrie wiederherstellen.

    "Magnetischer Monopol" ist ein generischer Name für Teilchen mit einer magnetischen Ladung ungleich Null. Sie werden von einigen GUTs vorhergesagt.

    "Tachyon" ist ein generischer Name für hypothetische Teilchen, die schneller als die Lichtgeschwindigkeit wandern (und die Zeit aufgrund der Inversion der Relativitätstheorie paradoxerweise umgekehrt erfahren) und eine imaginäre Ruhemasse haben Kausalität.

    Preons wurden als Subpartikel von Quarks und Leptonen vorgeschlagen, aber moderne Collider-Experimente haben ihre Existenz so gut wie ausgeschlossen.

    Kaluza-Klein-Türme aus Partikeln werden von einigen Modellen mit zusätzlichen Abmessungen vorhergesagt. Der extradimensionale Impuls manifestiert sich als zusätzliche Masse in vierdimensionaler Raumzeit.


    Kompositpartikel [ edit ]


    Hadrons [ edit ]



    Hadronen werden als stark wechselwirkende zusammengesetzte Partikel definiert. . Hadronen sind entweder:


    • Zusammengesetzte Fermionen (insbesondere 3 Quarks), in denen sie als Baryonen bezeichnet werden.

    • Zusammengesetzte Bosonen (insbesondere 2 Quarks), in denen sie als Mesonen bezeichnet werden.

    Quark-Modelle, erstmals 1964 unabhängig von vorgeschlagen Murray Gell-Mann und George Zweig (die Quarks als "Asse" bezeichnet) beschreiben die bekannten Hadronen als aus Valenz-Quarks und / oder Antiquarks zusammengesetzt, die durch die Farbkraft, die durch Gluonen vermittelt wird, fest gebunden sind. Ein "Meer" virtueller Quark-Antiquark-Paare ist ebenfalls in jedem Hadron vorhanden.


    Baryons [ edit ]


    Eine Kombination aus drei u-, d- oder s-Quarks mit einem Gesamtspin von 3 2 ] bilden das sogenannte "Baryon-Decuplet".

    Proton-Quark-Struktur: 2 Up-Quarks und 1 Down-Quark. Die Gluonröhrchen oder Flussmittelröhrchen sind jetzt als Y-förmig bekannt.


    Gewöhnliche Baryonen (zusammengesetzte Fermionen) enthalten jeweils drei Valenzquarks oder drei Valenz-Antiquarks.


    • Nukleonen sind die fermionischen Bestandteile normaler Atomkerne:
      • Protonen, zusammengesetzt aus zwei up und einem down quark (uud)

      • Neutronen, bestehend aus zwei down und einem up quark (ddu).

    • Hyperons wie Λ,, Ξ und Ω-Teilchen, die ein oder mehrere seltsame Quarks enthalten, sind kurzlebig und schwerer als Nukleonen. Obwohl sie normalerweise nicht in Atomkernen vorhanden sind, können sie in kurzlebigen Hypernuclei vorkommen.

    • Eine Reihe von bezauberten und unteren Baryonen wurde ebenfalls beobachtet.

    • Pentaquarks bestehen aus vier Valenzquarks und einem Valenz-Antiquark.

    • Andere Es können auch exotische Baryonen existieren.

    Mesons [ edit ]


    Mesonen von Spin 0 bilden ein Nonet


    Gewöhnliche Mesonen bestehen aus einem Valenzquark und einem Valence Antiquark. Da Mesonen Spin von 0 oder 1 haben und selbst keine Elementarteilchen sind, handelt es sich um "zusammengesetzte" Bosonen. Beispiele für Mesonen sind Pion, Kaon und J / ψ. In der Quanten-Hadrodynamik vermitteln Mesonen die verbleibende starke Kraft zwischen den Nukleonen.

    Zum einen oder anderen Zeitpunkt wurden positive Signaturen für alle folgenden exotischen Mesonen gemeldet, deren Existenz jedoch noch nicht bestätigt wurde.


    • Ein Tetraquark besteht aus zwei Valenzquarks und zwei Valenz-Antiquarks.

    • Ein Glueball ist ein gebundener Zustand von Gluonen ohne Valenzquarks.

    • Hybrid-Mesonen bestehen aus einem oder mehreren Valenzquark-Antiquark-Paaren und einem oder mehreren echte Gluonen.

    Atomkerne [ edit ]


    Eine halbgenaue Darstellung des Heliumatoms. Im Kern sind die Protonen rot und die Neutronen violett. In Wirklichkeit ist der Kern auch sphärisch symmetrisch.

    Atomkerne bestehen aus Protonen und Neutronen. Jeder Kerntyp enthält eine bestimmte Anzahl von Protonen und eine bestimmte Anzahl von Neutronen und wird als "Nuklid" oder "Isotop" bezeichnet. Kernreaktionen können ein Nuklid in ein anderes umwandeln. Eine vollständige Liste der Isotope finden Sie in der Tabelle der Nuklide.


    Atome [ edit ]


    Atome sind die kleinsten neutralen Teilchen, in die Materie durch chemische Reaktionen eingeteilt werden kann. Ein Atom besteht aus einem kleinen, schweren Kern, der von einer relativ großen, leichten Elektronenwolke umgeben ist. Jeder Atomsorte entspricht einem bestimmten chemischen Element. Bis heute wurden 118 Elemente entdeckt oder erstellt.

    Der Atomkern besteht aus Protonen und Neutronen. Protonen und Neutronen bestehen wiederum aus Quarks.


    Moleküle [ edit ]


    Moleküle sind die kleinsten Teilchen, in die eine nicht-elementare Substanz unter Beibehaltung der physikalischen Eigenschaften der Substanz aufgeteilt werden kann. Jede Art von Molekül entspricht einer bestimmten chemischen Verbindung. Moleküle bestehen aus zwei oder mehr Atomen. Siehe Liste der Verbindungen für eine Liste der Moleküle. Ein Molekül wird im Allgemeinen in einem festen Verhältnis kombiniert. Es ist die grundlegendste Einheit der Materie und ist homogen.


    Quasiparticles [ edit ]


    Quasipartikel sind wirksame Partikel, die in vielen Partikelsystemen existieren. Die Feldgleichungen der Physik der kondensierten Materie sind denen der Hochenergie-Teilchenphysik bemerkenswert ähnlich. Folglich gilt ein Großteil der Theorie der Teilchenphysik auch für die Physik der kondensierten Materie. Insbesondere gibt es eine Auswahl von Feldanregungen, so genannten Quasi-Teilchen, die erstellt und erforscht werden können. Diese schließen ein:



    • Beschleuniger sind hypothetische Teilchen, von denen angenommen wird, dass sie die Neutrino-Masse mit der dunklen Energie in Beziehung setzen. Sie werden nach ihrer Rolle bei der Beschleunigung der Expansion des Universums benannt.

    • Ein Anyon ist eine Verallgemeinerung von Fermion und Boson in zweidimensionalen Systemen wie Blättern von Graphen, das der Zopfstatistik gehorcht.

    • Ein Plekton ist eine theoretische Art von Teilchen, die als Verallgemeinerung der Zopfstatistik des Anyon auf Dimension> 2 diskutiert wird.

    • Ein WIMP (schwach wechselwirkendes massives Teilchen) ist irgendeines von Anzahl der Teilchen, die die dunkle Materie erklären könnten (wie das Neutralino oder das Axion).

    • Ein GIMP (gravitationsmäßig wechselwirkendes massives Teilchen) ist ein Teilchen, das anstelle der zuvor genannten WIMP eine alternative Erklärung der dunklen Materie liefert.

    • Das Pomeron, das zur Erklärung der elastischen Streuung von Hadronen und der Lage der Regge-Pole in der Regge-Theorie verwendet wurde.

    • Der Skyrmion, eine topologische Lösung des Pion-Feldes, zur Modellierung des Low-en Ergie-Eigenschaften des Nukleons, wie die axiale Vektorstromkopplung und die Masse.

    • Ein Genon ist ein Teilchen, das in einer geschlossenen, zeitlichen Weltlinie vorhanden ist, in der die Raumzeit wie in einer Zeitmaschine von Frank Tipler oder Ronald Mallett gewellt ist. Zitat erforderlich

    • Ein Goldstone-Boson ist eine masselose Erregung eines Feldes, das spontan gebrochen wurde. Die Pionen sind Quasi-Goldstone-Bosonen (Quasi-weil sie nicht genau masslos sind) der gebrochenen chiralen Isospin-Symmetrie der Quantenchromodynamik.

    • Ein Goldstino ist ein Goldstone-Fermion, das durch spontanen Bruch der Supersymmetrie entsteht.

    • Ein Instanton ist eine Feldkonfiguration, die ein lokales Minimum der euklidischen Aktion ist. Instantonen werden in nicht-störenden Berechnungen von Tunnelgeschwindigkeiten verwendet.

    • Ein Dyon ist ein hypothetisches Teilchen mit sowohl elektrischen als auch magnetischen Ladungen.

    • Ein Geon ist eine elektromagnetische Welle oder eine Gravitationswelle, die durch die Anziehungskraft von Schwerkraft zusammengehalten wird sein eigenes Energiefeld.

    • Ein Inflaton ist der Gattungsname für ein nicht identifiziertes Skalarpartikel, das für die kosmische Inflation verantwortlich ist.

    • Ein Spurion ist der Name eines "Partikels", der mathematisch in einen Isospin verletzenden Zerfall eingefügt wird um es zu analysieren, als wäre es Isospin konserviert.

    • Was als "echtes Muonium", ein gebundener Zustand eines Myons und eines Antimuons, bezeichnet wird, ist ein theoretisches exotisches Atom, das niemals beobachtet wurde.

    • Ein Ion (ein geladenes Atom) oder Molekül) ist entweder ein Anion oder ein Kation.

    • Ein Dislon ist eine lokalisierte kollektive Anregung einer Kristallversetzung um die statische Verschiebung.

    Klassifizierung nach Geschwindigkeit [ edit [19] 459006]


    • Ein Tardyon oder Bradyon bewegt sich langsamer als Licht und hat eine Ruhemasse, die nicht Null ist.

    • Ein Luxon bewegt sich mit Lichtgeschwindigkeit und hat keine Ruhemasse.

    • Ein Tachyon (oben erwähnt) ist ein hypothetisches Teilchen das bewegt sich schneller als die Lichtgeschwindigkeit und hat eine imaginäre Ruhemasse.

    Siehe auch [ edit ]



    Referenzen [ edit









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