Subatomaarsed osakesed
Subatomaarne osake on aatomist väiksem osake. See tähendab, et see on väga, väga väike. Nagu aatomid ja molekulid, on ka subatomaarsed osakesed liiga väikesed, et neid saaks palja silmaga näha. Samuti on see väga huvitav teadlastele, kes püüavad aatomeid paremini mõista. Üldiselt uuritud subatomaarsed osakesed on peamised aatomid: prootonid, neutronid ja elektronid. Subatomaarsete osakeste uurimist nimetatakse osakeste füüsikaks.
Neid osakesi hoiab aatomis sageli koos üks neljast fundamentaalsest jõust (gravitatsioon, elektromagnetiline jõud, tugev jõud või nõrk jõud). Väljaspool aatomit liiguvad osakesed sageli väga, väga kiiresti - valguse kiiruse lähedal, mis on väga, väga kiire (umbes 300 000 kilomeetrit sekundis).
Subatomaarsed osakesed jagunevad kahte rühma: baryonid ja leptonid.
Baryonid koosnevad kvarkidest, samas kui leptonid on arvatavasti ühed kõige väiksemad osakesed, mida nimetatakse elementaarosakesteks. Baryonidel on kindel baryonide arv. Reaktsioonides peab baryonide arv säilima, mis tähendab, et nii reaktsiooni alg- kui ka lõpupoolel peab olema sama arv baryone. Baryoniosakesed koosnevad kolmest kuuest kvarkist, mis on ühed kõige väiksemad osakesed. Kuus kvarki on üles, alla (moodustavad prootonid ja neutronid), kummaline, võlu, võlu, ülalt ja alt.
Leptonid on üldiselt palju väiksemad kui baryonid. Sellesse kategooriasse kuuluvad elektronid, müoonid, taudid ja neutriinod. Leptonid ei koosne kvarkidest ja ei ole jagatavad.
Iga sellise tüübi jaoks on olemas ka antiosakese. Antiosakestel on sama mass kui nende tavalistel vastetel, kuid neil on vastupidine elektrilaeng. Anti-aine ja aine ei saa üksteise lähedal eksisteerida. Kui aine ja antiaine põrkuvad, hävitavad nad teineteist tohutu energiaga, mis on võrdne E=mc2, kus m on osakeste ühine mass, c on valguse kiirus ja E on tekkiv energia. Need kokkupõrked toimuvad sageli suurtes osakeste kiirendites, kus energia saab sama võrrandi järgi teisendada teistpidi, aineks. See võib tekitada palju kummalisi, sageli raskeid (suure massiga) osakesi, mis eksisteerivad ainult lühikest aega.
Enamik avastatud osakesi luuakse osakeste kiirendamisel ja nende kokkupõrkamisel teiste osakestega, tekitades tohutuid uute subatomaarsete osakeste voore, mis lagunevad äärmiselt kiiresti. Kuna aga osakesed liiguvad valguse kiiruse lähedal, muutuvad erilise relatiivsusteooria seadused oluliseks ja tekib aja laienemine. See tähendab, et aeg kulgeb osakeste jaoks aeglasemalt ja nad võivad liikuda (ja neid saab mõõta) pikema vahemaa taha, kui relatiivsusteadusega mitteseotud teadus ette näeb.
Küsimused ja vastused
K: Mis on subatomaarne osakese?
V: Subatomaarne osake on aatomist väiksem osake, mida ei ole võimalik palja silmaga näha.
K: Millised on kõige sagedamini uuritud subatomaarsed osakesed?
V: Kõige sagedamini uuritud subatomaarsed osakesed on prootonid, neutronid ja elektronid.
K: Millised jõud hoiavad aatomeid koos?
V: Aatomeid hoiab koos üks neljast fundamentaalsest jõust - raskusjõud, elektromagnetiline jõud, tugev jõud või nõrk jõud.
K: Kui kiiresti liiguvad subatomaarsed osakesed?
V: Subatomaarsed osakesed liiguvad sageli väga kiiresti - peaaegu valguse kiirusega (umbes 300 000 kilomeetrit sekundis).
K: Kas baryonid ja leptonid on eri tüüpi osakesed?
V: Jah, baryonid koosnevad kvarkidest, samas kui leptonid on arvatavasti ühed kõige väiksemad osakesed, mida nimetatakse elementaarosakesteks.
K: Kas antiosakestel on vastupidine elektriline laeng võrreldes nende tavaliste osakestega?
V: Jah, antiosakestel on sama mass kui nende tavalistel vastetel, kuid neil on vastupidine elektrilaeng.
K: Mis juhtub, kui aine ja antiaine põrkuvad? V: Kui aine ja antiaine põrkuvad, siis hävitavad nad teineteist tohutu energiahulga, mis on võrdne E=mc2, kus m on osakeste ühine mass c on valguse kiirus ja E on tekkiv energia.
