perushiukkasia ja niiden välisiä vuorovaikutuksia kuvaava teoria Standardimalli perushiukkasia ja niiden välisiä vuorovaikutuksia kuvaava teoria

Historiaa 1802 - Daltonin teoria atomeista 1898 - Thomsonin rusinakakkumalli: teoria elektroneista 1905 - Einstein: Massan ja energian vastaavuus: E=mc^2. Massaan sisältyy sisäinenen energia E=mc^2, jossa c on valon nopeus tyhjiössä. 1911 - Rutherfordin vetyatomimalli: Kultalevyä pommitetaan alfa-hiukkasilla, jolloin selviää atomissa olevan ydin. Rutherford päättelee ytimen olevan positiivinen (protonit). 1923 - DeBroglie: aineella ja säteilyllä on hiukkas- ja aalto-ominaisuuksia. 1925 - Heisenbergin epätarkkuusperiaate: liikemäärää ja paikkaa ei voi tarkasti mitata molempia. 1925-26 - Schrödingerin aaltoyhtälö Maaliskuu 1926 - KVANTTIMEKAANINEN ATOMIMALLI 1932 - James Chadwick: neutroni löydetään 1962 - Kokeellisesti löydetään myoni pilvikammiokokeiden avulla

historiaa 1964 - Murray Gell-mann ja ja George Zweig: kvarkkien olemassaoloista teoria 1967 - Weinberg, Glasgow ja Salam: sähköheikko vuorovaikutus (heikko ja sähkömagneettinen vuorovaikutus ovat itse oikeastaan yhtä voimakkaita: vuorovaikutuksen voimakkuus riippuvainen välittäjähiukkasten massasta sekä hiukkasten etäisyydestä. (W ja Z hiukkasilla suuri massa, fotonilla olematon massa -> voimakkuuserot suuria)) 1969 - Jerome Friedman, Henry Kendall ja Richard Taylor: todisteita kvarkeista 1970-73 Hiukkasfysikan standardimallin kehittäminen 1974 - Charm kvarkki löydetään 1975 - Tau leptonista löytyy todisteita 1976 - Bottom kvarkki löytyy 1983 - Carlo rubbia löytää W ja Z bosonit (heikon vuorovaikutuksen välittäjähiukaset) 1994 - LHC (LARGE HADRON COLLIDER) suunnittelu CERNissä alkaa 1995 - Top kvarkki löytyy Fermilabissa 2000 - Tau neutriino löytyy Fermilabissa

Aine koostuu perushiukkasista - perushiukkaset jaetaan kolmeen perheeseen, Elektronin, Myonin ja Taun perheisiin - jokaiseen perheeseen kuuluu neljä perushiukkasta, kaksi kvarkkia ja kaksi leptonia (yhteensä kuusi kvarkkia, kuusi leptonia) - kvarkit esiintyvät aina muodostaen jonkin hiukkasen (eivät voi esiintyä yksin) leptonit voivat esiintyä yksin ja vapaana - jokaisella perushiukkasella on antihiukkanen, jonka massa on sama kuin hiukkasella, mutta vastakkainen varaus - kaikki näkyvä aine koostuu Elektronin perheen hiukkasista

Perusvuorovaikutukset = perushiukkasten väliset vuorovaikutukset - Vuorovaikutuksilla välittäjähiukkaset, joita osapuolet luovuttavat/vastaanottavat 1. Sähkömagneettinen vuorovaikutus 2. Vahva vuorovaikutus 3. Heikko vuorovaikutus (4. Gravitaatio)

Perusvuorovaikutukset 1. Sähkömagneettinen vuorovaikutus - välittäjähiukkanen: fotoni - kantama: ääretön - elektronit sitoutuvat atomin ytimen ympärille sähkömagneettisen vuorovaikutuksen avulla - sähkömagneettinen vuorovaikutus esiintyy varattujen hiukkasten välillä: samanmerkkiset hylkivät toisiaan erimerkkiset vetävät toisiaan puoleensa

Perusvuorovaikutukset 2. Vahva vuorovaikutus - välittäjähiukkanen: gluonit (8 kpl) - kantama: 1 fm - esiintyy vain kvarkkien välillä - värivaraus kvarkkien (up ja down) välillä hyvin voimakas: pitää protonia, neutronia ja atomin ydintä kasassa -> ydinvoima - Protoni: uud - Neutroni: udd

Perusvuorovaikutukset 3. Heikko vuorovaikutus - välittäjähiukkanen: välibosonit W+, W-, Z0 - kantama: 0,001 fm - kvarkkien välillä ja aiheuttaa β+ -hajoamisen

Higgsin kenttä - selittää hiukkasen ja siten kappaleen massan: higgsin kentän hiukkaset, higgsin bosonit, hidastavat hiukkasia ja pienentynyt nopeus ajatellaan massana (massa on hitauden mitta) video