perushiukkasia ja niiden välisiä vuorovaikutuksia kuvaava teoria

Esitys aiheesta: "perushiukkasia ja niiden välisiä vuorovaikutuksia kuvaava teoria"— Esityksen transkriptio:

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

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

3 historiaa Murray Gell-mann ja ja George Zweig: kvarkkien olemassaoloista teoria 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)) Jerome Friedman, Henry Kendall ja Richard Taylor: todisteita kvarkeista Hiukkasfysikan standardimallin kehittäminen Charm kvarkki löydetään Tau leptonista löytyy todisteita Bottom kvarkki löytyy Carlo rubbia löytää W ja Z bosonit (heikon vuorovaikutuksen välittäjähiukaset) LHC (LARGE HADRON COLLIDER) suunnittelu CERNissä alkaa Top kvarkki löytyy Fermilabissa Tau neutriino löytyy Fermilabissa

4 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

5

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

7 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

8 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

9

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

11 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

12