Dalelių fizika

Dalelių fizika – fizikos sritis, tirianti elementariausias materijos ir spinduliavimo sudedamasias dalis ir jų tarpusavio sąveikas. Dauguma elementariųjų dalelių labai retai aptinkamos gamtoje, todėl jos sukuriamos ir stebimos dalelių greitintuvuose.

Dalelės

Šiuolaikinė fizika daugiausia dėmesio skiria elementariosioms (subatominės masės) dalelėms:

• Atomą sudarančioms dalelėms – protonui, neutronui, elektronui, kurie dar yra sudaryti iš kvarkų.
• Spinduliuotės ir sklaidos procesų skleidžiamų subdalelių, tokių kaip fotonas, neutrinas, miuonas, ir didelis spektras egzotiškųjų dalelių. Šios dalelės aptinkamos kosminėje spinduliuotėje arba sukuriamos ir aptinkamos dalelių greitintuvais.

Svarbiausios dalelių savybės

Dalelių fizikos tiriamos elementariosios dalelės paklūsta kvantinės mechanikos principams. Svarbiausios dalelų savybės yra:

• Masė. Dalelių masę priimta matuoti energijos vienetais – megaelektronvoltais (MeV).
• Sukinys. Sukinys s matuojamas Planko konstantos $\frac{h}{2\pi}$ vienetais. Įvairių dalelių sukinys yra trupmeninis arba sveikasis skaičius. Pagal tai skirstoma daleles į:
  • Fermionai. Sukinys trupmeninis (1/2, 3/2). Aprašo Fermio ir Dirako statistika. Šiai grupei priklauso leptonai ir barionai. Fermionams galioja Paulio draudimo principas – du tapatūs fermionai (pvz., du elektronai), negali būti tos pačios būsenos.
  • Bozonai. Sukinys sveikas skaičius (0, 1, 2). Aprašo Bozė ir Einšteino statistika.
• Elektrinis krūvis. Matuojamas elemetaraus krūvio vienetais e.
• Erdvinis lyginumas. Kvantinėje mechanikoje dalelės aprašomos bangine funkcija (Šredingerio lygtis), jei atliekant erdvinę inversiją funkcijos ženklas pakinta, tai erdvinis lyginumas neigiamas (fermionai), jei nepakinta – teigiamas (bozonai).
• Barioninis krūvis.
• Leptoninis krūvis.
• Izotopinis sukinys.
• Keistumas S.
• Hiperkrūvis.

Fundamentaliosios jėgos

• Gravitacinė jėga
• Elektromagnetinė sąveika
• Silpnoji sąveika
• Stiprioji sąveika

Pagrindinės teorijos

Šiuo metu labiausiai plėtojamos dalelių fizikos teorijos yra šios: standartinis modelis, superstygų teorijos.

Šiais laikais elementariųjų dalelių klasifikacijai naudojamas standartinis modelis, aprašantis stipriąsias bei silpnąsias elektromagnetinės prigimties fundamentaliąsias jėgas.

Tyrimų istorija

Idėja, kad materija susideda iš elementariųjų dalelių, vėliausiai atsirado VI a. pr. m. e. Atomizmą ir elementariųjų dalelių prigimtį (materializmą) nagrinėjo senovės graikų filosofai Leukipas, Demokritas ir Epikūras; Viduramžių mokslininkai Alhazenas, Avicena, Algazelis; ankstyvieji moderniųjų laikų Europos fizikai Pjeras Gasendis, Robertas Boilis bei Izaokas Niutonas. Ankstyvieji dalelių tyrinėjimai vyko abstrakčiai, remiantis filosofiniu aiškinimu, o ne eksperimentavimu bei empiriniu stebėjimu.

Vikiteka