Standardmodell der Elementarteilchen
Das Standardmodell der Elementarteilchen besagt, dass es 12 materiebildende Fermionen und zwischen ihnen 7 Bosonen als Austauschteilchen der 4 Wechselwirkungen gibt.
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Standardmodell der Elementarteilchen
Das Standardmodell der Elementarteilchen besagt, dass es 12 materiebildende Fermionen und zwischen ihnen 7 Bosonen als Austauschteilchen der 4 Wechselwirkungen gibt.
Schon in der Antike vermuteten die Griechen, dass man Dinge nicht unendlich oft teilen kann, sondern dass man irgendwann auf unteilbare Teilchen stoßen würde. Vom griechischen Wort für "unteilbar" leitet sich die Bezeichnung Atom ab. Heute ist statt unteilbar der Ausdruck "fundamentales Teilchen" üblich.
Zuerst wurde das Elektron entdeckt und dann wurde durch Rutherford’s Streuversuche klar, dass der Hauptteil der Masse samt der positiven Ladung im Atomkern vorliegt und dieser aus Protonen und Neutronen besteht. Als nächstes wurde das Positron, also das Anti-Teilchen zum Elektron experimentell entdeckt und damit die diesbezügliche rechnerische Vorhersage von Dirac bestätigt , dass es Materie und Antimaterie gibt.
In den späten 1940-er und 50-er Jahren wurde eine Vielzahl von scheinbar fundamentalen Teilchen entdeckt, in die erst die 1964 von Murray Gell-Mann publizierte Quark-Theorie (genauer: Quantenchromodynamik) Ordnung brachte. Heute besagt das Standardmodell der Elementarteilchen, dass es 12 materiebildende Fermionen und zwischen ihnen 7 Bosonen als Austauschteilchen der 4 fundamentalen Wechselwirkungen gibt. Ein weiterer wesentlicher Fortschritt war der Nachweis des Higgs-Bosons und damit eine Erklärung was Masse überhaupt ist.
Das wichtigste noch fehlende Teilchen im Standardmodell der Elementarteilchen ist das Graviton, also das Austauschteilchen einer quantisierten Gravitationswelle.
Elektronenvolt
Ein Elektronenvolt ist die Energie, die ein Teilchen mit einer Elementarladung (1 e) erhält, wenn es eine Spannung von 1 Volt durchläuft. Das Elektronenvolt ist eine Energieeinheit die in der Teilchenphysik Anwendung findet.
1 eV = 1,60217646263.10-19J
In der Teilchenphysik werden sowohl die Ruhemasse von Elementarteilchen als auch die Energie, auf die sie in Beschleunigern gebracht werden, in (Vielfachen von) Elektronenvolt angegeben. Die Umrechnung geschieht mit Hilfe der Gleichung E=mc2. Danach entspricht 1 eV/c² ungefähr 1,8·10-36 Kilogramm und 1 GeV (Gigaelektronenvolt) ungefähr der Ruheenergie eines Protons (genauer: 0,938 GeV).
Spin
Spin als der Eigendrehimpuls ist eine der Quantenzahlen von Fermionen und Bosonen
- In der makroskopischen Welt spricht man von Spin, wenn sich ein Gegenstand (Ball, Kreisel) um seine eigene Achse dreht. Aus dieser Drehbewegung resultiert jene Kraft, die dafür sorgt, dass ein rotierender Kreisel nicht umfällt.
- In der mikroskopischen Welt stellt der Spin eine „Eigenschaft“ (man spricht von einer Quantenzahl) von Fermionen und Bosonen dar, die man Eigendrehimpuls nennt. Allerdings kann der Spin nicht jeden beliebigen Wert annehmen, sonder er ist quasi „portioniert“ Er tritt dabei als halb- oder ganzzahliges Vielfaches von ℏ (sprich "h quer") auf.
Spin | Typ | Teilchen |
0 | Skalar Bosonen | Higgs Bosonen |
1/2 | Fermionen | 6 Leptonen, 6 Quarks |
1 | Vektor Bosonen | Gluon, W+, W- , Z0 , Photon |
3/2 | (hypothetische) Fermionen | supersymmetrische Teilchen |
2 | (hypothetisches) Tensorboson | Graviton |
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