Částice: Porovnání verzí

Přidáno 377 bajtů ,  před 5 lety
m
typograficky poupraveno
(→‎Hadrony: aktualizace + ref)
m (typograficky poupraveno)
'''Částice''' je velmi malá část [[Hmota|hmoty]], která se projevuje svými charakteristickými vlastnostmi ([[Energie|energií]], [[Hmotnost|hmotností]], [[Elektrický náboj|elektrickým nábojem]], [[Spin|spinem]], [[Chemie|chemickou]] [[reaktivita|reaktivností]], dobou [[život]]a, aj.).
 
Studiem částic ve [[fyzika|fyzice]] se zabývá především [[fyzika částic]], která se zaměřuje především na studium tzv. [[elementární částice|elementárních částic]] a  dále částic, které vzniknou v  důsledku [[vazba|vazby]] mezi [[elementární částice|elementárními částicemi]] (takové částice bývají také označovány jako '''složené''').
 
[[Fyzika částic]] se zabývá nejen částicemi, které byly pozorovány při experimentech, ale také tzv. '''hypotetickými částicemi''', tzn. částicemi, jejichž existence je předpovídána na základě [[teorie|teorií]], avšak zatím nebyly pozorovány.
 
Mnohé částice se [[samovolný rozpad|samovolně rozpadají]] na jiné částice (např. [[Radioaktivita|radioaktivní rozpad]]) - takové částice se označují jako '''nestabilní'''. Částice, které se nerozpadají, bývají označovány jako '''[[stabilita|stabilní]] částice'''. Částice lze dělit do různých skupin podle mnoha kritérií.
 
== Dělení podle velikosti ==
== Dělení podle fyzikální podstaty ==
Podle fyzikální podstaty lze částice rozdělit na
* '''látkové''' – částice, které tvoří stavební součásti [[hmota|hmotných]] [[látka|látek]]. Jejich [[klidová hmotnost]] je vždy větší než [[nula]], tedy nemohou se [[pohyb]]ovat [[rychlost světla|rychlostí světla]]. Ke každé [[látka|látkové částici]] existuje [[antičástice]]. [[elementární částice|Elementárními částicemi]] této skupiny jsou [[fermion]]y, konkrétně [[lepton]]y (např. [[elektron]]y, [[pozitron]]y, [[mion]]y, [[neutrino|neutrina]]) a  [[kvark]]y. Z  nich jsou složeny další látkové [[subatomární částice]] – [[mezon]]y a  [[hadron]]y (např. [[proton]]y, [[antiproton]]y, [[neutron]]y apod.)
* '''polní''' – částice, které [[Intermediální částice|zprostředkují]] jednu ze [[Základní interakce|základních interakcí]]. Jedná se o &nbsp;[[boson]]y. Jejich klidová [[hmotnost]] může být [[nula|nulová]] (např. [[foton]], [[gluon]]) i &nbsp;nenulová (např. intermediální [[boson]]y [[slabá interakce|slabé interakce]] W<sup>+</sup>, W<sup>-</sup>, Z<sup>0</sup>).
 
== Elementární částice ==
[[Elementární částice]] nemají vnitřní strukturu a &nbsp;jsou považovány za [[bodová částice|bodové]]. [[Elementární částice]] jsou základními objekty [[kvantová teorie pole|kvantové teorie pole]].
 
=== Standardní model ===
Elementární částice popisuje tzv. ''[[Standardní model]]''.
 
Dělí se na částice látkové a &nbsp;polní; vhodnou rozlišovací charakteristikou je jejich [[spin]]:
* Elementární '''částice [[látka|látky]]''' jsou vesměs [[fermion]]y, tedy částice s &nbsp;poločíselným spinem. Patří mezi ně '''[[lepton]]y''' (např. [[elektron]], [[neutrino]], [[pozitron]], [[mion]]) a &nbsp;'''[[kvark]]y'''. Ke každé elementární částici látky existuje odpovídající [[antičástice]].
* Elementární '''částice [[fyzikální pole|pole]]''' (neboli ''[[intermediální částice]]'') jsou [[boson]]y, tedy částice s &nbsp;celočíselným [[spin]]em. Patří sem např. [[foton]], [[gluon]] nebo [[Higgsův boson]].
 
Všechny elementární částice [[standardní model|standardního modelu]] již byly experimentálně pozorovány.
 
=== Hypotetické částice ===
Různé fyzikální teorie předpovídají existenci dalších elementárních částic. Jedná se především o &nbsp;částice předpovídané na základě tzv. [[supersymetrie]]: [[skvarky]], [[sleptony]] (např. [[selektron]]), [[gluino]], [[neutralino|neutralina]] a &nbsp;[[chargino|chargina]]{{#tag:ref|Neutralino a &nbsp;chargino jsou supersymetrické částice odpovídající kombinaci supersymetrických partnerů neutrálních resp. nabitých částic elektroslabé interakce. Teorie supersymetrie nevyžaduje, aby jako supersymetrické částice vystupovaly přímé protějšky známých částic elektroslabé interakce po spontánním narušení elektroslabé symetrie ([[fotino]] k &nbsp;fotonu, [[zino]] k &nbsp;Z<sup>0</sup>, [[wino]] k &nbsp;W<sup>±</sup> a &nbsp;[[higgsino]]), ale jejich lineární kombinace (resp. lineární kombinace supersymetrických partnerů k &nbsp;částicím nenarušených elektroslabých polí B<sup>0</sup> a &nbsp;W<sup>0</sup>, W<sup>±</sup> s &nbsp;partnery higgsových částic).<ref name="">{{Citace elektronické monografie
| příjmení = Martin
| jméno = Stephen &nbsp;P.
| titul = A &nbsp;Supersymmetry Primer
| dostupnost = PDF
| url = http://arxiv.org/pdf/hep-ph/9709356v6
| vydání = 6.
| datum vydání = září 2011
| strany = 90-10790–107
| id = arXiv:hep-ph/9709356v6
| jazyk = anglicky
}}</ref>|group="pozn."}}. Mezi hypotetické částice lze v &nbsp;současné chvíli řadit také [[graviton]]. Jako příklad dalších hypotetických částic lze uvést např. [[tachyon]] nebo [[axion]].
 
== Složené částice ==
Složené částice lze rozdělit do několika hierarchických úrovní.
 
Do [[subatomární částice|subatomárních]] složených částic patří ze známých částic hadrony, hypoteticky se předpokládají i &nbsp;jiné exotické složené částice, např. leptokvarky (složené z &nbsp;leptonů a &nbsp;kvarků zároveň), kvarkovo-gluonové vázané stavy či gluebally (složené z &nbsp;gluonů).
 
Vyššími hierarchickými úrovněmi jsou atomová jádra, ionty, atomy a &nbsp;molekuly.
 
Hranice úrovní přitom nejsou ostré (proton je současně hadronem, atomovým jádrem i &nbsp;iontem vodíku H<sup>+</sup>; některé molekuly jsou jednoatomové).
=== Hadrony ===
[[Hadron]]y jsou složené částice, které mohou obsahovat [[kvark]]y a &nbsp;[[antikvark]]y. [[Hadron]]y jsou částice schopné vzájemného silového působení prostřednictvím [[silná interakce|silné interakce]].
 
Hadrony se podle [[spin]]u a &nbsp;[[kvark]]ového složení dělí na v &nbsp;přírodě běžné:
* [[mezon]]y - hadrony s &nbsp;celočíselným spinem složené z &nbsp;1 kvarku a &nbsp;1 antikvarku (patří mezi ně např. [[pion]], [[kaon]])
* [[baryon]]y - hadrony s &nbsp;poločíselným spinem složené ze 3 kvarků (patří mezi ně např. [[proton]], [[neutron]], [[hyperon]]y);
a &nbsp;exotické nově objevené složené částice:
* [[tetrakvark]]y - s &nbsp;celočíselným spinem, složené ze 2 kvarků a &nbsp;2 antikvarků;<ref name="Mihulka_2013a">{{Citace elektronického periodika
| příjmení = Mihulka
| jméno = Stanislav
| titul = Nová příšera v &nbsp;zoo: Nejspíš ulovili tetrakvark!
| periodikum = OSEL.cz
| rok vydání = 2013
| měsíc vydání = červen
| den vydání = 19.
| url = http://www.osel.cz/index.php?clanek=6978
}}</ref><ref name="Mihulka_2013b">{{Citace elektronického periodika
| rok vydání = 2013
| měsíc vydání = listopad
| den vydání = 11.
| url = http://www.osel.cz/index.php?clanek=7262
}}</ref>
* [[pentakvark]]y - s &nbsp;poločíselným spinem, složené ze 4 kvarků a &nbsp;1 antikvarku;<ref name="arXiv">{{Citace elektronické monografie
| korporace = LHCb collaboration
| titul = Observation of J/ψp resonances consistent with pentaquark states in Λ<sub>b</sub>''<sup>0</sup>''→J/ψK−p decays
| dostupnost2 = PDF
| url2 = http://arxiv.org/pdf/1507.03414v1
| dostupnost3 =
| url3 =
| vydání = 1
| typ vydání =
| vydavatel = CERN
| datum vydání = 2015-07-13
| strany = 1-481–48
| isbn =
| doi =
| id = arXiv:1507.03414
| jazyk = anglicky
| url = http://www.osel.cz/8328-na-velkem-hadronovem-srazeci-chytili-pentakvarky.html
}}</ref>
* [[dibaryon]]y - s &nbsp;celočíselným spinem, složené ze 6 kvarků.<ref name="PhysOrg_2014">{{Citace elektronického periodika
| titul = Quarks in six-packs: Exotic Particle Confirmed
| periodikum = Phys.org
| příjmení = Mihulka
| jméno = Stanislav
| titul = Dibaryon ze šesti kvarků potvrzen v &nbsp;urychlovači COSY
| periodikum = OSEL.cz
| rok vydání = 2014
| měsíc vydání = červen
| den vydání = 16.
| url = http://www.osel.cz/index.php?clanek=7644
}}</ref>.
 
=== Atomové jádro ===
[[Atomové jádro]] je složeno z &nbsp;[[proton]]ů a &nbsp;[[neutron]]ů. Každý typ jádra obsahuje určitý počet [[proton]]ů a &nbsp;[[neutron]]ů ([[nuklid]], [[izotop]]). [[jaderná reakce|Jadernými reakcemi]] lze měnit [[nuklid]] na jiný. Na studium [[atomové jádro|atomového jádra]] se zaměřuje [[jaderná fyzika]].
 
=== Atomy a &nbsp;ionty ===
[[Atom]]y jsou nejmenší [[neutrální částice]], na něž lze [[hmota|hmotu]] rozdělit [[chemická reakce|chemickou reakcí]]. Atomy jsou složeny z &nbsp;malého, hmotného [[atomové jádro|atomového jádra]], které je obklopeno relativně velkým a &nbsp;lehkým [[elektronový obal|elektronovým obalem]]. Každý typ [[atom]]u odpovídá určitému [[chemický prvek|chemickému prvku]] (viz [[periodická tabulka]]).
 
Nerovnováha [[elektrický náboj|elektrického náboje]] mezi [[atomové jádro|atomovým jádrem]] a &nbsp;[[elektronový obal|elektronovým obalem]] vede ke vzniku [[Ion|iontů]] ([[kationt]]y a &nbsp;[[aniont]]y). Na atomy se zaměřuje [[atomová fyzika]] a &nbsp;také [[chemie]].
 
=== Molekuly ===
Molekuly jsou nejmenší částice, na které lze hmotu rozdělit se zachováním vlastností dané [[hmota|hmoty]] (molekuly jsou tedy základní částice nesoucí vlastnosti celku). Každá molekula odpovídá určité chemické [[Chemická sloučenina|sloučenině]]. Molekuly jsou složeny z &nbsp;jednoho nebo více [[atom]]ů. Studiem molekul se zabývá [[chemie]].
 
== Kvazičástice ==
Při studiu hmoty obsahují často [[rovnice]], které danou hmotu popisují, také řešení, které je velmi podobné přítomnosti nějaké částice. Jedná se o &nbsp;určitý druh kolektivních [[kvantová mechanika|kvantových stavů]] (víceatomové [[elektronový obal|elektronové]] stavy v &nbsp;látce, např. [[excitace]] [[krystalová mřížka|atomové mřížky]], více[[nukleon]]ové stavy v &nbsp;atomovém jádře apod.), které jsou nejen výpočetním konstruktem, ale mohou mít konkrétní reálné projevy (přenos [[energie]], [[hybnost]]i, [[elektrický náboj|elektrického náboje]], [[magnetický moment|magnetického momentu]], statistické chování podle [[spin]]u apod.). Označují se jako '''kvazičástice'''. Příkladem jsou [[elektronová díra|elektronové díry]], [[fonon]]y, [[magnon]]y nebo [[plazmon (kvazičástice)|plazmony]].
 
Kvazičástice mohou mít velmi exotické vlastnosti, které jsou pro normální částice vyloučené. Např. v &nbsp;tzv. zlomkovém [[Kvantový Hallův jev|kvantovém Hallově jevu]] se vyskytují kvazičástice s &nbsp;[[elektrický náboj|elektrickým nábojem]] rovným zlomkové části (např. pětině) [[Elementární náboj|elementárního náboje]]; ve "dvourozměrných"„dvourozměrných“ kvantových strukturách (jednoatomové vrstvy apod.) je možno realizovat kvazičástice, jejichž statistické chování je mezi [[fermion]]y a &nbsp;[[boson]]y (tzv. anyony<ref>[http://focus.aps.org/story/v16/st14 Anyon There? (''Physical Review Focus'')]</ref>). Byly též prokázány kvazičástice chovající se jako [[magnetický monopól]].<ref>[http://www.osel.cz/index.php?obsah=6&akce=showall&clanek=4602&id_c=106201 První přímý důkaz existence magnetického monopólu (''OSEL - Objective Source E-Learning'')]</ref>
 
== Virtuální částice ==
Virtuální částice jsou takové částice, které existují pouze v &nbsp;omezeném [[čas]]e a &nbsp;[[prostor]]u. Jejich [[energie]] a &nbsp;[[hybnost]] nemohou být v &nbsp;důsledku [[Heisenbergovy relace neurčitosti|Heisenbergových relací neurčitosti]] určeny přesně.<ref>
{{Citace elektronické monografie
| příjmení = Havránek
| datum přístupu = 2012-1-10
| jazyk =
}}</ref> Virtuální částice se v &nbsp;mnoha směrech chovají jako reálné částice, např. pro ně platí [[zákon zachování|zákony zachování]].
 
== Poznámky ==
* [[Kapalina]]
* [[Plyn]]
* [[Dualita částice a vlnění|Dualita částice a&nbsp;vlnění]]
* [[Volná částice]]