Pienhiukkasella

Pienhiukkasella on suomenkielinen taivutusmuoto, joka viittaa sanan pienhiukkanen adjektiivisessa tai lauseessa käytettyyn muotoon. Tässä artikkelissa käytämme perusmuotoa pienhiukkanen viittaamassa alkeellisiiin tai subatomisiin hiukkasiin, joiden ominaisuudet ja vuorovaikutukset määrittävät aineen perusrakenteet.

Pienhiukkasia jaotellaan pääasiassa kahteen ryhmään: fermioneihin ja bosoneihin. Fermionit, joilla on spin 1/2, ovat materian rakennuspalikoita. Niihin kuuluvat leptonit (esim. elektroni, neutriinit) sekä kvarkit (up, down, charm, strange, top, bottom). Bosonit ovat vuorovaikutusten kantajia: fotoni, W- ja Z-bosonit, gluonit sekä Higgsin bosoni. Hadronit, kuten protonit ja neutronit, koostuvat kvarkeista.

Perusvuorovaikutukset ovat sähkömagneettinen, vahva ja heikko vuorovaikutus; niiden toiminta kuvataan pääosin Standardimallin avulla. Gravitaatio ei ole tällä hetkellä osa standardimallia.

Tutkimuksessa käytetään suuria kiihdyttimiä ja detektoreita hiukkasten havaitsemiseen ja ominaisuuksien mittaamiseen. Teoriassa keskeinen perusta on standardimalli, mutta kokeellisesti etsitään myös ilmiöitä, joita se ei vielä selitä.

Historiaan kuuluvat merkittävät löytö: elektroni (1897, Thomson), ytimet (1911, Rutherford) sekä kvarkit (1964, Gell-Mann, Zweig). Nykyisin pienhiukkasfysiikan tutkimus on kansainvälistä yhteistyötä, esimerkkeinä CERN ja Fermilab.

Huomautus: pienhiukkasella on adessiivin muoto, kuten pienhiukkasesta tai pienhiukkasella ilmeneviä ilmauksia käyttävissä lauseissa, eikä se itsessään ole erillinen käsite.