Subatomaaristen

Subatomaaristen käsite viittaa ilmiöihin ja rakenneosiin, jotka ovat pienempiä kuin atomit. Se kattaa sekä perushiukkaset, kuten kvarkit ja leptonit, sekä näitä hiukkasia välittäviä bosoneja, sekä kvarkeista koostuvat hadronit ja atominydin.

Standardimallissa subatomaariset hiukkaset jaetaan kvarkkeihin, leptonihin sekä välitysbosoneihin (esimerkiksi fotoni, gluoni sekä W- ja Z-bosonit). Higgsin bosoni liittyy massan saamiseen monille näistä hiukkasista. Subatomaarinen fysiikka kuvaa kolmea perusvuorovaikutusta – sähkömagneettista, vahvaa ja heikkoa – ja niiden välittäjiä hiukkasia; gravitaatio ei kuulu Standardimalliin subatomaarisessa mittakaavassa.

Tutkimus tapahtuu kiihdyttimillä ja hiukkasten törmäyttämisellä, jolloin syntyy uusia hiukkasia ja ilmiöitä. Detektorit havaitsevat syntyvät jäljet ja mittaavat ominaisuuksia kuten massat, elinikät ja vuorovaikutusten vahvuudet. Teoriat perustuvat kvanttifysiikkaan ja kenttäteoriaan; kokeellinen data testaa malleja ja voi paljastaa poikkeamia, jotka viittaavat uuteen fysiikkaan.

Historiaan kuuluu elektronin, ytimen ja protonin sekä neutronin löytyminen sekä kvarkkien kehitys 1960-luvulla, mikä johti nykyisen Standardimallin muodostumiseen. Viimeaikaiset havainnot, kuten Higgsin bosonin löytö, vahvistivat teorian ennusteita. Subatomaarisen tutkimuksen teknologiset sovellukset näkyvät esimerkiksi lääketieteessä PET-kuvantamisen ja sädehoidon kautta sekä elektronisessa ja materiaalitieteen kehityksessä.