deeltjes

Deeltjes is een term die in de moderne natuurkunde wordt gebruikt voor objecten op de kleinste schaal. Op fundamenteel niveau beschrijven kwantumtheorieën deeltjes als excitaties van velden en maken zij probabilistische eigenschappen in plaats van vaste objecten. Een belangrijk onderscheid is tussen elementaire deeltjes, die volgens huidige theorieën geen interne structuur hebben, en samengestelde deeltjes, die bestaan uit kleinere bouwstenen.

Elementaire deeltjes bestaan uit fermonen (deeltjes met half-integer spin, zoals leptonen en quarks) en bosonen (met integer spin, die velden en krachten overdragen). Leptonen omvatten onder meer het elektron, de muon, de tau en hun drie neutrino's. Quarks komen in zes smaken: up, down, strange, charm, bottom en top. De krachtdragende bosonen omvatten de foton (elektromagnetisch), de W± en Z0 (zwakke kernkracht), en gluonen (sterke kernkracht). Het Higgs-boson geeft massa aan sommige deeltjes via het Higgs-mechanisme. Antideeltjes hebben dezelfde eigenschappen maar tegengestelde ladingen.

De interacties tussen deeltjes worden beschreven door de vier fundamentele krachten: elektromagnetische, sterke, zwakke en gravitatie. Het standaardmodel van de deeltjesfysica beschrijft hoe fermionen en bosonen interageren via deze krachten (behalve gravitatie, die in de huidige theorie apart wordt behandeld).

Experimentele kennis komt uit hoge-energiecollisies in deeltjesversnellers en detectors. Door botsingen kunnen nieuwe deeltjes worden geproduceerd die kort bestaan en via hun afgeleide sporen in detectors worden waargenomen. Quarks komen niet vrij voor en ontstaan altijd in samengestelde hadrons.

Hoewel het standaardmodel succesvol is, suggereren vragen over zwaartekracht, donkere materie en neutrino-massa's de aanwezigheid van fysieke processen buiten het model.