elementarpartiklar

Elementarpartiklar definieras som de mest grundläggande byggstenarna i materien som inte har någon känd inre struktur. De studeras inom partikelfysiken och särskilt inom Standardmodellen, som beskriver vilka partiklar som finns och hur de interagerar.

I Standardmodellen delas elementarpartiklarna in i fermioner och bosoner. Fermioner är materiaenheter och delas vidare in i kvarkar och leptoner. Kvarkarna är upp, ned, charm, strange, top och bottom. Leptonerna består av elektronen, muon, tau samt deras neutriner. Bosoner är krafterbärarna; gauge bosoner som foton, W±- och Z0-bosoner samt gluonerna, samt Higgsbosonet som är kopplat till massgenerering.

Interaktionerna beskrivs av olika gauge-symmetrier som leds av respektive boson. Elektromagnetisk och svag interaktion kommuniceras genom foton respektive W± och Z0, medan stark interaktion i huvudsak drivs av gluoner som verkar mellan kvarkarna. Higgsbosonet är kopplat till massan hos andra partiklar via Higgs-mekanismen. Gravitationen beskrivs inte av Standardmodellen och används i regerande teori som inte ingår i samma ramverk.

Egenskaperna hos kvarkar och leptoner är olika: kvarkar bär färgladdning och kan inte observeras fritt utan bildar hadroner, medan leptoner saknar färg. Neutriner har mycket små massa och kan genomgå oscillation mellan olika typer. Var och en av partiklarna har antimotsvarigheter.

Forskningen byggs främst på partikelacceleratorer och detektorer som producerar och registrerar nya partikelprocesser. Upptäckten av Higgsbosonet 2012 utgjorde en avgörande bekräftelse av Standardmodellen, och dagens forskning söker tecken på ny fysik utanför modellen.