hiukkaslaseja

Hiukkaslajeja tarkoittaa fysiikassa erilaisten hiukkasten luokkaa. Ne voidaan jakaa pääosin kahteen ryhmään: elementaarihiukkasiin, joita ei nykyisen käsityksen mukaan voida koostaa pienemmiksi osiksi, sekä composite-hiukkasiin, jotka muodostuvat useammasta alihiukkasesta. Elementaarihiukkasia ovat Standardimallin mukaan kvarkit ja leptonit sekä niiden välittäjähiukkaset.

Standardimalli on nykyisin hyväksytty teoria, joka kuvaa kolme vuorovaikutusta: sähkömagneettista, heikkoa ja vahvaa vuorovaikutusta. Leptoneihin kuuluu kolme sukupolvea hiukkasia sekä niiden neutrinoihin liittyvät vastineet; kvarkkeja on kuusi makua: up, down, charm, strange, top ja bottom. Välittäjähiukkaset ovat fotoni sähkömagneettisessa vuorovaikutuksessa, gluonit vahvassa vuorovaikutuksessa, W± ja Z0 heikossa vuorovaikutuksessa sekä Higgs-hiukkanen massan antamisessa.

Hiukkaslajien ominaisuuksiin kuuluvat massa, sähkövaraus ja spin. Nämä ominaisuudet määrittävät, miten hiukkaset vuorovaikuttavat ja miten ne hajoavat. Sähkö-, väri- ja leptonilukujen säilyminen ovat keskeisiä säilyvyyslainsäädännön ilmentymiä; monet hiukkaset ovat epävakaita ja häviävät lyhyessä ajassa uusiksi hiukkasiksi. Antipartikkeleita esiintyy rinnakkain, ja tavanomaiset vuorovaikutukset tuottavat tasapainon näiden parien kanssa.

Luokitus jakaa hiukkaset elementaarihiukkasiin (leptoneihin, kvarkkeihin ja välittäjähiukkasiin) sekä composite-hiukkasiin (hadronit). Hadronit jaetaan baryoneihin (esim. protoneja, neutroni) sekä mesoneihin (esim. pions).

Tutkimus hiukkaslajeista on keskeistä perusfysiikassa ja sovelluksissa. Kokeet kuten Large Hadron Collider (LHC) testaavat Standardimallia ja etsivät uusia hiukkasia sekä mahdollisia laajennuksia, kuten supersymmetriaa tai pimeän aineen kandidaatteja.