részecskéknél

Részecskék a fizika legkisebb egységeinek tekinthetők, és a természeti jelenségek leírásának alapkövei. A mikroszkopikus világot kvantumelméletek írják le, ahol a részecskék és a mezők kölcsönhatásban állnak egymással. A legkisebb részecskék mérete tipikusan 10^-15 méter alatti, és lehetnek elemiak vagy összetettek.

Osztályozás szerint beszélhetünk elemi részecskékről és összetett részecskékről. Elemi részecskék közé tartoznak a fermionok, például quarkok és leptontípusok, valamint a bosonok, például gauge bosonok (foton, W‑ és Z-bosonok, gluonok) és a Higgs-bozon. Összetett részecskék közé Hadronok tartoznak, például a proton és a neutron, amelyek quarkokból álló összetett rendszerek és erős kölcsönhatás által összetartottak. A részecskéknek megvan az antipartnere is.

Az alapvető kölcsönhatások közé tartozik az elektromágneses, az erős és a gyenge kölcsönhatás; a gravitációt a jelenlegi Standard Modellben kvantum szinten nem írják le, ezért külön elméleti keretekben vizsgálják. A foton az elektromágnesest közvetíti, a gluon az erős, a W- és Z-bosonok a gyenge kölcsönhatást, míg a Higgs-mechanizmus a részecskék tömegéért felel.

Kísérleti vizsgálatok központi elemei a nagyenergiájú részecskegyorsítók és detektorok. A LHC és detektorai, például az ATLAS és a CMS, a részecskék kölcsönhatásait magas energián vizsgálják, miközben neutrínó-élmények, korai kozmikus jelek és anyagtudományi alkalmazások is születnek. A kutatás célja a Standard Modell megerősítése és kifejezetten a new physics, például dark matter vagy neutrínó tömegek nyomai felkutatása.