subatomært

Subatomært refererer til forhold eller entiteter på en skala mindre end et atom. Det omfatter partikler som elektronen og byggestenene i atomens kerne: kvarker og leptoner, samt antipartikler. Begrebet dækker også de kraftbærende bosoner og fænomenerne i kvantefeltteorien, der beskriver de fundamentale interaktioner mellem disse partikler.

Historisk begyndte studiet af subatomære strukturer i begyndelsen af det 20. århundrede med opdagelsen af elektronen og senere atomet. Udviklingen af kvantemekanik og Standardmodellen giver en ramme for at beskrive de væsentlige byggesten og deres interaktioner: kvarker og leptoner som fundamentale fermioner, bosoner som foton, W- og Z-bosoner, gluoner og Higgs-bosonen. De tre kendte kræfter i Standardmodellen er elektromagnetisk, stærk og svag kraft; tyngdekraften er ikke inkluderet i Standardmodellen.

På subatomære skalaer optræder kvantemekaniske fænomener som superposition og usikkerhed. Kvarker er bundet sammen af den stærke kraft og findes i protoner og neutroner; elektroner eksisterer som en sandsynlighedsfordeling omkring kernen. For at beskrive disse systemer anvendes kvantefeltteori og feltbaserede beskrivelser.

Metoder til undersøgelse omfatter partikelacceleratorer og dyb inelastisk spredning samt registrering i detektorerne. Anvendelser spænder fra medicinsk billeddannelse og strålebehandling til grundforskning i materialer og universets natur.

Standardmodellen er yderst præcis, men ikke fuldkommen; den mangler en kvantumteori for gravitationen og kan ikke fuldt ud forklare mørkt stof eller materie-antimaterie asymmetri.