A kvarkoknál vannak kisebb részecskék?

Wikipédia (angol) cikkét ajánlom, ott egészen jól le vannak írva a még kisebb építőelemek, és közben folyamatosan féjlődik a fizika is.

Atomokat nem "fotóznak" ilyen méretben ez értelmetlen. Viszont van egy gép, ami úgy működik, hogy megméri a töltést az adott pontokban, és remek képek ad vissza:

[link]

Márpedig pont fe február 23-án került ki egy cikk, hogy sikerült lefotóznia a világon először atomok közötti kötés létesítés, tehát a molekulaképződést.

Itt látható a kép is róla:

[link]

Szén-monoxidot (bal oldalt a kék és piros gömbből) és oxigénatomot (mellette a kis piros) egyesítettek ruthénium fémkatalizátoron (a "talaj" amin tartozókodnak). Lézerrel egyesítették őket szén-dioxiddá.

Egy ismertető videó:

https://www.youtube.com/watch?v=cYUVeKDR6qE

A stanford egyetem oldalán olvastam róla először.

A "sztenderd modellt" (ez a neve) nem tanítják felsőoktatás alatt, de pofonegyszerű egyébként az alapjait tekintve.

Igazán jó magyar oldalt nem tudok mondani hozzá, én meg nem írom le, ha nem fizetnek, úgyhogy tanulj angolul és ügyeskedj, és sok szerencsét. :p De megpróbálok egy ízelítőt adni.

A sz.m-t ez az ábra szemlélteti:

[link]

(de ezek is jók:

[link]

[link] )

és a 4 (3? 1?) alapvető kölcsönhatást és a közvetítőiket kell még ismerned hozzá, amit Wikipédiából szintén leolvashatsz.

[link]

Ja és nem árt tudni, hogy a leptonoknak és kvarkoknak létezik egy anti-párja. Ezek rövid ideig tudnak csak létezni, mert a fordított testvével találkozva "megsemmísitik" egymást: [link]

Ugyanez fordítva is működik: [link] (és ezért hogy mi "történt" a sok antianyaggal, aminek léteznie kell valahol, a mai fizika egyik nagy kérdése.)

Az elektron önmaga egy elemi részecske: a "lepton" nevű csoportba tartozik.

A proton és a neutron pedig három-három "kvarkból" álló "hadron".

Ezek, plusz az "erőhordozó" részecskék együttesen építik fel az atomokat.

(A kvantum mezőelméletek írják le, hogy a kölcsönhatások hogyan működnek: a kvantum-kromodinamika például az "erős kölcsönhatást", amivel a gluonok (az e.k. erőhordozója) összekapcsolja a kvarkokat protonokká és neutronokká, vagy a kvantum-elektrodinamika azt, hogy a foton (az elektromágnesség hordozója) hogyan közvetíti a töltések hatását például protonok, elektronok esetében.)

(kromo- egyébként =szín; az erős kölcsönhatásnál nem elektromos töltés van, hanem egy "színtöltés" nevű tulajdonság: 2 opció (pozitív vagy negatív) helyett 3 van: piros, kék és zöld. (ezek csak becenevek, semmi közük a valódi színekhez, de valahogy el kellett nevezni őket.)

Hasonló 'vicces' elnevezés a részecskék "íze": [link] )

Az összes részeske (legyen elemi vagy összetett) besorolható ezenfelül két kategóriába: BOZON, vagy FERMION. Ha egy részecske SPINje egész, akkor bozon, míg ha félegész, akkor fermion.

Ez a különbség alapvetően elválasztja, hogy milyen módszerrel (Bose–Einstein statisztika vagy Fermi–Dirac statisztika) írhatóak le, és itt jön egy érdekes dolog:

összerakhatsz két fermionikus természetű félegész spinű részecskét, hogy kapj egy egész spinűt.

Tessék még egy pár segítő ábra:

[link]

[link]

"Szóval úgy tudom hogy a protonokon, neutronokon belül vannak a kvarkok, ezeken belül vannak még kisebb részecskék? "

A protont két u-kvark és egy d-kvark, a neutront egy u-kvark és egy d-kvark alkot. Ezeken belül nincsenek részecskék.

"Amiket meg még nem tudok hogy az elektron miből áll? az is kvarkokból"

A kvarkoknak és az elektronoknak nincs belső struktúrája.

"valamint hogy a neutrínó meg a foton ugyanakkora mint a kvark? vagy nagyobb?"

A fotonoknak nincs jól definiált mérete. A határozatlansági elv miatt eléggé változik, amit méretnek nevezhetnénk. A kettős természetű elemi részecskés világ teljesen más mint az általad ismert makroszkópikus világ.

"Amúgy mikroszkóppal manapság meddig tudnak "lemenni"? :D az atom szerkezetét pl lehet már látni? mert régebben csak elméletek voltak"

Addig nem tudnak "lemenni" legalább is hagyományos fénymikroszkóppal. Elektronmikroszkóppal jobb nagyítást tudnak elérni mivel az elektronok hullámhossza sokkal kisebb mint a látható fényé finomabb felbontást tudnak elérni vele. Egyre finomabb felbontáshoz egyre nagyobb energia kell (ami a hullámhosszal fordítva arányos). Részecskegyorsítókkal tudnak elérni még nagyobb energiát ezáltal még kisebb hullámhosszt. Viszont a nagyon nagy nagyításoknál már egészen máshogy működik, részecskék nagyítása esetén azt szokták csinálni , hogy részecskéket ütköztetnek egymáshoz és ebből következettnek arra hogy miből áll, a fellépő másodlagos, harmadlagos hatásokból. Durván mondva mintha porcelán tányérokat úgy tanulmányoznánk ,hogy hogyan épül fel hogy egymásnak dobálnánk őket és a szétrepülő darabkákból következtetnék a felépítésére. Csakhogy a porcelán tányérok makroszkopikus méretűek és drágák ez csak egy szemléletes analógia. A részecskék viszont olcsóak és egyformák (mármint pl két foton, vagy 2 elektron stb. Ha "fognánk" 2 fotont és megcserélnénk egymással akkor az nem ugyanolyan eset lenne, hanem pontosan ugyan azaz az eset lenne.) Sokszor elvégezve a kísérletet megtudjuk, hogy miből hogy épülnek fel. Hamis színezéssel (mivel színről nincs értelme beszélni ilyen méretekbe, a szín nem más mint az objektumról visszaverődött fény hullámhossza vagy amilyen hullámhosszú fényt kibocsájt az objektum) valamilyen képalkotó eljárással készült képet lehet készíteni. Úgy mint az időkép.hu-n Magyarország hőtérképe rajta van, azt mindenki tudja hogy ahol melegebb van ott nincs pirosabb vagy ahol hidegebb ott kékebb, vagy a széltérképnél a valóságba nincsenek sehol fekete nyilacskák.

A részecske még csillog is a képen, pedig kisebb mint a fény hullámhossza, na persze ... ez csak egy szemléltető kép, nem úgy kell tekinteni, hogy felnagyítva így nézne ki: [link]

A részecske elnevezés mellesleg elavult (ennek ellenére ez a szokásos szóhasználat, ami így is marad már) és nem mellesleg félrevezető laikus számára.

Azért ezt a nevet adták neki mert régen úgy képzelték el, hogy kis golyócskák (gyakran ábrázolják így most is), egyesek úgy gondolták, hogy kis kampócskák lógnak ki belőlük melyekkel össze tudnak akadni más részecskékkel. Ez azonban nem igaz. Mint említettem bármely 2 pl elektron teljesen egyforma, nincs olyan ,hogy az egyik kicsit kopottabb vagy kisebb mint a másik stb. ha nem így lenne számos kövezkezménye lenne. A másik, hogy úgy istenigazából nem lehet ábrázolni egy pl elektront úgy mint egy makroszkópikus testet még elvileg sem. Nem létezik úgymond formája neki. Mint utaltam rá bizonyos részecskéket "fényképeztek" már le, de azt is teljesen máshogy mint a hagyományos fényképezést. Tulajdonképpen úgy történik, hogy végeznek kísérleteket közben méréseket és abból valamilyen módon valamilyen képalkotó eljárással képet alkotnak belőle, ami nem azt jelenti , hogy az úgy néz ki. Nincs is úgymond kinézete.