Fizyka cząstek elementarnych
Fizyka cząstek elementarnych, znana również jako fizyka wysokich energii, zajmuje się badaniem cząstek subatomowych oraz oddziaływaniami między nimi. Celem tej dziedziny jest zrozumienie podstawowych składników materii oraz sił, które nimi rządzą.
Typologia cząstek
Cząstki elementarne dzieli się na dwie główne kategorie:
- Cząstki fundamentalne: Uważane za niepodzielne, obejmują kwarki, leptony i bozony.
- Cząstki złożone: Hadrony, takie jak protony i neutrony, składające się z kwarków.
Wyróżniamy również leptonami, które oddziałują słabo lub elektromagnetycznie, oraz bozony, które pośredniczą w oddziaływaniach, takie jak fotony i gluony.
Ośrodki badawcze
Cząstki elementarne są badane w akceleratorach oraz obserwatoriach promieni kosmicznych. Kluczowe ośrodki badawcze to:
- CERN w Genewie
- DESY w Hamburgu
- SLAC w Palo Alto
- Fermilab w Batavii
- Brookhaven National Laboratory na Long Island
- Super-Kamiokande w Japonii
Powiązania z astrofizyką
Fizyka cząstek elementarnych ma silne powiązania z astrofizyką. Odkrycia cząstek, takich jak pozytony czy miony, dokonano dzięki badaniom promieniowania kosmicznego. Z kolei wiedza o cząstkach pozwala na rekonstruowanie historii Wszechświata, w tym teorii dotyczących Wielkiego Wybuchu oraz hipotez o ciemnej materii i ciemnej energii.
Nagrody w dziedzinie fizyki cząstek
Nagrody Nobla
Postępy w fizyce cząstek były wielokrotnie nagradzane Nagrodą Nobla. Do 2022 roku przyznano ponad 20 nagród związanych z tą dziedziną. Przykłady laureatów to:
- 1923: Robert Millikan za pracę nad ładunkiem elektrycznym
- 1935: James Chadwick za odkrycie neutronu
- 1965: Shin’ichirō Tomonaga i inni za prace w elektrodynamice kwantowej
- 2013: François Englert i Peter Higgs za odkrycie mechanizmu masy cząstek subatomowych
Inne nagrody
Amerykańskie Towarzystwo Fizyczne co roku przyznaje Nagrodę Sakurai, skupiającą się na teorii cząstek, w tym również hipotezach jak teoria strun.
