Kvantemekanikk

En av overraskelsene i moderne naturvitenskap er at atomer og enda mindre partikler ikke oppfører seg som ting vi ser i dagliglivet. De er ikke små kuler som spretter omkring; de har bølgeegenskaper. Teorien i Standardmodellen kan beskrive alle de egenskapene og vekselvirkningene vi observerer blant disse partiklene, men vår intuisjon fra dagliglivet vil ikke alltid være nyttig i denne partikkelverdenen.

Fysikerne bruker ordet "kvant" som vi kan tenke på som en "minste mengde" eller "pakke" av noe som beskriver partiklene. Det er fordi noen størrelser som beskriver partiklene bare kan anta visse verdier. For eksempel finner man bare elektriske partikkel-ladninger som er lik elektronets ladning multiplisert med et positivt eller negativt heltall (eller 1/3 og 2/3 for kvarker). Kvarkene har brøkdeler 2/3 og 1/3 av elektronladningen, men de finnes bare i sammensatte partikler som har heltallig elektrisk ladning. Vi observerer aldri en isolert kvark. Kvantemekanikken beskriver partikkelvekselvirkninger.


Noen viktige partikkel-kvantetall er:

Elektrisk ladning. Kvarker kan ha 2/3 eller 1/3 ganger elektronladningen, men de danner bare sammensatte partikler med heltallig elektrisk ladning. Alle partikler utenom kvarker har en ladning som er et heltallig multiplum av elektronladningen.

Fargeladning. En kvark har en av tre mulige fargeladninger og et gluon har en av åtte mulige farge-antifarge-ladningskombinasjoner. Alle andre partikler er fargenøytrale.

Smak (fra engelsk "flavour"). Smak skiller kvarker (og leptoner) fra hverandre.

Spinn. Spinn er en viktig fysisk størrelse. Store gjenstander som golfballer eller planeter kan rotere rundt en akse (ha et spinn). På grunn av dette spinnet (rotasjonen) kan noen slike gjenstander sette opp et magnetfelt omkring seg. Siden partikler også har små magnetfelt rundt seg, sier vi at partiklene har spinn. Spinnet er kvantisert i enheter av 0, 1/2, 1, 3/2 og så videre ganger Plancks konstant, .

 

Plancks konstant:

Spinn kan vi tenke på som noe som beskriver partikkelens rotasjon rundt en akse gjennom partikkelen (som en snurrebass). Spinnet måles i enheter av .

= 1.055 x 10-34 J s. Dette er Plancks konstant.

 

Publisert 7. mars 2011 15:53 - Sist endret 17. mars 2011 09:05