Elementaire deeltjes

  • Afdrukken
Gegevens
Gemaakt op woensdag 24 september 2025 15:27
Laatst bijgewerkt op woensdag 15 oktober 2025 23:10
Gepubliceerd op woensdag 24 september 2025 15:27
Hits: 73

Elementaire deeltjes

Elementaire deeltjes zijn de kleinste, ondeelbare bouwstenen van materie, de aarde, alles wat er leeft en de rest van het waarneembare universum. Wij hebben het hier over bouwstenen kleiner dan eencelligen, kleiner dan atomen en kleiner dan de kern van atomen.
Elk elementair deeltje heeft een antideeltje.
Het elektron in de schil van het atoom is bijvoorbeeld negatief geladen en een positron , het antideeltje van het elektron, die qua massa gelijk is en die zich hetzelfde gedraagt als een elektron, is positief geladen.

soorten elementaire deeltjes

Leptonen
lepton komt uit het oud Grieks en betekent dun of fijn. Tot de groep Leptonen worden gerekend elektronen, muonen, tauonen, en hun neutrino’s Atomen hebben een kern van hadronen, de zogenaamde protonen en neutronen. De schil van atomen bestaat uit elektronen. Elektronen behoren tot elementaire deeltjes. Vergelijkbaar met elektronen zijn de zwaardere muonen en en nog zwaardere tauonen. .
Leptonen zijn bouwstenen van materie, dragers van lading en interacties, Energie- en impulsdragers in reacties.
Leptonen hebben een groot kosmisch en astrofysisch belang doordat neutrino's die in de kern van de zon ontstaan in de zwakke wisselwerking, enorme hoeveelheden informatie en energie wegvoeren uit het binnenste van sterren en supernova's. Neutrino's kunnen deze energie wegvoeren doordat ze zo'n kleine massa hebben dat ze zelden met andere deeltjes botsen of interacteren. Ze hebben geen elektrische lading en kunnen daarom niet worden afgebogen door magneten of elektrische velden. Miljarden zonne-neutrino's vliegen elke seconde door ons lichaam zonder dat we het merken.
Wanneer een elektron wordt geboren, wordt er een anti-elektronneutrino aan toegevoegd. Het elektron, wordt vergezeld door een elektronneutrino. De natuurkunde voorspelt voor elk lepton een neutrino.
Er zijn veel andere deeltjes die de theorie voorspelt, maar die nog niet zijn ontdekt. Bijvoorbeeld donkere materie, die 23 procent van ons heelal uitmaakt.

Quarks
protonen en neutronen worden opgebouwd uit quarks een andere groep elementaire deeltjes.
Muray Gell-Man(1963) de natuurkundige die de naam quarks koos, had deze term in een gedicht uit Finnegans Wake van James Joyce gelezen. Tot op de dag van vandaag puzzelen lezers van dit gedicht over de betekenis van quarks.
Drie quarks en drie anti-quarks vormen samen de kern of de protonen en neutronen van atomen. Dit zijn twee up-quarks en één down-quark (protonen) of één up-quark en twee down-quarks (neutronen).
Quarks en leptonen hebben massa en een elektrische lading

Bosonen
Naast quarks en leptonen is er nog een ander groep elementaire deeltjes. Dat zijn de bosonen.
De term Boson is vernoemd naar: de natuurkundige Satyendranath Bose.
Tot de groep bosonen worden gerekend: W-, Z-bosonen, gluonen, fotonen, Higgs-bosonen en het denkbeeldige graviton
Bosonen zorgen voor de overdracht van krachten tussen hadronen en leptonen.
Bosonen, zoals fotonen en gluonen, hebben geen massa.
W- en Z-bosonen zijn verantwoordelijk voor de Zwakke kerkracht het radioactieve verval van sommige atoomkernen, zoals bij bèta-verval.bèta-verval. Ook de emissie van een neutrino tijdens de eerste stap van de proton-protonreactie in de zon is vermoedelijk werk van de zwakke kernkracht. De zwakke kernkracht kan quarks van soort laten veranderen – bijvoorbeeld bij het verval van een neutron in een proton.
Het gluon is verantwoordelijk voor de sterke kernkracht in het atoom. Positief geladen protonen in de kern van het atoom die elkaar anders zouden afstoten, worden door het gluon bij elkaar gehouden, waardoor de kern van het atoom stabiel blijft.
fotonen of lichtdeeltjes, kunnen zhunn energie overdragen aan hadronen en is zo verantwoordelijk voor de elektromagnetische interactie.
Higgs bosonen geven massa aan alle materie om ons heen.
Het gravitonis tot nu toe slechts een verondersteld boson dat verantwoordelijk zou moeten zijn voor de zwaartekracht.

Uit vier elementaire deeltjes kan elk chemisch element worden samengesteld.
• Up-Quark
• Down-Quark
• Elektron
• Bosonen

Waarom zijn elementaire deeltjes belangrijk?
We kunnen bijvoorbeeld een tekst als deze online leesbaar maken omdat we een heel goed begrip hebben van het elektron, het lepton dat rond atoomkernen draait en beïnvloed kan worden door magnetische en elektrische velden.
Het kan zich door het atomaire rooster van een koperdraad in een computer bewegen en vervolgens worden omgezet in lichtdeeltjes, fotonen, die tot de bosonen behoren – om informatie via glasvezelkabels of radiogolven naar een andere computer te verzenden.
Nog een voorbeeld: de reden dat een stoel een stoel blijft en niet vervalt in zijn atomaire componenten, zijn elektromagnetische interacties. Deze worden overgedragen door speciale elementaire deeltjes, de W- en Z-bosonen. Hoe houden elementaire deeltjes onze wereld bijeen?
Protonen en neutronen zouden uiteenvallen in hun quarks als de bosonen niet bestonden. Bosonen zijn de interagerende deeltjes, oftewel de kracht die werkt tussen quarks, hadronen en leptonen. Inderdaad: krachten zoals de sterke kernkracht, de zwakke kernkracht, de elektromagnetische kracht, evenals de massa van materie en vermoedelijk ook de zwaartekracht, worden in de deeltjesfysica beschreven als elementaire deeltjes.
Leptonen hebben een elektrische lading van -1.
Quarks hebben een lading van +2/3 of -1/3.

Om een proton te bouwen, heb je dus de volgende componenten nodig: twee up-quarks en één down-quark, bijeengehouden door drie gluonen. De elektrische lading van het proton is dus +2/3 + 2/3 - 1/3 = +3/3 = +1. Het proton is dus positief geladen.

Hoe vind je elementaire deeltjes?
Deeltjesfysici vragen zich altijd af: Waaruit bestaat dit deeltje? Om het kleinste deeltje te vinden, zijn grote inspanningen nodig, tenminste in de deeltjesfysica. Het basisprincipe is altijd hetzelfde: botsing in bijvoorbeeld de Large Hadron Collider (LHC) bij CERN nabij Genève – een bekend deeltje botst met een ander, en het "puin" wordt gebruikt om de componenten van de deeltjes af te leiden.
Afhankelijk van het type deeltje dat gemeten moet worden, zijn dit zeer gevoelige camera's voor lichtflitsen of fijnmazige draadjes om elektrisch geladen deeltjes te vinden.
Hoe groter de impactenergie van de deeltjes, hoe fijner de fragmenten die ontstaan. Natuurkundigen bestuderen nauwgezet hoe deze fragmenten bewegen, welke krommingen ze volgen en welk ander rondvliegend "puin" ze gebruiken. Ze gebruiken dit om conclusies te trekken over de aard van de deeltjes die worden gemeten.

Een heel andere aanpak: gebruik de aarde
... als onderdeel van een detectie-experiment: wanneer kosmische straling bijvoorbeeld onze atmosfeer raakt, botst deze met deeltjes in de lucht, waardoor er stortvloeden van nieuwe deeltjes ontstaan die vervolgens op de grond kunnen worden gemeten. Of de aarde kan als schild tegen bekende deeltjes worden gebruikt door detectoren diep onder de grond in oude mijnen te plaatsen. Alleen deeltjes zoals neutrino's, die anders vrijwel onmogelijk te meten zijn omdat ze nauwelijks interacteren met bekende materie, kunnen dan de detector binnendringen.
Deeltjes die uit het schijnbare niets van een lichtflits tevoorschijn komen, zijn bijzonder fascinerend voor onderzoekers. Ze hopen in zulke gebeurtenissen nieuwe deeltjes te ontdekken die nog niet door de huidige theorie zijn voorspeld.

Bron:
https://www.quarks.de/weltall/was-du-ueber-elementarteilchen-wissen-musst/