In Partikel-Physik-Kräften zwischen Partikeln entstehen aus dem Austausch anderer Partikeln. Das sind Bündel der Energie (Quanten) von verschiedenen Feldern. Es gibt eine Art des Feldes für jede Art der elementaren Partikel. Zum Beispiel gibt es ein elektrisches Feld, dessen Quanten Elektronen und ein elektromagnetisches Feld sind, dessen Quanten Fotonen sind. Die Kraft-Transportunternehmen-Partikeln, die die elektromagnetischen, starken und schwachen Wechselwirkungen vermitteln, werden Maß bosons genannt.

Partikel und Feldgesichtspunkte

In der Partikel-Physik beschreiben Quant-Feldtheorien wie das Standardmodell Natur in Bezug auf Felder. Jedes Feld hat eine Ergänzungsbeschreibung als der Satz von Partikeln eines besonderen Typs. Eine Kraft zwischen zwei Partikeln kann entweder als die Handlung eines Kraft-Feldes beschrieben werden, das durch eine Partikel auf dem anderen, oder in Bezug auf den Austausch von virtuellen Kraft-Transportunternehmen-Partikeln zwischen ihnen erzeugt ist.

Die Energie einer Welle in einem Feld (zum Beispiel, elektromagnetischer Wellen im elektromagnetischen Feld) wird gequantelt, und die Quant-Erregung des Feldes können als Partikeln interpretiert werden. Das Standardmodell enthält die folgenden Partikeln, von denen jede eine Erregung eines besonderen Feldes ist:

• Gluons, Erregung des starken Maß-Feldes.
• Fotonen, W bosons, und Z bosons, messen Erregung des electroweak Felder.
• Higgs bosons, Erregung eines Bestandteils des Feldes von Higgs, das Masse grundsätzlichen Partikeln gibt. Ihre Existenz muss noch durch das Experiment bestätigt werden.
• Mehrere Typen von fermions, der als Erregung von fermionic Feldern beschrieben ist.

Außerdem können zerlegbare Partikeln wie Mesonen als Erregung eines wirksamen Feldes beschrieben werden.

Ernst ist nicht ein Teil des Standardmodells, aber es wird gedacht, dass es genannte gravitons von Partikeln geben kann, die die Erregung von Gravitationswellen sind. Der Status dieser Partikel ist noch versuchsweise, weil die Theorie unvollständig ist, und weil die Wechselwirkungen von einzelnem gravitons zu schwach sein können, um entdeckt zu werden.

Kräfte aus dem Partikel-Gesichtspunkt

Wenn Partikel-Streuungen von eines anderen, seine Schussbahn verändernd, es zwei Weisen gibt, an den Prozess zu denken. Im Feldbild stellen wir uns vor, dass das durch eine Partikel erzeugte Feld eine Kraft auf dem anderen verursacht hat. Wechselweise können wir uns eine Partikel vorstellen, die eine virtuelle Partikel ausstrahlt, die vom anderen gefesselt ist. Die virtuelle Partikel überträgt Schwung von einer Partikel bis den anderen. Dieser Partikel-Gesichtspunkt ist besonders nützlich, wenn es eine Vielzahl von komplizierten Quant-Korrekturen zur Berechnung gibt, da diese Korrekturen als Diagramme von Feynman vergegenwärtigt werden können, die zusätzliche virtuelle Partikeln enthalten.

Die Beschreibung von Kräften in Bezug auf virtuelle Partikeln wird durch die Anwendbarkeit der Unruhe-Theorie beschränkt, von der es abgeleitet wird. In bestimmten Situationen, wie niedrige Energie QCD und die Beschreibung von bestimmten Staaten, bricht Unruhe-Theorie zusammen.

Beispiele

• Die elektromagnetische Kraft kann durch den Austausch von virtuellen Fotonen beschrieben werden.
• Verbindliche Protone und Neutronen der Kernkraft können durch ein wirksames Feld beschrieben werden, dessen Mesonen die Erregung sind.
• An genug großen Energien kann die starke Wechselwirkung zwischen Quarken durch den Austausch von virtuellem gluons beschrieben werden.
• Beta-Zerfall ist ein Beispiel einer Wechselwirkung wegen des Austausches eines W boson, aber nicht eines Beispiels einer Kraft.
• Schwerkraft kann wegen des Austausches von virtuellem gravitons sein.

Geschichte

Das Konzept von Bote-Partikeln geht auf das 18. Jahrhundert zurück, als der französische Physiker Charles Coulomb gezeigt hat, dass die elektrostatische Kraft zwischen elektrisch beladenen Gegenständen einem dem Newtonschen Gesetz der Schwerkraft ähnlichen Gesetz folgt. Rechtzeitig ist diese Beziehung bekannt als das Gesetz von Coulomb geworden. Vor 1862 hatte Hermann von Helmholtz einen Strahl des Lichtes als "am schnellsten aller Boten" beschrieben. 1905 hat Albert Einstein die Existenz einer leichten Partikel in der Antwort auf die Frage vorgeschlagen: "Was sind leichte Quanten?"

1923, durch die Arbeit des Physikers Arthur Holly Compton an der Washingtoner Universität in St. Louis, wurde die Existenz der leichten Partikel von Einstein unleugbar einfach Physikern gemacht. Letzt, 1926, ein Jahr, bevor die Theorie der Quant-Mechanik veröffentlicht wurde, hat Gilbert N. Lewis den Begriff "Foton" eingeführt, das bald der Name für die leichte Partikel von Einstein geworden ist. Von dort hat sich das Konzept von Bote-Partikeln weiter entwickelt.

Siehe auch

• Virtuelle Partikel
• Grundsätzliche Wechselwirkung
• Partikel-Physik

Außenverbindungen

• Bote-Partikeln - Cern interaktive Diashow