मूलकण

कण भौतिकी में, एक प्राथमिक कण या मौलिक कण एक हैउप -परमाणु कण जो अन्य कणों से बना नहीं है। वर्तमान में माना जाता है कि कणों में मौलिक फ़र्मियन (क्वार्क्स, लेप्टन, एंटिक्क्स और एंटीलेप्टन) शामिल हैं, जो आम तौर पर कण कण और एंटीमैटर कण हैं, साथ ही मौलिक बोसॉन (गेज बोसोन और हिग्स बोसोन) हैं, जो आम तौर पर बल वाहक होते हैं।| बल कण जो कि फोरमेंटल इंटरैक्शन |  इंटरैक्शन को मध्यस्थता करते हैं। एक कण जिसमें दो या अधिक प्राथमिक कण होते हैं, एक समग्र कण होता है।

साधारण मामला परमाणुओं से बना होता है, एक बार प्राथमिक कण होने के लिए माना जाता है -  एटमोस  का अर्थ है ग्रीक में कटौती करने में असमर्थ - हालांकि परमाणु का अस्तित्व लगभग 1905 तक विवादास्पद रहा, क्योंकि कुछ प्रमुख भौतिकविदों ने अणुओं को गणितीय भ्रम, और मामले के रूप में माना।अंततः ऊर्जा से बना। परमाणु के उप -परमाणु घटकों को पहली बार 1930 के दशक की शुरुआत में पहचाना गया था;इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन, फोटॉन के साथ, विद्युत चुम्बकीय विकिरण के कण। उस समय, क्वांटम यांत्रिकी का हालिया आगमन कणों की अवधारणा को मौलिक रूप से बदल रहा था, क्योंकि एक एकल कण एक क्षेत्र तरंग -कण द्वंद्व | के रूप में एक लहर के रूप में प्रतीत होता है, एक लहर, एक विरोधाभास अभी भी संतोषजनक स्पष्टीकरण को समाप्त कर रहा है।

वाया क्वांटम थ्योरी, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन में क्वार्क - अप क्वार्क और डाउन क्वार्क्स शामिल थे - जिसे अब प्राथमिक कण माना जाता है। और एक अणु के भीतर, इलेक्ट्रॉन की तीन डिग्री स्वतंत्रता (भौतिकी और रसायन विज्ञान) की स्वतंत्रता (चार्ज (भौतिकी) | चार्ज,   स्पिन,   कक्षीय) तीन quasipartics में तरंग के माध्यम से अलग हो सकती है।(भौतिकी) |  होलोन, स्पिनन, और ऑर्बिटन)। फिर भी एक मुक्त इलेक्ट्रॉन - जो एक परमाणु [[नाभिक]] की परिक्रमा करने वाला  नहीं  है और इसलिए   कक्षीय गति का अभाव है - यह अयोग्य प्रतीत होता है और एक प्राथमिक कण के रूप में माना जाता है। 1980 के आसपास, एक प्राथमिक कण की स्थिति वास्तव में प्राथमिक के रूप में - पदार्थ का एक  अंतिम घटक  - ज्यादातर अधिक व्यावहारिक दृष्टिकोण के लिए छोड़ दिया गया था, कण भौतिकी के मानक मॉडल में सन्निहित, जिसे विज्ञान के सबसे प्रयोगात्मक रूप से सफल सिद्धांत के रूप में जाना जाता है। मानक मॉडल से परे मानक मॉडल से परे और सिद्धांत भौतिकी पर कई विस्तार, लोकप्रिय सुपरसिमेट्री सहित, प्राथमिक कणों की संख्या को दोगुना करके परिकल्पना करके कि प्रत्येक ज्ञात कण एक छाया साथी के साथ अधिक बड़े पैमाने पर जुड़ता है,  हालांकि ऐसे सभी सुपरपार्टर्स अनदेखा रहते हैं। इस बीच, एक प्राथमिक बोसोन मध्यस्थता गुरुत्वाकर्षण - ग्रेविटन - काल्पनिक रहता है। इसके अलावा, कुछ परिकल्पनाओं के अनुसार, स्पेसटाइम को मात्राबद्ध किया जाता है, इसलिए इन परिकल्पनाओं के भीतर संभवतः अंतरिक्ष और समय के परमाणु मौजूद हैं।

अवलोकन
सभी प्राथमिक कण या तो बोसोन या फ़र्मियन हैं।इन वर्गों को उनके क्वांटम आँकड़ों द्वारा प्रतिष्ठित किया जाता है: फर्मियन फर्मी -डीआईआरएसी आंकड़ों का पालन करते हैं और बोसोन बोस -आइंस्टीन सांख्यिकी का पालन करते हैं। उनके स्पिन (भौतिकी) | स्पिन को स्पिन-स्टैटिस्टिक्स प्रमेय के माध्यम से विभेदित किया जाता है: यह फ़र्मियन के लिए आधा-पूर्णांक है, और बोसों के लिए पूर्णांक है।

मानक मॉडल में, प्राथमिक कणों को बिंदु कणों के रूप में  पूर्वानुमान उपयोगिता के लिए दर्शाया जाता है।हालांकि बेहद सफल, मानक मॉडल गुरुत्वाकर्षण के अपने चूक से सीमित है और इसमें कुछ मापदंडों को मनमाने ढंग से जोड़ा गया है, लेकिन अस्पष्टीकृत किया गया है।

प्राथमिक कणों की ब्रह्मांडीय बहुतायत
बिग बैंग न्यूक्लियोसिंथेसिस के वर्तमान मॉडलों के अनुसार, ब्रह्मांड के दृश्यमान पदार्थ की आदिम संरचना लगभग 75% हाइड्रोजन और 25% हीलियम -4 (द्रव्यमान में) होनी चाहिए।न्यूट्रॉन एक अप और दो डाउन क्वार्क से बने होते हैं, जबकि प्रोटॉन दो ऊपर और एक डाउन क्वार्क से बने होते हैं।चूंकि अन्य सामान्य प्राथमिक कण (जैसे इलेक्ट्रॉनों, न्यूट्रिनो, या कमजोर बोसोन) परमाणु नाभिक की तुलना में इतने हल्के या दुर्लभ होते हैं, हम अवलोकन करने योग्य ब्रह्मांड के कुल द्रव्यमान में उनके द्रव्यमान योगदान की उपेक्षा कर सकते हैं।इसलिए, कोई यह निष्कर्ष निकाल सकता है कि ब्रह्मांड के अधिकांश दृश्य द्रव्यमान में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं, जो सभी बैरियंस की तरह, बदले में क्वार्क और डाउन क्वार्क से मिलकर बनते हैं।

कुछ अनुमानों का मतलब है कि मोटे तौर पर हैं ऑब्जर्वेबल यूनिवर्स में बैरियंस (लगभग पूरी तरह से प्रोटॉन और न्यूट्रॉन)।

ऑब्जर्वेबल यूनिवर्स में प्रोटॉन की संख्या को एडिंगटन नंबर कहा जाता है।

कणों की संख्या के संदर्भ में, कुछ अनुमानों का अर्थ है कि लगभग सभी मामले, अंधेरे पदार्थ को छोड़कर, न्यूट्रिनो में होते हैं, जो मोटे तौर पर अधिकांश का गठन करते हैं पदार्थ के प्राथमिक कण जो दृश्य ब्रह्मांड में मौजूद हैं। अन्य अनुमानों का अर्थ है कि मोटे तौर पर  प्राथमिक कण दृश्य ब्रह्मांड में मौजूद हैं (अंधेरे पदार्थ सहित नहीं), ज्यादातर फोटॉन और अन्य द्रव्यमान बल वाहक।

मानक मॉडल
कण भौतिकी के मानक मॉडल में प्राथमिक फ़र्मियन के 12 स्वाद होते हैं, साथ ही उनके संबंधित एंटीपार्टिकल्स, साथ ही प्राथमिक बोसोन होते हैं जो बलों और हिग्स बोसोन की मध्यस्थता करते हैं, जो 4 जुलाई 2012 को रिपोर्ट किया गया था, जैसा कि दो मुख्य द्वारा पाया गया था।बड़े हैड्रॉन कोलाइडर में प्रयोग ( एटलस और   सेमी)। हालांकि, मानक मॉडल को व्यापक रूप से वास्तव में मौलिक के बजाय एक अनंतिम सिद्धांत माना जाता है, क्योंकि यह ज्ञात नहीं है कि क्या यह   आइंस्टीन की सामान्य सापेक्षता के साथ संगत है।मानक मॉडल द्वारा वर्णित काल्पनिक प्राथमिक कण हो सकते हैं, जैसे कि ग्रेविटॉन, कण जो   गुरुत्वाकर्षण बल को ले जाएगा, और सुपरपार्टनर |  स्पार्टिकल्स, साधारण कणों के सुपरसिमेट्री |  सुपरसिमेट्रिक भागीदार।

मौलिक फ़र्मियन
12 & nbsp; मौलिक फर्मों को 3 & nbsp में विभाजित किया गया है; पीढ़ी (कण भौतिकी) | 4 & nbsp की पीढ़ियों; प्रत्येक कण।आधे फर्मियन लेप्टन हैं, जिनमें से तीन में & माइनस का एक इलेक्ट्रिक चार्ज है; 1, जिसे इलेक्ट्रॉन कहा जाता है (electron-), म्यून (muon-), और   संख्या (tau-);अन्य तीन लेप्टोन न्यूट्रिनो हैं (electron neutrino, muon neutrino, tau neutrino), जो केवल इलेक्ट्रिक और न ही रंग चार्ज के साथ केवल प्राथमिक फ़र्मियन हैं।शेष छह कण क्वार्क हैं (नीचे चर्चा की गई)।

द्रव्यमान
निम्न तालिका सभी फ़र्मों के लिए वर्तमान मापा द्रव्यमान और द्रव्यमान अनुमानों को सूचीबद्ध करती है, माप के समान पैमाने का उपयोग करते हुए: प्रकाश गति के वर्ग के सापेक्ष | लाखों इलेक्ट्रॉन-वोल्ट्स (MEV/C)2)।उदाहरण के लिए, सबसे सटीक रूप से ज्ञात क्वार्क द्रव्यमान शीर्ष क्वार्क का है (top quark) पर $172.7 GeV/c2$ या $172,700 MeV/c2$, ऑन-शेल स्कीम का उपयोग करके अनुमान लगाया गया।

एंटीपार्टिकल्स
12 & nbsp भी हैं; मौलिक फ़र्मोनिक एंटीपार्टिकल्स जो इन 12 & nbsp; कणों के अनुरूप हैं।उदाहरण के लिए, एंटीलेक्ट्रॉन (पॉज़िट्रॉन) antielectron इलेक्ट्रॉन का एंटीपार्टिकल है और इसमें +1 का इलेक्ट्रिक चार्ज है।

क्वार्क्स
अलग -थलग क्वार्क और एंटिक्क्स का कभी पता नहीं लगाया गया है, एक तथ्य जो रंग कारावास द्वारा समझाया गया है। प्रत्येक क्वार्क मजबूत बातचीत के तीन रंग आरोपों में से एक को वहन करता है; एंटिक्क्स इसी तरह एंटीकोलर ले जाते हैं। रंग-चार्ज कण ग्लूओन एक्सचेंज के माध्यम से उसी तरह से बातचीत करते हैं, जो चार्ज किए गए कण फोटॉन एक्सचेंज के माध्यम से बातचीत करते हैं। हालांकि, ग्लून्स स्वयं रंग-चार्ज होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप रंग-चार्ज कणों को अलग-अलग बल के रूप में अलग किया जाता है। इलेक्ट्रोमैग्नेटिज्म | इलेक्ट्रोमैग्नेटिक बल के विपरीत, जो चार्ज किए गए कणों के रूप में कम हो जाता है, रंग-चार्ज कण बढ़ते बल महसूस करते हैं।

हालांकि, रंग-चार्ज किए गए कण रंग तटस्थ मिश्रित कणों को बनाने के लिए गठबंधन कर सकते हैं जिसे हैड्रॉन कहा जाता है। एक क्वार्क एक एंटिकार्क के साथ जोड़ी हो सकता है: क्वार्क में एक रंग होता है और एंटिकार्क में संबंधित एंटीकोलर होता है। रंग और एंटीकोलर रद्द कर देता है, जिससे एक रंग तटस्थ मेसन बन जाता है। वैकल्पिक रूप से, तीन क्वार्क एक साथ मौजूद हो सकते हैं, एक क्वार्क लाल, एक और नीला, एक और हरा हो सकता है। ये तीन रंग के क्वार्क एक साथ एक रंग-तटस्थ बैरियन बनाते हैं। सममित रूप से, रंगों के साथ तीन प्राचीन वस्तुएं, एंटीब्लू और एंटीग्रीन एक रंग-तटस्थ एंटीबेरियन बना सकते हैं।

क्वार्क्स भी भिन्नात्मक इलेक्ट्रिक चार्ज ले जाते हैं, लेकिन, चूंकि वे हैड्रोन के भीतर ही सीमित हैं, जिनके आरोप सभी अभिन्न हैं, आंशिक शुल्क कभी भी अलग नहीं हुए हैं। ध्यान दें कि क्वार्क्स में या तो + के इलेक्ट्रिक शुल्क हैं2⁄3 या -1⁄3, जबकि एंटिक्क्स में या तो इलेक्ट्रिक चार्ज होते हैं -2⁄3 या +1⁄3

मौलिक बोसॉन
मानक मॉडल में, वेक्टर (स्पिन (भौतिकी) | स्पिन -1) बोसॉन (ग्लून्स, फोटॉन, और डब्ल्यू और जेड बोसोन) मध्यस्थ बलों, जबकि हिग्स बोसोन (स्पिन -0) कणों के आंतरिक द्रव्यमान के लिए जिम्मेदार है।बोसॉन इस तथ्य में फर्मियन से भिन्न होते हैं कि कई बोसोन एक ही क्वांटम राज्य (पाउली बहिष्करण सिद्धांत) पर कब्जा कर सकते हैं।इसके अलावा, बोसोन या तो प्राथमिक हो सकते हैं, जैसे फोटॉन, या एक संयोजन, जैसे मेसन।बोसों की स्पिन आधे पूर्णांक के बजाय पूर्णांक हैं।

इलेक्ट्रोकेक बोसॉन
तीन कमजोर गेज बोसोन हैं: डब्ल्यू+, W&minus;, and Z0; these mediate the weak interaction. The W bosons are known for their mediation in nuclear decay: The W&minus;एक न्यूट्रॉन को एक प्रोटॉन में परिवर्तित करता है और फिर एक इलेक्ट्रॉन और इलेक्ट्रॉन-एंटीनेट्रिनो जोड़ी में फैलता है। जेड0

हिग्स बोसोन
यद्यपि कमजोर और विद्युत चुम्बकीय बल हमारे लिए रोजमर्रा की ऊर्जाओं में काफी भिन्न दिखाई देते हैं, दोनों बलों को उच्च ऊर्जा पर एक एकल इलेक्ट्रोकेक बल के रूप में एकजुट करने के लिए सिद्धांत दिया जाता है। इस भविष्यवाणी को स्पष्ट रूप से पुष्टि की गई थी कि डेस में हैड्रोन एलेक्ट्रॉन रिंग एलेज | हेरा कोलाइडर में उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉन-प्रोटॉन बिखरने के लिए क्रॉस-सेक्शन के माप से। कम ऊर्जाओं में अंतर डब्ल्यू और जेड बोसोन के उच्च द्रव्यमान का परिणाम है, जो बदले में हिग्स तंत्र का परिणाम है। सहज समरूपता तोड़ने की प्रक्रिया के माध्यम से, हिग्स इलेक्ट्रोकेक स्पेस में एक विशेष दिशा का चयन करता है, जिससे तीन इलेक्ट्रोकेक कण बहुत भारी हो जाते हैं (कमजोर बोसॉन) और एक अपरिभाषित आराम द्रव्यमान के साथ बने रहने के लिए क्योंकि यह हमेशा गति में होता है (फोटॉन) । 4 जुलाई 2012 को, कई वर्षों के प्रयोगात्मक रूप से अपने अस्तित्व के सबूतों की खोज करने के बाद, हिग्स बोसोन को सर्न के बड़े हैड्रॉन कोलाइडर में मनाया जाने की घोषणा की गई थी। पीटर हिग्स जिन्होंने पहली बार हिग्स बोसोन के अस्तित्व को प्रस्तुत किया था, घोषणा में मौजूद थे। माना जाता है कि हिग्स बोसोन का द्रव्यमान लगभग 125 & nbsp; gev है।

ग्रेविटॉन
ग्रेविटॉन एक काल्पनिक प्राथमिक स्पिन -2 कण है जो गुरुत्वाकर्षण को मध्यस्थता करने के लिए प्रस्तावित है।जबकि यह ग्रेविटॉन#प्रायोगिक अवलोकन | के कारण अनदेखा रहता है, इसकी पहचान में निहित कठिनाई, यह कभी -कभी प्राथमिक कणों की तालिकाओं में शामिल होता है। पारंपरिक गुरुत्वाकर्षण द्रव्यमानहीन है, हालांकि कुछ मॉडल जिसमें बड़े पैमाने पर कालुजा -क्लेन सिद्धांत |  कालुजा -क्लेन ग्रेविटन मौजूद हैं।

मानक मॉडल से परे
यद्यपि प्रयोगात्मक साक्ष्य मानक मॉडल से प्राप्त भविष्यवाणियों की भारी पुष्टि करते हैं, इसके कुछ मापदंडों को मनमाने ढंग से जोड़ा गया था, एक विशेष स्पष्टीकरण द्वारा निर्धारित नहीं किया गया था, जो रहस्यमय रहता है, उदाहरण के लिए पदानुक्रम समस्या।मानक मॉडल से परे सिद्धांत इन कमियों को हल करने का प्रयास करते हैं।

सुपरसिमेट्री
सुपरसिमेट्री लैग्रैन्जियन (फील्ड थ्योरी) | Lagrangian में समरूपता के एक और वर्ग को जोड़कर मानक मॉडल का विस्तार करती है।ये समरूपता बोसोनिक वाले के साथ फ़र्मोनिक कणों का आदान -प्रदान करते हैं।इस तरह की समरूपता सुपरसिमेट्रिक कणों के अस्तित्व की भविष्यवाणी करती है,  स्पार्टिकल्स  के रूप में संक्षिप्त किया गया है, जिसमें स्लीपटन, स्क्वार्क्स, न्यूट्रलिनो और चारगिनोस शामिल हैं।मानक मॉडल में प्रत्येक कण में एक सुपरपार्टनर होता है जिसका स्पिन (भौतिकी) |  स्पिन अलग होता है 1⁄2

स्ट्रिंग थ्योरी
स्ट्रिंग थ्योरी भौतिकी का एक मॉडल है, जिससे सभी कण जो पदार्थ बनाते हैं, वे स्ट्रिंग्स (प्लैंक लंबाई पर मापने) से बने होते हैं जो 11-आयामी (एम-थ्योरी के अनुसार, प्रमुख संस्करण) या 12-आयामी (के अनुसार) में मौजूद हैं (के अनुसार)एफ-थ्योरी

एक्सेलेरन थ्योरी
एक्सेलेरॉन काल्पनिक उप -परमाणु कण हैं जो न्यूट्रिनो के न्यूफ़ाउंड द्रव्यमान को एकीकृत रूप से जोड़ते हैं, जो कि ब्रह्मांड के अंतरिक्ष | विस्तार के मीट्रिक विस्तार को तेज करने के लिए अनुमानित अंधेरे ऊर्जा के लिए है।

इस सिद्धांत में, न्यूट्रिनो एक नए बल से प्रभावित होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक्सेलेरॉन के साथ उनकी बातचीत होती है, जिससे डार्क एनर्जी होती है।डार्क एनर्जी परिणाम के रूप में ब्रह्मांड न्यूट्रिनो को अलग करने की कोशिश करता है। एक्सेलेरॉन को न्यूट्रिनो के साथ करने की तुलना में अधिक बार मामले के साथ बातचीत करने के लिए सोचा जाता है।

General readers

 * Feynman, R.P. & Weinberg, S. (1987) Elementary Particles and the Laws of Physics: The 1986 Dirac Memorial Lectures. Cambridge Univ. Press.
 * Ford, Kenneth W. (2005) The Quantum World. Harvard Univ. Press.
 * John Gribbin (2000) Q is for Quantum – An Encyclopedia of Particle Physics. Simon & Schuster. ISBN 0-684-85578-X.
 * Oerter, Robert (2006) The Theory of Almost Everything: The Standard Model, the Unsung Triumph of Modern Physics. Plume.
 * Schumm, Bruce A. (2004) Deep Down Things: The Breathtaking Beauty of Particle Physics. Johns Hopkins University Press. ISBN 0-8018-7971-X.
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Textbooks

 * Bettini, Alessandro (2008) Introduction to Elementary Particle Physics. Cambridge Univ. Press. ISBN 978-0-521-88021-3
 * Coughlan, G. D., J. E. Dodd, and B. M. Gripaios (2006) The Ideas of Particle Physics: An Introduction for Scientists, 3rd ed. Cambridge Univ. Press. An undergraduate text for those not majoring in physics.
 * Griffiths, David J. (1987) Introduction to Elementary Particles. John Wiley & Sons. ISBN 0-471-60386-4.
 * Perkins, Donald H. (2000) Introduction to High Energy Physics, 4th ed. Cambridge Univ. Press.
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