Subatomic कणहरू ब्रह्माण्डको निर्माण ब्लकहरू हुन्, घटकहरू जुन एक परमाणु भन्दा सानो छन्। तिनीहरू प्रकृतिको नियम र पदार्थको संरचना बुझ्नको लागि आधारभूत छन्। यस पाठमा, हामी यी कणहरू, तिनीहरूका गुणहरू, र तिनीहरूले कसरी अन्तरक्रिया गर्छन्, कण भौतिकी बुझ्नको लागि आधार तयार पार्छौं।
मानक मोडेल भनेको गुरुत्वाकर्षण बाहेक ब्रह्माण्डमा रहेका चार ज्ञात आधारभूत बलहरू मध्ये तीनलाई वर्णन गर्ने सिद्धान्त हो, र सबै ज्ञात उपपरमाणविक कणहरूलाई वर्गीकृत गर्दछ। यसले यी कणहरूलाई फर्मियन (पदार्थ कणहरू) र बोसनहरू (बल वाहकहरू) मा वर्गीकृत गर्दछ।
फर्मियनहरू थप क्वार्क र लेप्टनहरूमा विभाजित हुन्छन्, जबकि बोसनहरूमा फोटोनहरू, W र Z बोसोनहरू, ग्लुऑनहरू र हिग्स बोसनहरू समावेश हुन्छन्। क्वार्कहरू प्रोटोन र न्यूट्रोनहरू बनाउँछन्, परमाणु केन्द्रका घटकहरू, जबकि लेप्टनहरूमा इलेक्ट्रोनहरू समावेश हुन्छन्, जसले न्यूक्लियसलाई परिक्रमा गर्छ।
क्वार्कहरू छ प्रकारका वा "स्वादहरू" मा आउँछन्: माथि, तल, आकर्षण, अनौठो, शीर्ष र तल। तिनीहरूले प्रोटोन र न्यूट्रोनहरू भित्र एकसाथ समात्ने बलियो आणविक बल सहित सबै चार आधारभूत बलहरू अनुभव गर्छन्। क्वार्कहरू "रङ कैद" भनिने घटनाको कारणले कहिल्यै अलगावमा फेला पर्दैन; प्रोटोन (दुई माथि क्वार्क र एक डाउन क्वार्क) र न्युट्रोन (दुई डाउन क्वार्क र एक अप क्वार्क) जस्ता ह्याड्रनहरू बनाउँदै तिनीहरू जोडी वा तीनको समूहमा अवस्थित हुन्छन्।
अर्कोतर्फ, लेप्टनहरूले बलियो आणविक बलको अनुभव गर्दैनन्। इलेक्ट्रोन सबैभन्दा प्रसिद्ध लेप्टन हो, प्रायः परमाणु केन्द्रक वरिपरि क्लाउडमा पाइन्छ। अन्य लेप्टनहरूमा म्युओन, टाउ, र तिनीहरूसँग सम्बन्धित न्यूट्रिनोहरू समावेश छन्, जुन लगभग द्रव्यमानविहीन छन् र पदार्थसँग धेरै कमजोर रूपमा अन्तरक्रिया गर्छन्।
बोसनहरू कणहरू हुन् जसले आधारभूत शक्तिहरूलाई मध्यस्थता गर्दछ। फोटान विद्युत चुम्बकीय बलको वाहक हो, जबकि W र Z बोसोनहरू कमजोर परमाणु बलका लागि जिम्मेवार छन्, परमाणु क्षय प्रक्रियाहरूको लागि जिम्मेवार छन्। ग्लुऑनहरूले बलियो आणविक बल बोक्छन्, क्वार्कहरूलाई प्रोटोन र न्युट्रोनहरू भित्र एकसाथ समात्छन्। 2012 मा लार्ज ह्याड्रन कोलाइडर (LHC) मा पत्ता लागेको हिग्स बोसोन हिग्स क्षेत्रसँग सम्बन्धित छ, जसले कणहरूलाई द्रव्यमान दिन्छ।
मानक मोडेलमा प्रत्येक प्रकारको कणसँग सम्बन्धित एन्टिपार्टिकल हुन्छ, द्रव्यमानमा समान तर विद्युतीय चार्ज जस्ता अन्य गुणहरूमा विपरित। जब कण र एन्टिपार्टिकलहरू मिल्छन्, तिनीहरू नष्ट हुन्छन्, आइन्स्टाइनको समीकरण अनुसार आफ्नो द्रव्यमानलाई ऊर्जामा रूपान्तरण गर्छन्, \(E = mc^2\) , जहाँ \(E\) ऊर्जा हो, \(m\) द्रव्यमान हो, र \(c\) प्रकाशको गति हो।
उपपरमाणविक कणहरूको हाम्रो बुझाइमा धेरै प्रयोगहरू निर्णायक भएका छन्:
QCD एउटा सिद्धान्त हो जुन बलियो आणविक बल, क्वार्क र ग्लुऑनहरू बीच सञ्चालन हुने चार आधारभूत बलहरू मध्ये एक हो। यसले मान्दछ कि क्वार्कहरूले "रङ चार्ज" भनिने गुण बोक्छ र रङ चार्ज बोक्ने ग्लुनको आदानप्रदानले बलियो बलको मध्यस्थता गर्दछ। क्वार्कहरू नजिक आउँदा बलियो बलको शक्ति घट्दै जान्छ, जसलाई "एसिम्प्टोटिक स्वतन्त्रता" भनिन्छ।
इलेक्ट्रोवेक सिद्धान्तले विद्युत चुम्बकीय र कमजोर आणविक बलहरूलाई एकल फ्रेमवर्कमा एकीकृत गर्दछ। यसले बताउँछ, कसरी उच्च ऊर्जा स्तरहरूमा (जस्तै बिग ब्याङ्गको पछि लाग्नेहरू), यी दुई शक्तिहरूले एकको रूपमा व्यवहार गर्छन्। सिद्धान्तले W र Z बोसोनको अस्तित्वको भविष्यवाणी गर्छ, पछि प्रयोगात्मक रूपमा पुष्टि भयो।
यसको सफलताको बावजुद, मानक मोडेल पूर्ण छैन। यसले गुरुत्वाकर्षणलाई समावेश गर्दैन, सामान्य सापेक्षताको सिद्धान्तद्वारा वर्णन गरिएको छ, वा ब्रह्माण्डको अधिकांश भागमा गाढा पदार्थ र कालो ऊर्जाको व्याख्या गर्दैन। सुपरसिमेट्री र स्ट्रिङ थ्योरी जस्ता सिद्धान्तहरूले मानक मोडेलमा विस्तारहरू प्रस्ताव गर्छन्, यी रहस्यहरूलाई सम्बोधन गर्ने प्रयासमा नयाँ कणहरू र अवधारणाहरू प्रस्तुत गर्छन्।
अन्तमा, सबटॉमिक कणहरू, पदार्थको सबैभन्दा आधारभूत घटकहरू, ब्रह्माण्डको संरचना र यसलाई आकार दिने अन्तर्निहित बलहरू बुझ्नको लागि अभिन्न अंग हुन्। यी कणहरूको अध्ययन, मानक मोडेल र ग्राउन्डब्रेकिंग प्रयोगहरू जस्ता सैद्धान्तिक फ्रेमवर्कहरू मार्फत, ब्रह्माण्डको हाम्रो ज्ञानलाई चुनौती र विस्तार गर्न जारी छ।
