A részecskefizika története és jelenlegi állása

Ma a legtöbb tudós úgy gondolja, hogy az Univerzum története úgy 15 milliárd évvel ezelőtt kezdődött a Big Bang nevű ősrobbanással.

Ekkor az egész világegyetem olyan nagy volt, mint egy atom, de elképzelhetetlenül sűrű és forró.

Az ősrobbanás óta hűl és tágul a világegyetem, és közben megszületett az anyag, amiből létrejöttek a galaxisok, csillagok, bolygók és az élet.  

Az anyagnak minden formája néhány építőkockából az úgynevezett elemi részecskékből épül fel. Ezek viselkedését négy különböző kölcsönhatás szabályozza.

A részecskefizika a világegyetemben levő anyag legkisebb építőköveit (kvarkok és leptonok) valamint a közöttük fellépő erőket tanulmányozza.

Ezeket a vizsgálatokat hatalmas gyorsítókkal végzik, amelyben közel fénysebességre felgyorsított részecskéket ütköztetnek egymással.

Az ütközésben létrejövő „törmelékek” vizsgálatából tudnak következtetéseket levonni az elemi részecskékre, illetve az erőkre.

Mivel ugyanezek az erők szabályozzák a világegyetemet a Big Bang óta, ezért a részecskefizika és a kozmológia szoros kapcsolatban vannak egymással és manapság a két legalapvetőbb és legizgalmasabb kutatási területe a fizikának.  

Az Androméda galaxis (illusztráció)

Az elmúlt század végére a fizikusok, részben a gyorsítóknak köszönhetően felfedeztek egy csomó részecskét, amelyeket nem lehetett felépíteni, illetve megmagyarázni a kémiai elemeket felépítő protonok, neutronok és elektronok segítségével. Ilyenek pl: müon   m,  pion   p,   szigma   s, stb. ( instabil részecskék, 10^-23 s – 10^-6 s élettartamúak ).

A felfedezett részecskék tulajdonságait megállapították, és csoportokba sorolták őket.

A részecskefizikusok arra voltak kíváncsiak, hogy a sok alapvetőnek tartott részecskét nem lehet-e előállítani néhány még elemibb építőkő segítségével.

A vizsgálatok során kiderítették, hogy a több száz részecske, közöttük a protonok és a neutronok is úgynevezett kvarkokból állnak.