“De maat der dingen”
en de structuur van de materie Elementaire deeltjes en de structuur van de materie elektron (licht, negatief geladen) kern (massief, positief geladen) 1 Å = 10-10 m
Atoomkern proton (positief geladen) neutron (elektrisch neutraal) 1 fm = 10-15 m kernkrachten >> elektrische (Coulomb) krachten
Meer deeltjes gevoelig voor kernkrachten o.a.: pionen (+ , 0 , -) delta-deeltjes (++, +, 0, -) up-quark (lading: +2/3) p+ down quark (lading: -1/3) n0
(niet gevoelig voor kernkrachten) Meer lichte deeltjes (niet gevoelig voor kernkrachten) Leptonen: - elektron e- (lading -1) - neutrino e (elektrisch neutraal) - muon - (lading -1) - muon-neutrino (elektrisch neutraal)
Drie families van quarks en leptonen Massa’s van deeltjes in MeV; 1 MeV 1.81027 gram
Hoe worden nieuwe deeltjes ontdekt? a. kosmische straling B.v.: π, µ, s (, K)
Hoe worden nieuwe deeltjes ontdekt? b. versnellers B.v.: c, b, t,
Hoe worden nieuwe deeltjes ontdekt? c. ondergrondse experimenten B.v.: e,
Antimaterie e- (-1) e+ (+1) e (0) e (0) _ u (+2/3) u (-2/3) d (-1/3) d (+1/3) _ B.v.: e- + e+ + met E = me c2
Waarom komen we andere materievormen nooit tegen? Antwoord: ze leven maar heel kort Deeltje levensduur (sec) verval n0 886 n0 p+ + e- + e µ 2.2 x 10-6 µ - e- + e + π± 2.6 x 10-8 π+ µ+ + π0 0.8 x 10-16 π0 + 2.6 x 10-10 p+ + π- n0 + π0 _ _
+ e + e- Zwakke wisselwerkingen n p Veroorzaken transmutatie van deeltjes, b.v. ß-verval (d) (u) _ + e + e- n p _ Vergl.: µ - µ + e + e-
Einstein: Bewegende klokken lopen langzamer: Intermediaire vectordeeltjes W±, Z0 µ µ - u d _ W- e e- µ = 2.2 x 10-6 s in rust Einstein: Bewegende klokken lopen langzamer: t = (v) ( (v) > 1 )
1 liter water bij 0 °C m = 1,000 kg Verwarm 1 liter water tot 100 °C: Δ E = 100 kcal = 418 kJ Δ m = 0,0046 g = Δ E / c²