Částice ve vesmíru

Mezon: jedná se o částici, která reaguje na silnou interakci a má nulový anebo celočíselný spin. Mezony jsou tedy současně i hadrony a bosony, ke kterým se dostaneme později. Mezon jako takový můžeme nazvat zkráceně a jednoduše, jako středně těžkou částici.

Mezony jsou složené částice, které obsahují vždy jeden kvark anebo jeden antikvark. Mezon je tedy složen ze spinu kvarku a antikvarku a je vždy neutrálně barevný. Mezony se dále rozdělují na skalární (s nulovým orbitálním momentem hybnosti) a na vektorové mezony (spiny kvarku a antikvarku mají stejný směr).

Antičásticemi mezonů jsou částice, v nichž je původní kvark zaměřen odpovídajícím antikvarkem a původní antikvark je zaměněn odpovídajícím kvarkem - tedy také mezony. Nelze však hovořit o antihmotě. 

Bosony: jsou to částice, které mají symetrickou vlnovou funkci a celočíselný spin. Částice, které nejsou Bosony se nazývají fermiony (mají poločíselný spin) anebo aniony (mají spin jiné hodnoty).

Více bosonů se může nacházet v jednom kvantovém stavu tzn., bosony nedodržují "Pauliho vylučovací princip" (říká, že žádné dva nerozlišitelné fermiony nemohou být ve stejném kvantovém stavu). To je důvod, proč bosony na rozdíl od fermionů obvykle netvoří stabilní struktury. Předpokládá se, že při jevu zvaném supravodivost se pár fermionů chová jako boson (pseudoboson). 

Kvarky: jedná se o elementární částice, ze kterých se skládají hadrony (protony a neutrony). Tyto částice mají poloviční spin, což znamená, že se jedná o fermiony. Kvarky nemají vnitřní strukturu a jsou spolu s leptony a kalibračními bosony nejmenší známé částice, ze kterých se skládá hmota. Baryony (proton) se skládá ze tří kvarků a mezony se skládají z jednoho kvarku a z jednoho antikvarku.

Gluony: jsou to elementární částice, které zprostředkovávají silnou interakci mezi kvarky. Důsledkem působení gluonů je možnost vzniku atomového jádra a to z toho důvodu, že umožňuje vytvoření vazby mezi protonem a neutronem v atomovém jádře. 

Foton: jedná se o elementární částici, která popisuje kvantum elektromagnetické energie a označuje se řeckým písmenem "gama". Zprostředkovává elektromagnetickou interakci a řadí se mezi intermediální částice. Jeho studiem se zabývá "kvantová elektrodynamika".

Všechno elektromagnetické vlnění, od radiových vln po záření gama je kvantováno na fotony, jež popisuje vlnová délka, frekvence, energie a hybnost. Životnost fotonu je nekonečná, ve smyslu nekonečného poločasu rozpadu - foton je tedy stabilní částicí. Fotony mohou vznikat a zanikat při interakcích.

Vlastnosti fotonu se projevují především při vysokých frekvencích. Záření se projevuje jako vlna. Elektrický náboj fotonu je nulový. Foton má spin 1., jedná se tedy o boson. Fotony vznikají mnoha způsoby. A to například vyzářením při přechodu elektronu mezi orbitálními hladinami či při anihilaci částic. Fotonové záření lze vytvořit i v našem prostředí. Fotonové technologie se začíná využívat i v armádě. 

Hadron: je složen ze silně interagující subatomární částice, která je menší než atom. Hadrony mohou obsahovat kvarky, antikvarky, případně gluony anebo být pouze složeny z gluonů. Hadrony reagují a silnou interakci a jakožto celek má barevný náboj, který je roven nule, protože jednotlivé barevné náboje kvarků se vzájemně vyruší.

V každém hadronu se kromě uvedených kvarků v každém okamžiku nacházejí gluony, kvarky a antikvarky. Každý kvark uvnitř hadronu si neustále vyměňuje barevné náboje s dalšími kvarky v tomtéž hadronu. Ke každému hadrnu existuje odpovídající antičástice, která se skládá z odpovídajících antikvarků. 

Pentakvark: je subatomární částice, která se skládá ze čtyř kvarků a jednoho antikvarku, jenž se spojují dohromady.

Tetrakvark: jedná se také o subatomární částici, která je složena ze dvou kvarků a dvou antikvarků, jenž se spojují dohromady.

Dibaryony anebo také hexakvarky: jedná se o hypotetické elementární částice, které se mohou skládat z kvarků a antikvarků.

Fonon: jedná se o kvazičástici (nejde o skutečnou částici, viz. níže), která šíří vibrační kvantum v krystalové mřížce. Tyto vibrace se mohou přenášet od buňky k buňce a vytvářet tím dojem pohyblivé částice. A právě tato částice se poté nazývá fonon. Pomocí fononů se popisuje šíření zvuku (zvukových vln) v krystalech. Fonon je tedy kvazičásticí zvukového pole v pevné látce. Fonon má nulový spin a jedná se tedy o bosony.

Kvazičástice: jedná se o mnoho částicové systémy řešené formou rovnic. Popisuje nějakou částici, která opravdu existuje a je ve vztahu s kvantovým stavem. Mohou mít velmi rozšířené vlastnosti, které jsou pro normální částice vyloučené - například ve zlomkovém kvantovém Hallově jevu se vyskytují kvazičástice s elektrickým nábojem.

Fermiony: jedná se o částice, co mají poločíselný spin (1/2, 3/2, 5/2 apod.). Často se popisují jako částice s antisymetrickou vlnovou funkcí. Částice složené ze sudého počtu fermionů se chovají jako bosony.

Antičástice: jedná se o částici, která má stejnou hmotnost jako částice, ale hodnoty jiných charakteristik mají opačné znaménko - například elektrický náboj, baryonové číslo či izospin. Antičástice vznikají i při jaderných reakcích například během "beta plus rozpadu", kdy vznikají pozitrony. Hmota, která je složena pouze z antičástic se označuje jako antihmota (pokud by se antihmota střetla s klasickou hmotou, tak by došlo k velkému výbuchu).

Spin: výpočtem spinu se zabývají již studenti VŠ na specializovaných univerzitách, nás bude zajímat jen to, co to "spin" vlastně je. Jedná se tedy o kvantovou vlastnost elementárních částic, jejíž ekvivalent klasická fyzika nezná. Přesněji jde o vnitřní moment hybnosti částice v tom smyslu, že spiny částic přispívají k celkovému momentu hybnosti soustavy. Jeho velikost je pro každou částici přesně daná a nelze jí měnit.