Η βασική διαφορά μεταξύ θεμελιωδών σωματιδίων και στοιχειωδών σωματιδίων είναι ότι τα θεμελιώδη σωματίδια είναι θεμελιώδη συστατικά της ύλης, ενώ τα στοιχειώδη σωματίδια είναι τα μικρότερα γνωστά δομικά στοιχεία του σύμπαντος.
Συχνά χρησιμοποιούμε τα ονόματα θεμελιώδη σωματίδια και στοιχειώδη σωματίδια ως συνώνυμα. Υπάρχει όμως διαφορά μεταξύ των θεμελιωδών σωματιδίων και των στοιχειωδών σωματιδίων επειδή ο όρος θεμελιώδες σωματίδιο χρησιμοποιείται κυρίως για τα κουάρκ ενώ ο όρος στοιχειώδες σωματίδιο χρησιμοποιείται για όλα τα μικρότερα γνωστά σωματίδια.
Τι είναι τα Θεμελιώδη Σωματίδια;
Τα θεμελιώδη σωματίδια ή κουάρκ είναι μια κύρια κατηγορία στοιχειωδών σωματιδίων και αποτελούν θεμελιώδες συστατικό της ύλης. Γενικά, αυτά τα σωματίδια αλληλεπιδρούν έντονα μεταξύ τους με ισχυρή πυρηνική αλληλεπίδραση για να σχηματίσουν συνδυασμούς κουάρκ. Μπορούμε να ονομάσουμε αυτούς τους συνδυασμούς ως αδρόνια. Ωστόσο, μεμονωμένα κουάρκ δεν υπάρχουν στο σύμπαν μας προς το παρόν. Επομένως, είναι λογικό να πούμε ότι όλα τα κουάρκ σε αυτό το σύμπαν είναι σε κάποια μορφή αδρονίων. (Οι πιο συνηθισμένοι και γνωστοί τύποι αδρονίων είναι τα πρωτόνια και τα νετρόνια).
Εικόνα 01: Κουάρκς
Επιπλέον, τα σωματίδια κουάρκ έχουν μια εσωτερική ιδιότητα που ονομάζεται αριθμός βαρυονίου. Όλα αυτά τα σωματίδια έχουν αριθμό βαρυονίου 1/3 και τα αντι-κουάρκ έχουν αριθμό βαρυονίου -1/3. Επιπλέον, σε μια αντίδραση που περιλαμβάνει στοιχειώδη σωματίδια, αυτή η ιδιότητα είναι γνωστή ως ο αριθμός του βαρυονίου διατηρείται.
Εκτός από αυτά, τα σωματίδια κουάρκ έχουν μια άλλη ιδιότητα που ονομάζεται γεύση. Υπάρχει ένας αριθμός που εκχωρείται για να δηλώσει τη γεύση του σωματιδίου που είναι γνωστός ως αριθμός γεύσης. Οι γεύσεις αναφέρονται ως Upness (U), Downness (D), Strangeness (S) και ούτω καθεξής. Το επάνω κουάρκ έχει ανοδικό +1 ενώ 0 παράξενο και Downness.
Τι είναι τα στοιχειώδη σωματίδια;
Τα στοιχειώδη σωματίδια είναι υποατομικά σωματίδια που δεν έχουν υποδομή. Αυτό σημαίνει ότι αυτά τα σωματίδια δεν μπορούν να διαιρεθούν περαιτέρω σε άλλα σωματίδια. Τα κύρια στοιχειώδη σωματίδια περιλαμβάνουν φερμιόνια (τα οποία υπάρχουν σε δύο τύπους ως σωματίδια ύλης και αντιύλης) και μποζόνια. Εάν υπάρχει ένα σωματίδιο που περιέχει δύο ή περισσότερα στοιχειώδη σωματίδια, μπορούμε να τα ονομάσουμε σύνθετα σωματίδια. Όλα τα στοιχειώδη σωματίδια είναι είτε μποζόνια είτε φερμιόνια.
Εικόνα 2: Στοιχειώδη σωματίδια
Τα μποζόνια είναι ένας τύπος στοιχειωδών σωματιδίων που έχουν ακέραιο σπιν. Αυτά τα σωματίδια δεν περιορίζονται από την αρχή του αποκλεισμού Pauli. Επιπλέον, μπορούμε να περιγράψουμε την κατανομή ενέργειας των σωματιδίων μποζονίων χρησιμοποιώντας στατιστικές Bose-Einstein.
Τα φερμιόνια είναι ένας άλλος τύπος στοιχειωδών σωματιδίων που περιέχουν μισό ακέραιο σπιν. Επομένως, αυτά τα σωματίδια περιορίζονται από την Αρχή Αποκλεισμού Pauli. Σε αντίθεση με τα μποζόνια, δύο φερμιόνια δεν μπορούν να καταλάβουν την ίδια κβαντική κατάσταση ταυτόχρονα. Εάν πολλά φερμιόνια έχουν την ίδια χωρική κατανομή πιθανότητας, τότε τουλάχιστον το σπιν κάθε φερμιονίου είναι διαφορετικό μεταξύ τους. Επιπλέον, τα φερμιόνια είναι σωματίδια που αποτελούν την ύλη.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των θεμελιωδών σωματιδίων και των στοιχειωδών σωματιδίων;
Η βασική διαφορά μεταξύ θεμελιωδών σωματιδίων και στοιχειωδών σωματιδίων είναι ότι τα θεμελιώδη σωματίδια είναι κουάρκ ή θεμελιώδη συστατικά της ύλης, ενώ τα στοιχειώδη σωματίδια είναι τα μικρότερα γνωστά δομικά στοιχεία του σύμπαντος. Τα θεμελιώδη σωματίδια είναι κουάρκ ενώ τα στοιχειώδη σωματίδια είναι είτε μποζόνια είτε φερμιόνια.
Επιπλέον, τα θεμελιώδη σωματίδια έχουν χρωματικό φορτίο ενώ τα στοιχειώδη σωματίδια μπορεί να έχουν ή να μην έχουν χρωματικό φορτίο. Έτσι, αυτή είναι μια άλλη διαφορά μεταξύ θεμελιωδών σωματιδίων και στοιχειωδών σωματιδίων.
Το παρακάτω infographic συγκρίνει και τα δύο σωματίδια δίπλα-δίπλα για να διακρίνει εύκολα τη διαφορά μεταξύ θεμελιωδών σωματιδίων και στοιχειωδών σωματιδίων.
Σύνοψη – Θεμελιώδη Σωματίδια εναντίον Στοιχειωδών Σωματιδίων
Αν και χρησιμοποιούμε συχνά τα ονόματα θεμελιωδών σωματιδίων και στοιχειωδών σωματιδίων ως συνώνυμα, υπάρχει διαφορά μεταξύ θεμελιωδών σωματιδίων και στοιχειωδών σωματιδίων. Η βασική διαφορά μεταξύ των θεμελιωδών σωματιδίων και των στοιχειωδών σωματιδίων είναι ότι τα θεμελιώδη σωματίδια είναι κουάρκ που αποτελούν θεμελιώδες συστατικό της ύλης, ενώ τα στοιχειώδη σωματίδια είναι τα μικρότερα γνωστά δομικά στοιχεία του σύμπαντος.
