Jeg er ingen vitenskapsmann, men jeg kan bruke wikipedia. Tviler på at noen gidder å bruke særlig mye tid på å forklare deg alt dette.

Nukleon
Kvark
Kjernekraft
Kvantemekanikk
Baryon

Hvis du trives med å lese engelsk så er alle disse artiklene mer grundig forklart på de engelske wikipedia-sidene.

Provo kommer vel snart å legger inn en mye mer detaljert beskrivelse, men jeg får vel prøve meg:

Nukleon er en samlebetegnelse på partiklene som utgjør atomkjernen, altså protoner og nøytroner.

Kvarker er det blant annet nukleoner er bygget opp av. Et proton består f.eks. av to "opp-kvarker" og en "ned-kvark". Opp og ned er her noe som betegnet hvilken "spinn" kvarkene har.

Det finnes to kjernekrafter: Svak og sterk. Sterk kjernekraft er den kraften som holder nukleonene i kjernen sammen, slik at de ikke flyver hver sin vei. Svak kjernekraft er det som forårsaker radioaktivitet.

Kvantemekanikk er den grenen av fysikk som beskriver atomer og oppbyggingen av disse. Det heter kvantemekanikk fordi man har funnet at de fleste eller alle veldig små partikler har kvantifiserte egenskaper, altså at egenskapene kun kan ha noen spesielle verdier som på en stige, men ikke det i mellom. For eksempel kan vi si at et atom kan ha et energinivå på 0, 1, 2 eller 3 osv. men aldri f.eks. 1,43 eller 0,17.

Baryon vet jeg dessverre ikke.

Fargekraft er en fundamentalkraft akkurat som tyngdekraft og elektromagnetisme. Slik som elektromagnetiske krefter virker mellom partikler med elektrisk ladning, virker fargekraft mellom partikler med fargeladning. Men i stedet for bare én type ladning som man har i elektromagnetisme har man tre, kalt rød, grønn og blå (pluss antikvarkfargene antirød, antigrønn og antiblå, men hvis du ikke vet hva antipartikler er enda, så ikke tenk på det). Og på samme måte som man har fotoner som kan bære energi og sørge for kraftutveksling mellom partikler med elektrisk ladning (og altså er den kraftbærende partikkelen for elektromagnetisme) har man gluoner som gjør det samme for fargekraften mellom kvarkene (og er altså kraftbærende partikler for fargekraften). Internt i et hadron (samlebetegnelse på enhver partikkel som består av kvarker) så vil nesten alt av fargekrefter utligne hverandre, slik som de negative og positive ladningene i et nøytralt atom utligner hverandre, men ikke absolutt fullstendig. Utenfor hadronet vil små rester av kreftene sive ut, og dette er helt analogt med det som kalles van der Waalske krefter i elektromagnetismen som gjør at også nøytrale atomer har en svak tiltrekning/frastøtning til/fra hverandre.

Men disse restene av fargekraften avtar raskt med avstand, så man skal ikke langt fra et proton før elektromagnetismen dominerer kraftig over den sterke kjernekraften. Prøver du å presse to protoner mot hverandre vil de få en elektromagnetisk frastøtning som blir mer og mer enorm desto nærmere du kommer, og det blir vanskeligere og vanskeligere å presse de videre mot hverandre. Men siden den sterke kjernekraften er veldig sterk og avtar raskere med avstand enn elektromagnetisme, så vil det være et punkt hvor tiltrekningen fra den sterke kjernekraften er sterkere enn den elektromagnetiske frastøtningen, og klarer du å presse de sammen til dette punktet vil de smette sammen og lage en atomkjerne med to protoner. Denne prosessen kalles fusjon, og det er dette som skjer i kjernen av solen og andre stjerner. For atomer mindre enn jern vil man få energi i form av lys og varme av å presse kjernene sammen til nye større kjerner.

En ting som er fascinerende med fargekraften, er at den ikke går mot null ved store avstander. Fargekraften mellom to kvarker minker bare over avstand frem til avstanden har økt til omtrent størrelsen av et hadron, og deretter forblir den på ca 10000 newton – det samme som tyngdekraften av ett tonn her på jorden – uansett hvor langt fra hverandre de befinner seg. Det medfører at hvis du prøver å trekke to kvarker fra hverandre, så krever det akkurat så mye energi at nye kvarker vil oppstå fra energien du tilfører og binde seg med de to du trakk fra hverandre. Derfor kan ikke kvarker eksistere alene (annet enn i noe som heter kvark-gluon-plasma som kan eksistere ved enorme temperaturer, men da begynner vi å spore av). Merk da at dette ikke gjelder mellom alle kvarker i hele universet til enhver tid, nettopp fordi kvarker som er bundet opp mot hverandre vil nøytralisere fargekreftene sine slik som nevnt.

Det er ikke så veldig lett stoff det her, så hvis noe var uklart er det bare å spørre.

For eksempel har man en liten gruppe partikler som kalles sigma-baryoner. Disse består av to opp-kvarker eller to ned-kvarker i tillegg til en kvark av typen sjarm, sær, topp eller bunn.

Når det kommer til antipartikler, så er det slik at alle partikler har sine respektive antipartikler. Antipartikkelen har de samme egenskapene, men enkelte av verdiene har skiftet fortegn. For eksempel har antielektroner (også kalt positroner, og må ikke forveksles med protoner) lik masse som elektroner, men motsatt ladning. Altså de er positive i stedet for negative. En antikvark har også motsatt elektrisk ladning, og kan ha én av tre antifarger: antirød, antigrønn og antiblå. Enkelte partikler har antipartikler som har helt like verdier, slik at de kan sies å være sin egen antipartikkel. Et eksempel på dette er fotonet.

Når man sier at partikler har antipartikler, så er det ikke slik at hvert eneste elektron har et antielektron det hører sammen med som svever ett eller annet sted i universet. Det betyr bare at det finnes et ekstra sett med partikler, som da kalles antipartikler. Partikler utgjør materie, og antipartikler utgjør antimaterie. Et elektron og et proton utgjør et hydrogenatom, og et positron og et antiproton (som består av to antioppkvarker og en antinedkvark) utgjør et antihydrogenatom. Det finnes veldig lite antimaterie i universet, noe som lenge var, og i relativt stor grad fortsatt er, et mysterium. Men det finnes antipartikler som spretter frem av forskjellige prosesser som radioaktivt henfall og spontan partikkel- antipartikkel-generering fra vakuum. Hvis en antipartikkel kommer i kontakt med en partikkel av samme type -- for eksempel et positron og et elektron -- vil de tilintetgjøre hverandre, og energien de består av frigjøres, ofte i form av et foton.


Svak kjernekraft er den fundamentalkraften som sørger for radioaktivt betahenfall, som betyr at et nøytron blir omgjort til et proton, eller omvendt, med litt ekstra. Det finnes da altså to typer betahenfall: beta minus (β^-), og beta pluss (β⁺). Førstnevnte er når et nøytron blir omgjort til et proton, og sistnevnte er når et proton blir omgjort til et nøytron. Når førstnevnte finner sted, så betyr det at den svake kjernekraften gjør om en nedkvark til en oppkvark i et nøytron, og da ser vi med en gang at nøytronet har blitt et proton. Men på grunn av noe som kalles konservering av ladning, som betyr at den totale ladningen må være konstant, så betyr det at siden det nøytrale nøytronet har blitt et positivt proton, så må det også genereres et negativt elektron, som skytes ut i ofte ekstremt høy hastighet. I tillegg til dette genereres det enda en partikkel, nemlig en elektronantinøytrino -- en knøttende liten partikkel nesten uten masse og helt uten ladning. I β⁺-henfall gjøres en oppkvark i et proton om til en nedkvark, med utsending av et positron og et elektronnøytrino som resultat.

(Hvis man skal være mer nøyaktig her, så gjøres egentlig kvarken om fra en opp- eller nedkvark til en ned- eller oppkvark og noe som kalles et W-boson -- en av kraftbærerne for den svake kjernekraften, slik som fotonet og gluonet er for henholdsvis elektromagnetismen og fargekraften. W-bosonet er elektrisk ladd, og kan være enten positivt eller negativt, hvor de to variantene er antipartikler av hverandre, avhengig av om det kommer av β⁺- eller β^--henfall. De to variantene skrives som W⁺ og W^-. W-bosonet har en veldig høy masse, og av grunner som krever en litt for stor digresjon å forklare, så er den ustabil og har en ekstremt kort halveringstid på 3*10^-25 sekunder. Den forvandles derfor nærmest umiddelbart til enten et elektron og et elektronantinøytrino eller et positron og et elektronnøytrino.)

Du ser sikkert at denne prosessen faktisk gjør et grunnstoff om til et annet, ettersom det er antall protoner i kjernen som definerer hvilket grunnstoff et atom er.

Ja, jeg vil strekke meg lenger enn ivioynar og si at det faktisk ikke er riktig at partikler må ha masse. Det er ingen forutsetning at noe skal ha masse for å kunne anses som en partikkel -- både fotoner og gluoner er masseløse, og er definert som elementærpartikler. Masse er kun en av flere definerende egenskaper en partikkel kan ha. Andre egenskaper er for eksempel elektrisk ladning, fargeladning og spinn. Fotoner oppfører seg alltid som partikler, men mens partikler er i forflytning kan de (eller deres sannsynligheter for posisjon, impuls osv.) interferere med andre partikler og seg selv på en måte som er analogt med det vi kjenner fra bølgefysikk. Dette gjelder også partikler med masse, men desto større masse de har, jo mer vil de oppføre seg som "klassiske, harde" partikler.

Igår kveld gikk det et program på NatGeo om kosmos. Der pratet de om strengteori og litt hvert som jeg ikke fikk helt med meg. Blant annet så de noe om at det finnes 10^500 forskjellige kvarker/(ladninger?). Videre snakket de også om muligheten for multi univers og flere titalls dimensjoner samt at flere og flere forskere har fått mer tro på strengteorien.

Vet du om noen til ordentlige kilder?

Bare for nysgjerrigheten, hva er det du har studert? Du kommer alltid med en vegg av tekst når emner som fysikk dukker opp.

På et slikt nivå kan det være ganske givende å lese fysikk fra et populærvitenskapelig perspektiv, altså uten all den vanskelige matematikken og tekniske sjargongen. For det kan jeg varmt anbefale "The Fabric of the Cosmos" av professor i matematikk og fysikk Brian Greene ved Columbia University. Han skrivet godt og med en smittende entusiasme om de største nyvinningene innenfor moderne fysikk, inkludert relativitetsteori, kvantemekanikk og strengteori, med fokus på hva fysikken sier om rom og tid.

Andre bøker er for eksempel "Big Bang" av Simon Singh, som gir en veldig inngående og interessant fremstilling av hvordan Big Bang teorien så dagens lys. Her reiser vi gjennom fysikkens historie helt fra antikkens filosofer til nåtidens moderne og kjente fysikere i deres søken etter kunnskap om universet, og da mer spesifikt universets opprinnelse. En flott bok som både gir en livlig illustrasjon av mange sentrale bidragsytere, hvordan vitenskap fungerer og ikke minst de store ideene innenfor fysikken.

For en bok som mer spesifikt tar for seg temaet i denne tråden kan jeg også anbefale et lite gullkorn ved navn "Cosmic Onion - Quarks and the Nature of the Universe" av Frank Close. Denne er imidlertid litt mer teknisk av seg.

Her er det selvsagt også verdt å nevne Stephen Hawkings klassiker "A Brief History of Time". Videre er det mange flotte dokumentarer og TV-serier det kan være givende å kikke på, for eksempel Brian Greene sin "The Fabric of the Cosmos", en TV-serie som baserer seg på boken ved samme navn.

Beklager om jeg feilformulerte meg. Jeg personlig syntes funksjoner, likninger og algebraiske utrykk er utrolig morsomt. Jeg tenker på matematikken en har på VGS, der den ofte blir veldig generell og tar med masse drit jeg ikke kunne brydd meg mindre om. Ikke mer enn 20% av tiden på Ungdommskolen gikk på matte jeg kommer til å få bruk for innenfor fysikk og dens sub-temaer. Jeg kom opp i matte muntlig/skriftlig fikk både 5 og 6 så ferdighetene er ikke å klage på. Interessen for diverse temaer derimot er ikke alltid tilstedeværende.

Beklager om det ble litt OT men forklaring måtte på plass
Cheers.

BTW, jeg er helt og hundre prosent klar over at VELDIG mye av matten en har på skolen blir brukt i fysikk på ett eller annet nivå