Wat zijn de kleinste deeltjes waar atomen uit opgebouwd zijn?

Ianthe, 16 jaar
18 september 2010

Op school leren we over protonen, neutronen en elektronen. Echter kan ik het niet geloven dat dit solide bolletjes zijn. Dus komt de vraag in mij op waar die protonen, neutronen en elektronen uit opgebouwd zijn, en waaruit die deeltjes dan weer bestaan. Ook twijfel ik over het zogenaamde 'niets' wat tussen de elektronen en de atoomkern in zit. Is dit werkelijk een vacuĆ¼m?

Ik ben dus op zoek naar de grens van de huidige wetenschappelijke kennis over de bouw van atomen.

Antwoord

     Er is inderdaad nog een kleiner sub-atomair niveau van materie, namelijk de quarks. Protonen en neutronen bestaan verder elk uit drie quarks. Dit zijn momenteel de kleinste deeltjes die we kennen.
     Quarks bestaan in verschillende "smaken" ("flavours" in het engels) : de twee belangrijkste zijn de UP-quark (met lading 2/3) en de DOWN-quark (met lading 1/3). Zo bestaat een proton uit twee UP's en één DOWN, zodat de totale lading inderdaad +1 is. Een neutron bestaan uit twee DOWN's en één UP zodat de totale lading 0 is. Daarnaast bestaan er nog vier andere "smaken", die niet in normale alledaagse materie voorkomen en enkel korststondig waar te nemen zijn onder extreme omstandigheden in deeltjesversnellers. Ook in het heelal komen ze voor, steeds onder extreme omstandigheden. Ze heten STRANGE, CHARM, BOTTOM en TOP.
     Elke quark kan in drie varianten, de "kleuren" voorkomen, zodat er dus 18 quarks zijn. Elke quark heeft verder een ant-deeltje, een anti-quark.
     Quarks wisselen voortdurende "gluonen" uit, die ook een van deze drie kleuren hebben. Als een quark een gluon opvangt verandert zijn kleur, afhankelijk van de eigen kleur en die van het gluon. De gluons zijn krachtoverbrengende deeltjes, net zoals het foton dat is voor de electromagnetische kracht.
     De gluons worden dus voortdurend uitgewisseld en vormen een kracht die de quarks bij elkaar houdt. Die kracht neemt toe met de afstand, in tegenstellig tot bijvoorbeeld de zwaartekracht. Een quark kan je niet individueel afzonderen, want dan zou je hem moeten uit een proton of neutron trekken, en dat kost zoveel energie dat je met die energie gewoon een nieuw koppel quarks gaat maken in plaats van die ene quark los te trekken.
     Naast deeltjes bestaande uit drie quarks zoals het proton en het neutron zijn er ook elementaire deeltjes die uit een quark en een anti-quark bestaan.
     De ruimte tussen quarks moet je wel als vacuum beschouwen, want de gluons worden geacht massaloos te zijn, net zoals fotonen.

Kijk eens op : http://en.wikipedia.org/wiki/Quark
voor een goed vertrekpunt in deze fascinerende wereld.

Reacties op dit antwoord

Er zijn nog geen reacties op deze vraag.

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Zoek andere vragen

© 2008-2021
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door het
Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen