Alles, was existiert und um uns herum passiert, basiert auf Teilchen. Diese können auch in verschiedenen Arten unterteilt werden. Unter anderem gibt es die Elementarteilchen. Vermutlich hast du das öfters gehört, doch fragst dich ständig: Was sind Elementarteilchen? Wir gehen der Sache auf den Grund und erklären, was es damit auf sich hat.

Was sind Elementarteilchen? Das sind die wichtigsten Fakten

Vermutlich wirst du das kennen: Du hast ganz oft einen Begriff gehört, doch kannst dir nichts darunter vorstellen. Das könnte unter anderem bei Elementarteilchen der Fall sein. Grundsätzlich handelt es sich hierbei um ein komplexeres Thema, doch wir werden dir das Thema verständlich erläutern. Beginnen wir daher mit den Basics.

Bei Elementarteilchen handelt es sich um die kleinsten und zugleich unteilbaren Bausteine der Materie. Daraus setzen sich alle weiteren Stoffe zusammen. Nahm man früher an, dass Atome und Moleküle die kleinsten Teilchen sind, wurde das im Laufe der Zeit widerlegt. Nach und nach entdeckten Wissenschaftler:innen und Forscher:innen immer kleinere Teilchen.

Stand jetzt gibt es vier Arten von Elementarteilchen, sprich den kleinsten Bausteinen aller Materie: Quarks, Leptonen, Eichbosonen und das Higgs-Boson. Dabei werden sie unterschieden zwischen Fermione (Quarks und Leptonen) und Bosonen (Eichbosonen und Higgs-Boson).

So werden Elementarteilchen weiter unterschieden

Zudem werden die kleinsten Teilchen untereinander noch einmal aufgeteilt. Beispielsweise gibt es sechs Arten eines Quarks (up, down, charm, strange, top, bottom). Ebenfalls in sechs Arten unterteilt werden die Leptonen. Für die Wechselwirkung der Elementarteilchen sind die Eichbosonen zuständig. Außerdem ist das Higgs-Boson für verschiedene Wechselwirkungen wichtig. Vereinfacht gesagt, sind diese für den Halt der Teilchen unabdingbar.

Da sind die relevantesten Infos zu den einzelnen Elementarteilchen

Nun gehen wir auf die einzelnen Elementarteilchen ein. Beginnen wir also zunächst mit den Quarks, um die Frage „Was sind Elementarteilchen?“, besser zu verstehen.

Verständlich wird es wohl, wenn man sich ein Atomkern vorstellt. Diese bestehen nämlich aus Protonen und Neutronen. Die wiederum jeweils drei Quarks enthalten. Wichtig zu erwähnen ist, dass Quarks nie frei vorkommen, sondern immer gebunden sind in Hadronen. Salopp gesagt, handelt es sich hierbei um Teilchen, die von einer starken Wechselwirkung zusammengehalten werden. Leptonen hingegen unterliegen keiner starken Wechselwirkung. Unterschieden wird dabei zwischen elektrisch geladenen Leptonen (Elektron, Myon, Tauon) sowie elektrisch neutralen Neutrinos. Diese haben alle auch ein Antiteilchen.

Bosonen werden unter anderem als Austauschteilchen bezeichnet. Wie bereits erwähnt, dienen sie dazu die Wechselwirkungen zwischen den Elementarteilchen zu vermitteln. Diese werden auch Eichbosonen genannt. Beim Higgs-Boson handelt es sich um ein hypothetisches Elementarteilchen, welches im Standardmodell die Masse erzeugt.

Zusammengesetzte Elementarteilchen

Was genau sind nun Elementarteilchen? Diese kommen auch in zusammengesetzter Form vor. Unter anderem sieht das dann folgendermaßen aus: Ein Quark und ein Antiquark bilden ein Meson. Drei Quarks (besser gesagt Antibaryonen aus jeweils drei Antiquarks) hingegen ein Baryon. Beides zusammen bilden ein Hadron.

Zwei wichtige Baryone sind unter anderem Proton (zwei up- und ein down-Quark) und Neutron (zwei down- und ein up-Quark). Gibst du noch Elektronen dazu, dann hast du im Endeffekt einen Atomkern.

Fazit: Elementarteilchen sind sehr komplex

Wie du wohl gemerkt hast, sind Elementarteilchen nicht einfach zu erklären. Doch wichtig zu wissen ist, dass alles auf die kleinsten Teilchen basiert. Sprich: Alles Elemente im Periodensystem sind auf Elementarteilchen aufgebaut.

„Was sind Elementarteilchen?“, sollte nun besser geklärt sein. Diese Erkenntnisse haben Forscher:innen und Wissenschaftler:innen über die Jahre herausgefunden. Ebenfalls einer der klügsten Köpfe der Geschichte war Albert Einstein. Hier kannst du nachlesen, wie er in seiner Kindheit getickt hat. Vermutlich hast du nicht damit gerechnet, aber Einsteins Relatitvitätstheorie steckt in fünf Dingen deines Lebens.

Quellen: Quarks, Studyflix, Cosmos-Indirekt