Elementaire deeltjes

In 1935 lanceerde Hideki Jukawa (geb. 1907) een theorie dat de sterke interactiekrachten die de kern bijeenhouden, veroorzaakt worden door een uitwisseling van deeltjes die veel op elektronen leken, maar ;ongeveer 250 maal zo zwaar waren. Deze deeltjes noemde men pi-mesonen of pionen. voor de zwakke interactiekrachten zouden zgn. bosonen verantwoordelijk zijn.
Andere fundamentele deeltjes

In 1932 waren drie deeltjes voldoende om de atoomstructuur te verklaren. In de loop van de jaren zijn er door het onderzoek
naar kosmische stralen en het gebruik van deeltjesversnellers steeds meer nieuwe deeltjes ontdekt. Deze hebben de beschrijvingen van de bouw van een atoomkern veel gecompliceerder gemaakt. Men vond o.a. dat bij botsingen tussen hoogenergetische deeltjes nieuwe deeltjes kunnen. ontstaan, Er zijn er tegenwoordig meer dan 200 bekend, waarvan de meeste erg onstabiel zijn. Zij worden o.a. gekarakteriseerd door hun massa, hun lading en hun gemiddelde levensduur.

De talrijke subatomaire deeltjes kunnen ruwweg in twee groepen worden onderverdeeld, nl. deeltjes die sterke wisselwerkingen met elkaar hebben en deeltjes die slechts zwakke interacties vertonen. De eerste groep noemt men hadronen (hiertoe behoren bijv. de nucleonen, hyperonen en mesonen), de tweede groep leptonen (bijv. elektronen en neutrino's).

Het probleem van de hoge-energiefysica is een theorie te bedenken waarin plaats is voor al deze deeltjes. En theorie zegt bijv. dat deze deeltjes uit nog elementairdere deeltjes zijn opgebouwd. Het is dan mogelijk om alle hadronen te beschrijven als combinaties van drie van zulke elementaire deeltjes, die men quarks heeft genoemd. Deze hebben ladingen ter grootte van 1/3 of 2/3 van de elementaire lading (dat is die van het elektron). Ondanks veel onderzoek zijn deze quarks nog niet experimenteel aangetoond.

Een ander onderzoekterrein wil de verschillende soorten krachten onderbrengen in n theorie. Met de elektromagnetische en de zwakke interactiekrachten is dit inderdaad gelukt, maar een beschrijving die alle vier de krachten omvat laat nog op zich wachten.