جهان از چه ذراتی ساخته شده و این ذرات چگونه در كنش با یكدیگر هستند؟

در حدود سال 1900 تصور می شد كه اتم سنگ بنای جهان است و غیر قابل تجزیه می باشد، بزودی مشخص شد كه اتم از یك هسته ی مركزی با بار الكتریكی مثبت و تعدادی الكترون كه در اطراف آن در گردشند، تشكیل شده است هنگامی كه هسته مورد مطالعه قرار گرفت، فیزیكدانان متوجه شدند كه هسته از پروتون با بار الكتریكی مثبت و نوترون كه از نظر الكتریكی خنثی است تشكیل شده و الكترون‌ها در اطراف آن در گردشند با تحقیقات روی هسته، ذرات جدیدی كشف شدند. همچنین تحقیقات بیشتر نشان داد كه پروتون‌ها و نوترون‌ها نیز از ذرات دیگری كه كوارك نامیده شدند، ساخته شده است.

فیزیكدانان ذرات سازنده ی ماده را به دو دسته لپتون‌ها و كوارك‌ها تقسیم كردند. در این تقسیم بندی هادرون‌ها از جمله پروتون و نوترون، ذره ی بنیادی نیستند و از كوارك‌ها ساخته شده اند همه ی اجسام پایدار موجود در جهان از یك نوع لپتون و دو كوارك (بالا-پایین) ساخته شده اند كه تركیب این دو كوارك بصورت پروتون و نوترون ظاهر می‌شود علاوه بر بار الكتریكی، كوارك‌ها دارای خاصیت دیگری هستند كه بار-رنگ(colour charge)نامیده می‌شود. نیروی بین ذرات بار - رنگ بسیار قوی است كه آن را نیروی قوی می نامند.

این نیروی بسیار قوی كه روی پروتون‌ها و نوترون‌ها اعمال می شود بر نیروی دافعه الكتریكی بین پروتونها غلبه می‌كند و موجب می شود هسته پایدار بماند. در واقع نیروی قوی بین كوارك‌ها اعمال می شود. ذره ای كه این نیرو را حمل می كند گلوئون(gluon)نامیده می شود.

پاد ماده

یكی از كشفیات بسیار جالب، كشف پاد ماده است برای هر ذره ی بنیادی یك ذره دیگری وجود دارد كه آن را پاد ماده ی آن می نامند به عنوان مثال پاد ماده ی الكترون، پوزیترون است كه تنها از نظر الكتریكی با هم تفاوت دارند. ماده و پاد ماده یكدیگر را جذب كرده و به انرژی تبدیل می شوند به همین دلیل آن‌ها را پاد ماده می نامند توجه شود كه پاد ماده تنها یك اصطلاح است و از نظر فیزیكی هر دوی آنها ماده می باشند.