Trong khoa họcvật lý, các hạt hạ nguyên tử (tiếng Anh: subatomic particle) là các hạt nhỏ hơn nhiều lần so với các nguyên tử,[1] là 1 khái niệm để chỉ các hạt cấu thành nên nguyên tử, cùng các hạt được giải phóng trong các phản ứng hạt nhân hay phản ứng phân rã. Ví dụ: electron, proton, neutron là những hạt hạ nguyên tử thường được nhắc đến. Có 2 loại hạt hạ nguyên tử: hạt sơ cấp, không được cấu tạo từ những hạt khác, và hạt tổ hợp.[2]Vật lý hạt và vật lý hạt nhân nghiên cứu những hạt này và cách chúng tương tác với nhau.[3] Ý tưởng tính chất của hạt được nghiên cứu qua các thí nghiệm cho thấy ánh sáng vừa có tính chất hoạt động giống như 1 dòng hạt (gọi là photon) vừa có các đặc tính của sóng. Điều này dẫn đến khái niệm mới về tính chất 2 mặt sóng-hạt để phản ánh rằng "các hạt" quy mô lượng tử hoạt động giống như cả các hạt và sóng (điều này đôi khi chúng được mô tả là các hạt phản xạ). 1 khái niệm mới khác, nguyên lý bất định, nói rằng các trạng thái của chúng đều xả ra đồng thời, chẳng hạn như vị trí và động lượng đồng thời xảy ra cùng một lúc, và không thể đo được chính xác.[4] Trong thời gian gần đây, tính 2 mặt sóng-hạt đã được chứng minh là không chỉ áp dụng cho các photon mà còn cho các hạt lượng tử khác.[5] Sự tương tác của các hạt trong khuôn khổ của lý thuyết trường lượng tử được hiểu là sự sáng tạo và hủy diệt lượng tử của các tương tác cơ bản tương ứng. Điều này pha trộn vật lý hạt với lý thuyết từ trường.
Tất cả các hạt composite đều lớn. Baryon (có nghĩa là "nặng") có xu hướng có khối lượng lớn hơn meson (có nghĩa là "trung gian"), có xu hướng nặng hơn lepton (có nghĩa là "nhẹ"), nhưng lepton nặng nhất (hạt tau) nặng hơn 2 hương vị nhẹ nhất của baryon (nucleon). Nó cũng chắc chắn rằng bất kỳ hạt nào có điện tích đều lớn.
Thông qua công trình nghiên cứu của Albert Einstein, Satyendra Nath Bose, Louis de Broglie, và nhiều nhà khoa học khác, lý thuyết khoa học hiện tại cho rằng tất cả các hạt đều có bản chất sóng.[7] Điều này đã được xác minh không chỉ cho các hạt cơ bản mà còn cho các hạt hợp chất như nguyên tử và thậm chí cả các phân tử. Trên thực tế, theo các công thức truyền thống của cơ học lượng tử phi tương đối tính, tính nhị nguyên sóng-hạt áp dụng cho tất cả các đối tượng, thậm chí là các đối tượng vĩ mô; mặc dù các đặc tính sóng của các đối tượng vĩ mô không thể được phát hiện do các bước sóng nhỏ của chúng.[8]
Thuật ngữ "hạt hạ nguyên tử" phần lớn là từ viết tắt của những năm 1960, được sử dụng để phân biệt một số lượng lớn các baryon và meson (trong đó bao gồm các hadron) từ các hạt mà giờ đây được cho là hạt cơ bản thực sự. Trước đó, các hadron đã từng được phân loại là "hạt cơ bản" bởi vì thành phần của chúng chưa được biết đến.
^“Subatomic particles”. NTD. Bản gốc lưu trữ 16 Tháng 2 2014. Truy cập ngày 5 tháng 6 năm 2012. Kiểm tra giá trị ngày tháng trong: |archive-date= (trợ giúp)
^Bolonkin, Alexander (2011). Universe, Human Immortality and Future Human Evaluation. Elsevier. tr. 25. ISBN9780124158016.
^
Eisberg, R. & Resnick, R. (1985). Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei, and Particles (ấn bản thứ 2). John Wiley & Sons. tr. 59–60. ISBN978-0-471-87373-0. For both large and small wavelengths, both matter and radiation have both particle and wave aspects. [...] But the wave aspects of their motion become more difficult to observe as their wavelengths become shorter. [...] For ordinary macroscopic particles the mass is so large that the momentum is always sufficiently large to make the de Broglie wavelength small enough to be beyond the range of experimental detection, and classical mechanics reigns supreme.
