Co je standardní model?
Standardní model fyziky částic je nejlepší aproximací fyziky k úplné teorii reality. Popisuje desítky částic a jejich vzájemné interakce, které spadají do tří kategorií; silná jaderná síla , slabá jaderná síla a elektromagnetismus . Částice zapadají do dvou tříd: bosony nebo ferimony.
Fermiony zahrnují známý proton a neutron (oba jsou složeny z kvarků, neutrin a gluonů) a elektron, který je základní.
Bosoni zprostředkovávají interakce mezi fermiony.
Hlavní rozdíl mezi bosony a fermiony spočívá v tom, že bosony mohou sdílet stejný kvantový stav, zatímco fermiony nemohou. Standardní model se běžně používá k predikci výsledků interakcí mezi částicemi na mnoho významných čísel přesnosti. Není úplně kompletní, ale je nejlepší teorií okolo od svého vzniku v letech 1970 až 1973.
Fermiony se skládají ze 6 odrůd kvarku a 6 odrůd leptonu . Téměř veškerá hmota, kterou kolem sebe pozorujeme, se skládá ze 2 typů kvarků, kvarků „nahoru“ a „dolů“ a 1 odrůdy leptonu, elektronu. Tyto tři částice jsou dostatečné k vytvoření všech atomů v periodické tabulce a molekul, které vytvářejí, když jsou navzájem spojeny. Zbývající 4 kvarky a 5 leptony jsou masivnější verze, které se jinak chovají stejně jako jejich méně masivní bratranci. Mohou být vytvořeny v experimentech s vysokou energií fyziky po zlomek vteřiny. Každý lepton má neutrino (částice nesoucí energii s extrémně nízkou hmotností a vysokou rychlostí), které tomu odpovídá. Všechny tyto částice mají také antihmotové verze, které se chovají stejným způsobem, ale ničí se při kontaktu s non antihmotou a přeměňují hmotu obou částic na čistou energii.
Bosoni přicházejí ve 4 variantách, které zprostředkovávají výše zmíněné tři základní síly . Nejznámější boson je foton , který zprostředkovává elektromagnetismus. Toto je zodpovědné za všechny jevy obklopující elektřinu, magnetismus a světlo. Jiné bosony zahrnují W a Z bosony, které zprostředkovávají slabou jadernou sílu; a gluony, které zprostředkovávají silnou jadernou sílu, která spojuje kvarky dohromady do větších částic, jako jsou neutrony a protony. Tímto způsobem Standardní model vysvětluje nebo spojuje 3 ze 4 základních sil v přírodě; vynikající silou je gravitace.
Higgsův boson je boson, jehož existence je předpovídána standardním modelem, ale dosud nebyla pozorována. Bylo by odpovědné za mechanismus, kterým všechny částice získávají hmotu. Další hypotetický boson je graviton, který by zprostředkoval gravitační interakce.
Gravitace není součástí standardního modelu, protože nám chybí teoretický popis ani experimentální stopy bosonů, které zprostředkovávají gravitační interakce. Moderní teorie strun však zavedla zajímavé možnosti dalšího zkoumání možných způsobů, jak odhalit hypotetickou graviton. Pokud bude jeden den úspěšný, může se ukázat, že nahradí standardní model sloučením všech 4 základních sil, a stane se tak nepolapitelným „teorií všeho“.