Hvad er standardmodellen?

Standardmodellen af partikelfysik er fysikens bedste tilnærmelse til en komplet virkelighedsteori. Den beskriver snesevis af partikler og interaktioner mellem dem, der falder i tre kategorier; Den stærke atomkraft , svage atomkraft og elektromagnetisme . Partiklerne passer ind i to klasser: bosoner eller ferimons.

fermions inkluderer den velkendte proton og neutron (som begge er sammensat af kvarker, neutrinoer og gluoner) og elektronet, som er grundlæggende.

Bosons medierede interaktioner mellem fermions.

Den største forskel mellem bosoner og fermioner er, at bosoner kan dele den samme kvantetilstand, mens fermioner ikke kan. Standardmodellen bruges rutinemæssigt til at forudsige resultaterne af interaktioner mellem partikler til mange signifikante tal af nøjagtighed. Det er ikke helt komplet, men er den bedste teori rundt siden starten mellem 1970 og 1973.

Fermions består af 6 kvarksorter og 6 Lepton -sorter . Næsten alt spørgsmål, vi observerer omkring os, består af 2 Quark -typer, "op" Quark og "Down" Quark og 1 Lepton -sorten, elektronet. Disse tre partikler er tilstrækkelige til at udgøre alle atomer i den periodiske tabel, og de molekyler, de skaber, når de er bundet til hinanden. De resterende 4 kvarker og 5 leptoner er mere massive versioner, der ellers opfører sig de samme som deres mindre massive fætre. De kan oprettes i højenergifysiske eksperimenter i perioder med split-sekund. Hver Lepton har en neutrino (energibærende partikel af ekstremt lav masse og høj hastighed), der svarer til den. Alle disse partikler har også antimaterieversioner, der opfører sig på samme måde, men udsletter ved kontakt med ikke-antimateri, der konverterer massen af ​​begge partikler til ren energi.

boSønner findes i 4 sorter, der formidler de tre grundlæggende kræfter, der er nævnt tidligere . Den mest kendte boson er foton , der formidler elektromagnetisme. Dette er ansvarlig for alle fænomener omkring elektricitet, magnetisme og lys. Andre bosoner inkluderer W- og Z -bosoner, der formidler den svage atomkraft; og gluoner, der formidler den stærke atomkraft, der binder kvarker sammen i større partikler, såsom neutroner og protoner. På denne måde forklarer eller forener standardmodellen 3 af de 4 grundlæggende kræfter i naturen; den fremragende kraft er tyngdekraften.

Higgs Boson er en boson, hvis eksistens er forudsagt af standardmodellen, men endnu ikke er blevet observeret. Det ville være ansvarlig for den mekanisme, hvormed alle partiklerne får masse. En anden hypotetisk boson er graviton, der ville formidle gravitationsinteraktioner.

tyngdekraft er ikke inkluderet i standardmodellen, fordi vi mangler en teoretisk beskrivelse ellerEksperimentelle ledetråde fra de bosoner, der medierer gravitationsinteraktioner. Imidlertid har moderne strengteori introduceret spændende muligheder for yderligere efterforskning på mulige måder at afsløre den hypotetiske graviton. Hvis det en dag er vellykket, kan det vise sig at erstatte standardmodellen ved at forene alle 4 grundlæggende kræfter og dermed blive den undvigende "teori om alt."