Hva er standardmodellen?

Standardmodellen av partikkelfysikk er fysikkens beste tilnærming til en fullstendig teori om virkelighet. Den beskriver dusinvis av partikler og interaksjonene mellom dem, som faller inn i tre kategorier; sterke atomkraften , svake kjernefysiske kraft og elektromagnetisme . Partiklene passer inn i to klasser: bosoner eller ferimoner.

fermions inkluderer det kjente protonet og nøytronet (som begge er sammensatt av kvarker, nøytrinoer og gluoner), og elektronet, som er grunnleggende.

bosons mediat.

Hovedforskjellen mellom bosoner og fermioner er at bosoner kan dele den samme kvantetilstanden, mens fermioner ikke kan. Standardmodellen brukes rutinemessig til å forutsi resultatene av interaksjoner mellom partikler til mange viktige figurer av nøyaktighet. Den er ikke helt fullstendig, men er den beste teorien rundt siden oppstarten mellom 1970 og 1973.

Fermions består av 6 kvarkvarianter og 6 lepton -varianter . Nesten all materie vi observerer rundt oss består av 2 kvarktyper, "opp" kvark og "down" kvark, og 1 leptons variasjon, elektronet. Disse tre partiklene er tilstrekkelige til å utgjøre alle atomene i den periodiske tabellen, og molekylene de skaper når de er bundet til hverandre. De resterende 4 kvarkene og 5 leptonene er mer massive versjoner som ellers oppfører seg samme som deres mindre massive søskenbarn. De kan opprettes i fysikkeksperimenter med høy energi for perioder med delt sekund. Hver lepton har en nøytrino (energir bærende partikkel med ekstremt lav masse og høy hastighet) som tilsvarer den. Alle disse partiklene har også antimateringsversjoner, som oppfører seg på samme måte, men tilinteterer ved kontakt med ikke-antimatter, og konverterer massen til begge partiklene til ren energi.

boSønner kommer i 4 varianter, som formidler de tre grunnleggende kreftene som er nevnt tidligere . Den mest kjente bosonen er Photon , som formidler elektromagnetisme. Dette er ansvarlig for alle fenomenene rundt strøm, magnetisme og lys. Andre bosoner inkluderer W- og Z -bosonene, som formidler den svake kjernefysiske kraften; og gluoner, som formidler den sterke kjernefysiske kraften som binder kvarker sammen til større partikler som nøytroner og protoner. På denne måten forklarer eller forener standardmodellen 3 av de 4 grunnleggende kreftene i naturen; den enestående kraften er tyngdekraften.

Higgs Boson er en boson hvis eksistens er spådd av standardmodellen, men som ennå ikke er observert. Det ville være ansvarlig for mekanismen som alle partiklene skaffer seg masse. En annen hypotetisk boson er gravitonet, som vil formidle gravitasjonsinteraksjoner.

tyngdekraften er ikke inkludert i standardmodellen fordi vi mangler en teoretisk beskrivelse ellerEksperimentelle ledetråder av bosonene som formidler gravitasjonsinteraksjoner. Imidlertid har moderne strengteori introdusert spennende muligheter for videre utforskning av mulige måter å avsløre den hypotetiske graviton. Hvis en dag vellykket, kan det vise seg å erstatte standardmodellen ved å forene alle de 4 grunnleggende kreftene, og dermed bli den unnvikende "teorien om alt."