Aký je štandardný model časticovej fyziky?

(Angela Kotsell/iStock)

Štandardný model je súbor matematických vzorcov a meraní popisujúcich elementárne častice a ich interakcie. Je to podobné spôsobu, akým Periodická tabuľka prvkov popisuje atómy, kategorizuje ich na základe ich charakteristík, ale namiesto toho štandardný model kategorizuje elementárne častice – fermióny a bozóny.

Tento model bol vyvinutý v etapách od začiatku 70. rokov 20. storočia a kombinoval to, čo bolo v tom čase známe o časticiach a silách, aby sa vytvorila plne konzistentná kvantová teória hmoty.

Nielenže odviedol dobrú prácu pri opise a mapovaní toho, čo bolo známe, ale predstavil aj medzery, ktoré predpovedali existenciu zatiaľ neobjavených častíc, ako napr. Higgsov bozón .



Štandardný model je v súčasnosti najpresnejšou teóriou pokrývajúcou základy časticovej fyziky. Ale nie je to ani zďaleka dokonalé, ťažko sa to začleňujevšeobecnej teórie relativitypopis gravitácie, povedzte nám, prečo je vesmírrozširuje stále rýchlejšiealebo vysvetlite, prečo existujeviac hmoty ako antihmoty.

Rodiny častíc

Štandardný model kategorizuje základné častice do súvisiacich skupín, ako je vidieť v tabuľke nižšie.

Fermióny

Predstavte si ich ako bloky hmoty Lego, ktoré spolu vytvárajú vesmír. Základným pravidlom týchto vecí je „neseď tam, kde sedím ja“. Charakteristickým znakom ich kvantových vlastností je, že žiadne dva fermióny nemôžu zaberať rovnaké miesto naraz, čo im umožňuje postaviť všetko od atómov po planéty.

Fermióny možno ďalej triediť na kvarky a leptóny. Fermionové kvarky sa spájajú do známejších protónov a neutrónov. Protón sa napríklad skladá z jedného down a dvoch up kvarkov, ktoré sú zlepené dohromady takzvanou silnou jadrovou silou. Táto sila však neovplyvňuje druhú triedu fermiónov, leptónov.

Leptóny zahŕňajú elektróny, ktoré sa vznášajú okolo jadra atómov; častice podobné elektrónom, ako sú taus a mióny; a neutrína - malé, sotva sa vyskytujúce častice, ktoré prechádzajú planétou v húfoch podobných duchom, sotva sa zastavia, aby pozdravili.

bozóny

Toto sú šepoty, ktoré udržujú fermiony v kontakte, sprostredkúvajú sily, ktoré viažu a odpudzujú hmotu, aby vysvetlili, prečo nemôžeme prechádzať stenami, prečo svetlo prichádza v rôznych farbách, prečo sa malé atómy môžu vtesnať do väčších a prečo tie väčšie. niekedy sa rozpadnú.

Zahŕňajú fotóny, častice svetla, ktoré komunikujú elektromagnetickú silu; gluóny, ktoré poskytujú silnú jadrovú silu, ktorá spája kvarky a vytvárajú protóny a neutróny; W & Z bozóny, ktoré sa zaoberajú slabou jadrovou silou; a slávna Higgsova častica, čo vysvetľuje, prečo majú niektoré častice za určitých podmienok hmotnosť.

Všetky články založené na téme sú určené na overovanie faktov, aby boli správne a relevantné v čase publikovania. Text a obrázky môžu byť zmenené, odstránené alebo pridané ako redakčné rozhodnutie, aby boli informácie aktuálne.

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.