Что такое стандартная модель физики элементарных частиц?

Что такое стандартная модель физики элементарных частиц?

Стандартная модель — это набор математических формул и измерений, описывающих элементарные частицы и их взаимодействия.

Она похоже на то, как Периодическая таблица элементов описывает атомы, классифицируя их на основе их характеристик, но вместо этого Стандартная модель классифицирует элементарные частицы — фермионы и бозоны.

Эта модель, которая разрабатывалась поэтапно, начиная с начала 1970-х годов, объединила все, что было известно о частицах и силах в то время, для разработки полностью согласованной квантовой теории материи.

Стандартная модель не только хорошо описала и отобразила то, что было известно, но и показала пробелы, которые предсказывали существование еще не обнаруженных частиц, таких как бозон Хиггса.

Стандартная модель в настоящее время является наиболее точной теорией, охватывающей основы физики элементарных частиц.

Семейства частиц.

Стандартная модель делит элементарные частицы на связанные группы, как показано в таблице ниже.

Фермионы.

Представьте их как блоки Lego, соединяющиеся вместе, чтобы образовать Вселенную. Основное правило — «не находись там, где я нахожусь». Особенностью квантовых свойств фермионов является то, что никакие два фермиона не могут занимать одно и то же место одновременно, что позволяет им строить все, от атомов до планет.

Фермионы можно разделить на кварки и лептоны. Фермионные кварки объединяются в более знакомые протоны и нейтроны. Например, протон состоит из одного нижнего и двух верхних кварков, которые склеены вместе так называемым сильным ядерным взаимодействием. Но эта сила не влияет на второй класс фермионов, лептоны.

Лептоны включают электроны, которые парят вокруг ядра атомов; электроноподобные частицы, такие как таус и мюоны; и нейтрино — маленькие, труднодоступные частицы, которые пролетают сквозь нашу планету в огромном количестве, едва останавливаясь, чтобы поздороваться.

Бозоны.

Бозоны — посреднические силы, связывающие и отталкивающие материю, объясняющие, почему мы не можем проходить сквозь стены, почему свет бывает разного цвета, почему маленькие атомы могут сжиматься в более крупные и почему более крупные иногда разваливаются.

В них входят фотоны, частицы света, передающие электромагнитную силу; глюоны, которые обеспечивают сильное ядерное взаимодействие, связывающее кварки вместе с образованием протонов и нейтронов; W & Z-бозоны, имеющие дело со слабым ядерным взаимодействием; и знаменитый бозон Хиггса, который объясняет, почему некоторые частицы имеют массу при определенных условиях.

Текст и изображения могут быть изменены, удалены или добавлены по решению редакции, чтобы информация оставалась актуальной.

logo