Cтандартная модель объединяет все элементарные частицы, составляющие Вселенную, в единую теорию. Элементарные частицы - фундаментальные элементы из которых состоит вся вселенная. Это мельчайшие частицы, которые нельзя разбить или разделить. Стандартная модель разделяет их на две группы.
Видео-версия статьи
Материальная группа
Вселенная состоит из материи, которая имеет фундаментальное значение для живых существ, планет, звезд и всего, что имеет массу. Элементарные частицы, из которых состоят материя, называются фермионами.
Есть две основные категории фермионов - кварки и лептоны, из которых и состоит вся материя, они существуют в трех различных формах, которые мы называем поколениями. С каждым поколением связана определённая пара кварков и пара лептонов.
Первое поколение состоит из верхних и нижних кварков, а также двух типов лептонов, электронов и электронных нейтрино. Это самые распространенные частицы, встречающиеся в нашей Вселенной. Когда они соединяются в группы из трех верхних и нижних кварков, образуют протоны и нейтроны, которые являются основными компонентами атомного ядра. Электроны также присутствуют в атомах, вращающихся вокруг протонов и нейтронов, их отрицательный заряд нейтрализует положительный заряд протонов, так что материя может оставаться нейтральной. Перемещаясь по проводам, электроны также ответственны за электричество. Наконец, электронные нейтрино - самые многочисленные частицы материи во Вселенной - например через наше тело каждую секунду их проходит более 1 000 миллиардов. Они не взаимодействуют с материей, что делает их очень трудными для обнаружения.
Материя второго поколения включает в себя "s-кварки" и "c-кварки", а также мюоны и мюонные нейтрино. Эти четыре частицы имеют массу больше, чем у первого поколения.
Третье поколение состоит из "b-кварков" и "t-кварков", а также "тау-лептон" и "тау-нейтрино". Эти четыре частицы более массивны по сравнению с двумя первыми поколениями.
Частицы второго и третьего поколения очень редки во Вселенной, которая почти полностью состоит из частиц первого поколения.
Все материальные частицы существуют в двух версиях - доказано, что существует еще одна форма материи, которая зовётся "антиматерией", это зеркальное отражение каждой из вышеуказанных частиц, но с противоположным электрическим зарядом. Все остальные свойства "античастиц" - идентичны.
Нематериальная группа
Вторая группа - не составляющие материи, мы называем их "бозонами". Бозон - это частица, которая действует как передатчик, обеспечивая взаимодействие частиц на расстоянии.
Четыре из них названы калибровочными бозонами. Каждый из этих калибровочных бозонов представляет собой силу взаимодействия во Вселенной.
Фотон - это калибровочный бозон, связанный с электромагнитным взаимодействием, он движется со скоростью света и порождает магнетизм, а также сам свет.
Глюон - это калибровочный бозон, связанный с сильным взаимодействием, которое проявляется в микроскопических масштабах и отвечает за сильные взаимодействия. Он поддерживает вместе кварки, которые образуют протоны и нейтроны.
Наконец, «z0», «w плюс» и «w минус» - это калибровочные бозоны, связанные со слабым взаимодействием. Эта сила лежит в основе таких явлений, как радиоактивность частиц и ядерный синтез, который происходит внутри звезд, подобных Солнцу.
В стандартной модели существует ещё один бозон - "бозон Хиггса". Бозон Хиггса на самом деле представляет собой не силу, а поле. Это поле Хиггса придает массу частицам, которые проходят через него. Чем больше частицы взаимодействуют с этим полем, тем больше их масса.
Во Вселенной существует огромное разнообразие элементарных частиц, которые стандартная модель объединяет в единую теорию. Однако эта теория пока не может объяснить всего. Например, "стандартная модель" пока не включает гравитацию, которая, очевидно существует во Вселенной. Для того, чтоб её объяснить, физики предположили существование бозона, который будет нести гравитационное взаимодействие - "гравитона". Однако на текущий момент его существование остается чисто гипотетическим.
Если интересуешься физикой - на канале есть статьи о гениях Николе Тесла и Альберте Эйнштейне.
Больше статей в Телеграм
И интересного контента в видео формате на YouTube
Подписывайтесь, чтобы знать больше!
