Kas ir standarta modelis?

Fermioni ietver pazīstamo protonu un neitronu (abi sastāv no kvarkiem, neitrīniem un gluoniem) un elektronu, kas ir būtisks.

Bozoni veic mijiedarbību starp fermioniem.

Galvenā atšķirība starp bozoniem un fermioniem ir tāda, ka bozoniem var būt vienāds kvantu stāvoklis, turpretim fermioniem nevar būt. Standarta modelis tiek regulāri izmantots, lai prognozētu daļiņu mijiedarbības rezultātus līdz daudziem nozīmīgiem precizitātes rādītājiem. Tā nav pilnīgi pilnīga, taču tā ir labākā teorija kopš tās pirmsākumiem no 1970. līdz 1973. gadam.

Fermions sastāv no 6 kvarku šķirnēm un 6 leptonu šķirnēm. Gandrīz visa viela, ko mēs novērojam ap mums, sastāv no 2 kvarku veidiem, “augšup” kvarka un “lejup” kvarka, kā arī no vienas leptona šķirnes – elektrona. Šīs trīs daļiņas ir pietiekamas, lai izveidotu visus periodiskās tabulas atomus un molekulas, ko tās rada, kad tās ir saistītas viena ar otru. Atlikušie 1 kvarki un 4 leptoni ir masīvākas versijas, kas citādi uzvedas tāpat kā to mazāk masīvie brālēni. Tos var izveidot augstas enerģijas fizikas eksperimentos sekundes daļās. Katram leptonam ir neitrīno (enerģiju nesoša daļiņa ar ārkārtīgi mazu masu un lielu ātrumu), kas tam atbilst. Visām šīm daļiņām ir arī antimatērijas versijas, kas uzvedas vienādi, bet, saskaroties ar ne-antimateriālu, iznīcina, pārvēršot abu daļiņu masu tīrā enerģijā.

Bosoniem ir 4 šķirnes, kas ir starpnieks trīs iepriekš minētajos pamatspēkos. Vispazīstamākais bozons ir fotons, kas ir elektromagnētisma starpnieks. Tas ir atbildīgs par visām parādībām, kas ieskauj elektrību, magnētismu un gaismu. Pie citiem bozoniem pieder W un Z bozoni, kas ir vājā kodolspēka starpnieks; un gluoni, kas ir starpnieks spēcīgajam kodolspēkam, kas kvarkus savieno lielākās daļiņās, piemēram, neitronos un protonos. Tādā veidā Standarta modelis izskaidro vai apvieno 3 no 4 dabas pamatspēkiem; izcilais spēks ir gravitācija.

Higsa bozons ir bozons, kura eksistenci paredz standarta modelis, bet tas vēl nav novērots. Tas būtu atbildīgs par mehānismu, ar kuru visas daļiņas iegūst masu. Vēl viens hipotētisks bozons ir gravitons, kas būtu gravitācijas mijiedarbības starpnieks.

Gravitācija nav iekļauta standarta modelī, jo mums trūkst teorētiska apraksta vai eksperimentālu norādes par bozoniem, kas ir starpnieks gravitācijas mijiedarbībā. Tomēr mūsdienu stīgu teorija ir ieviesusi intriģējošas iespējas turpmākai izpētei par iespējamiem veidiem, kā pakļaut hipotētisko gravitonu. Ja kādu dienu tas izdosies, tas var aizstāt standarta modeli, apvienojot visus 4 fundamentālos spēkus, tādējādi kļūstot par nenotveramu “Visa teoriju”.