Model standardowy

Model standardowy to teoria fizyczna dotycząca cząstek elementarnych, która opisuje trzy spośród czterech podstawowych oddziaływań (poza grawitacją), czyli oddziaływanie silne, słabe i elektromagnetyczne.

W modelu standardowym cząstki elementarne dzieli się na fermiony, które stanowią budulec trwałej materii i bozony - nośniki oddziaływań.

Model ten można zilustrować graficznie.

Fermiony to cząstki o połówkowym spinie. Do cząstek tych zaliczamy kwarki, elektrony i cząstki elektronopodobne oraz neutrina.

Cząstki te można uszeregować w trzy generacje. W pierwszej generacji znajdują się dwa kwarki (górny u i dolny d), elektron oraz neutrino elektronowe. W generacji drugiej znajdują się cząstki odpowiadające pod względem właściwości cząstkom z pierwszej generacji, różniącej się zasadniczo masą. Są to kwark powabny c i dziwny s oraz mion i neutrino mionowe. Do trzeciej generacji zaliczamy kwark prawdziwy t i piękny b oraz taon i neutrino taonowe.

Cząstki te posiadają swoje antycząstki.

Bozony to cząstki o spinie całkowitym i odpowiadają za oddziaływania. Fermiony wymieniając się odpowiednimi bozonami ulegają oddziaływaniom.

Oto jakie bozony odpowiadają za poszczególne oddziaływania:

oddziaływanie silne - gluony g;
oddziaływanie słabe - bozony W⁺, W^- i Z⁰.
oddziaływanie elektromagnetyczne - fotony.

Do bozonów zaliczamy też bozon Higgsa - cząstkę, której istnienie potwierdzono dopiero całkiem niedawno (2012 rok) w CERN, a który odpowiada za nadawanie masy cząstkom elementarnym.

Pytania

Czy model standardowy wyjaśnia wszystko?

Niestety nie. Mimo, że teoria ta bardzo dobrze tłumaczy wiele zjawisk, ma także wiele braków. Fizycy nie ustają w poszukiwaniu rozszerzenia modelu standardowego. Powstają teorie wielkiej unifikacji, jednak do dziś nie ma takiej jednolitej teorii, którą w dodatku dałoby się sprawdzić doświadczalnie.

Czego brakuje w teorii modelu standardowego? Oto tylko wybrane kwestie. Model standardowy:

nie tłumaczy grawitacji,
brak zgodności z masą obserwowanego Wszechświata (zagadka ciemnej materii).

Gdzie w modelu standardowym należy umieścić protony i neutrony?

Protony i neutrony są hadronami, które zbudowane są z kwarków i gluonów.