Universums standardmodell
Standardsmodellen är en teori somvisar moderna idéer om det ursprungliga basmaterialet för att bygga universum. Denna modell beskriver hur materien bildas från dess grundläggande komponenter, vilka interaktionskrafter som finns mellan dess komponenter.
Kärnan i standardmodellen
I sin struktur, alla elementära partiklar(nukleoner), av vilka atomkärnan består, liksom några tunga partiklar (hattroner), består av ännu mindre enkla partiklar, som kallas grundläggande.
Sådana primära element i materien i nuettiden anses kvarker. De lättaste och vanligaste kvarkerna är uppdelade i övre (u) och nedre (d). Protonen består av en kombination av uud kvarks och en neutron - udd. Laddningen av u-kvarken är lika med 2/3, medan d-kvarken har en negativ laddning, -1/3. Om vi beräknar summan av laddningarnas kvarkkostnader, visar proton- och neutronkostnaderna sig strängt lika med 1 och 0. Det ger anledning att tro att standardmodellen beskriver fullständigt tillräcklig verkligheten.
Det finns flera par kvarkar som utgör mer exotiska partiklar. Så består det andra paret av charmiga (c) och främmande kvarker, och det tredje paret är sant (t) och vackert (b).
Nästan alla partiklar som kan förutsäga standardmodellen har redan upptäckts experimentellt.
Förutom kvarker, som en "byggnadmaterial "är de så kallade leptonerna. De bildar också tre par av partiklar: en elektron från elektron neutrino, myon neutrino Muon, tau lepton tau lepton-neutrino.
Quarks och leptoner är enligt forskarehuvudbyggnadsmaterialet på grundval av vilket den moderna modellen av universum skapades. De interagerar med varandra med hjälp av bärarpartiklar som överför effektpulser. Det finns fyra huvudtyper av sådan interaktion:
- starkt tack vare vilka kvark hålls inne i partiklarna
- elektromagnetisk
- svag, vilket leder till former av förfall
- gravitation.
Stark färginteraktion bär partiklar som kallas gluoner, som saknar massa och elektrisk laddning. Kvantkromodynamik studerar denna typ av interaktion.
Elektromagnetisk interaktion utförs genom utbyte av masslösa foton - kvant av elektromagnetisk strålning.
Svag interaktion uppstår på grund av massiva vektorbosoner, som är nästan 90 gånger större än protoner.
Gravitationsinteraktionen garanterar utbyte av gravitoner, som inte har massa. Det har emellertid inte varit möjligt att upptäcka dessa partiklar experimentellt ännu.
Standardmodellen tar hänsyn till de tre första typernainteraktion som tre olika manifestationer av en enda natur. Under påverkan av höga temperaturer smälter de krafter som verkar i universum faktiskt samman, så att de inte kan ses senare. Den första, som forskare har upptäckt, är de svaga kärn- och elektromagnetiska interaktionerna. Som ett resultat skapar det en elektrovågsinteraktion, som vi kan observera i moderna laboratorier under drift av partikelacceleratorer.
Teorin om universum säger att under dess periodUtseendet, under de första millisekunderna efter Big Bang, var linjen mellan elektromagnetiska och nukleära styrkor frånvarande. Och först efter att ha sänkt universellens genomsnittstemperatur till 10 14 K var fyra typer av interaktion i stånd att skilja och ta ett modernt utseende. Medan temperaturen var högre än detta märke, handlade endast de grundläggande krafterna för gravitations-, stark och elektrovik-växelverkan.
Elektriskväxelverkan kombineras medstarkt kärnämne vid en temperatur av ca 10 27 K, vilket är ouppnåeligt under moderna laboratorieförhållanden. Men även universum själva har inte sådana energier, det är därför inte möjligt att bekräfta eller förneka denna teori praktiskt taget. Men teorin, som beskriver processerna för att kombinera interaktioner, tillåter oss att ge några förutsägelser om de processer som förekommer vid lägre energinivåer. Och dessa prognoser bekräftas nu experimentellt.
Således erbjuder standardmodellenteori av strukturen av universum, som är sammansatt av materia leptoner och kvarg, och interaktioner mellan dessa partiklar beskrivs i teorier stor förening. Modellen är fortfarande ofullständig, eftersom den inte innefattar gravitationsinteraktion. Med den fortsatta utvecklingen av vetenskaplig kunskap och teknik, kan denna modell kompletteras och utvecklas, men just nu - det är det bästa av vad forskarna kunde utvecklas.
