A világegyetem standard modellje

A standard modell olyan elmélet, amelya modern univerzum felépítéséhez szükséges kezdeti alapanyagokról szóló modern ötleteket mutatja be. Ez a modell azt írja le, hogyan alakul ki az anyag az alapkomponenseiből, milyen kölcsönhatási erők léteznek komponensei között.

A standard modell lényege

Struktúrájában minden elemi részecskét(nukleonok), amelyekből az atommag áll, valamint bármely nehéz részecskék (hadronok), még kisebb egyszerű részecskékből állnak, amelyeket alapvetőnek neveznek.

Az anyag ilyen elsődleges elemei a jelenbenidő tekinthető kvarknak. A legkönnyebb és legelterjedtebb kvarkokat felső (u) és alsó (d) részekre osztják. A proton új kvarkok és neutron-udd kombinációjából áll. Az u-quark töltése 2/3, míg a d-kvark negatív töltés, -1 / 3. Ha kiszámítjuk a kvarkok töltésének összegét, akkor a proton és a neutron töltések szigorúan egyenlőnek 1 és 0. Ez megalapozza azt a feltételezést, hogy a standard modell abszolút megfelelően leírja a valóságot.

Több pár kvark létezik, amelyek több egzotikus részecskéket alkotnak. Tehát a második pár varázolt (c) és furcsa kvarkokból áll, és a harmadik pár igaz (t) és gyönyörű (b).

Majdnem az összes olyan részecskét, amelyek képesek megjósolni a standard modellt, már kísérletileg felfedezték.

A kvarkok mellett, mint egy "épület"anyag "az úgynevezett leptonok. Is képeznek, három pár részecskék: egy elektront az elektron neutrínó, müon neutrínó müon, tau-lepton tau lepton-neutrínó.

Quarks és leptons, a tudósok szerinta fő építőanyag, amely alapján az Univerzum modern modellje jött létre. Együttműködnek egymással az energiaimpulzusokat továbbító hordozó részecskék segítségével. Az ilyen interakció négy fő típusa létezik:

- erős, melynek köszönhetően a kvarkokat a részecskék belsejében tartják;

- elektromágneses;

- gyenge, ami a bomlás formáihoz vezet;

- gravitációs.

Erős színinterakció a gluonok részecskéit hordozza, amelyekben nincs tömeg és elektromos töltés. A kvantumkromodinamika tanulmányozza ezt az interakciót.

Az elektromágneses interakciót a tömegtelen fotonok cseréje végzi - az elektromágneses sugárzás mennyisége.

A gyenge kölcsönhatás nagyméretű vektor bozonok miatt következik be, amelyek közel 90-szer nagyobbak, mint a protonok.

A gravitációs kölcsönhatás biztosítja a gravitonok cseréjét, amelyeknek nincs tömegük. Ezeket a részecskéket azonban még kísérletileg nem lehetett észlelni.

A standard modell az első három típust veszi figyelembeaz interakció három különböző, egyetlen jellegű megnyilvánulása. A magas hőmérséklet hatására az univerzumban fellépő erők ténylegesen összeolvadnak egymással, így ezeket nem lehet felismerni. Az első, amint a tudósok rájöttek, a gyenge atom- és elektromágneses kölcsönhatások. Ennek eredményeképpen elektrolitikus kölcsönhatást hoz létre, amelyet a modern laboratóriumokban a részecskegyorsítók működése során megfigyelhetünk.

Az univerzum elmélete szerint a korszakábana Big Bang után az első milliszekundumban hiányzott az elektromágneses és a nukleáris erők közötti vonal. És csak miután az univerzum átlaghőmérsékletét 10 14 K-ra csökkentették, négyfajta interakció képes volt elválasztani és modern szemmel nézni. Míg a hőmérséklet magasabb volt, mint ez a jel, csak a gravitációs, erős és elektrofunkciós interakció alapvető ereje járult hozzá.

Az elektrohullám kölcsönhatás kombinálódikerős nukleáris, körülbelül 10 27 K-os hőmérsékleten, ami a modern laboratóriumi körülmények között elérhetetlenné válik. Azonban még az Univerzum sem rendelkezik ilyen energiákkal, ezért gyakorlatilag még nem lehet megerősíteni vagy megtagadni ezt az elméletet. De az elmélet, amely leírja a kölcsönhatások kombinálásának folyamatát, lehetővé teszi számunkra, hogy néhány előrejelzést adunk az alacsonyabb energiaszinten előforduló folyamatokról. És ezek az előrejelzések kísérletileg megerősítést nyernek.

Így a standard modell kínálaz univerzum struktúrájának elmélete, amelynek tárgya a leptonok és a kvarkok, és ezeknek a részecskéknek az interakcióját írja le a nagy egységesítési elméletek. A modell még mindig hiányos, mivel nem tartalmazza a gravitációs kölcsönhatást. A tudományos ismeretek és technológiák továbbfejlesztésével ez a modell kiegészíthető és fejleszthető, de jelenleg a legjobb a tudósok számára.

</ p>