Що таке стандартна модель [ScienceClic]

Вітаємо на Science Clic. Сьогодні ми розповімо́ вам про Стандартну модель. Стандартна модель обʼєднує всі елементарні частинки, з яких складається Всесвіт, в єдину теорію. Елементарні частинки - це фундаментальні елементи, що лежать в основі усьо́го Всесвіту. Це найменші, неподільні частинки. Стандартна модель розподіляє ці елементарні частинки на групи. Перш за все, Всесвіт складається з матерії. Матерія є основою для живих істот, планет, зірок та усього́, що має масу. Елементарні частинки, які

складають матерію, називаються ферміо́нами. Існує дві групи ферміонів: ква́рки і лепто́ни. Саме з кварків та лептонів складається вся речовина́. Кварки і лептони утворюють три покоління фундаментальних частинок. Кожне покоління містить одну пару кварків та одну пару лептонів. До першого покоління відносять верхній та нижній кварки, а також два види лептонів - електрони та електронні нейтри́но. Це найпоширеніші частиники у Всесвіті. Поєднуючись у групи по три, верхній та нижній кварки утворюють

протони і нейтрони - основні компоненти атомних ядер. Також в атомах є електрони. Вони ніби "рухаються" навко́ло ядра́ з протонів і нейтронів, і їхній негативний заряд компенсує позитивний заряд протонів. Тому речовина́ зазвичай електрично нейтральна. Рухаючись впорядковано у провідниках, електрони створюють електричний струм. Найчисленнішими частинками речовини́ у Всесвіті є електронні нейтрино. Щосекунди крізь наші тіла́ проходить більше мільярда таких нейтрино. Електронні нейтрино практично н

е взаємодіють з речовиною, через що їх надзвичайно важко виявляти. Друге покоління частинок включає два кварки - "чарівни́й" та "дивний", - а також два лептони: мюон та мюо́нне нейтрино. Ці чотири види частинок мають масу, більшу від маси частинок першого покоління. І нарешті, третє покоління частинок утворене істинним та красивим кварками, а також та́у-лептоном і тау-нейтрино. Ці чотири частинки іще́ масивніші, ніж частинки двох перших поколінь. Частинки другого та третього поколінь вкрай рідкі

сні у нашому Всесвіті. Він майже цілковито складається з частинок першого покоління. Гаразд, йдемо́ далі. Усі частинки речовини існують в одно́му із двох можливих варіантів. Частинки речовини́ - ферміони - мають партнерів, які утворюють антиречовину: кожній частинці відповідає її античастинка. Античастинки мають такі самі характеристики, що й звичайні частинки, окрім протилежного електричного заряду. Також існують частинки, які не є складовими частинками речовини́. Їх називають елементарними боз

о́нами. Елементарні бозони є носіями фундаментальних взаємодій між двома частинками речовини́. Чотири такі бозони називаються "калібрувальними". Бозони кожного з трьох типів відповідають за певну взаємодію у Всесвіті. Фотон є калібрувальним бозоном, пов'язаним з електромагнітною взаємодією. Він рухається зі швидкістю світла і поро́джує електромагнітну взаємодію, а також ЕМ-випромінювання. Глюо́н - калібрувальний бозон, пов'язаний із сильною ядерною взаємодією. Ця взаємодія проявляється на дуже м

алих відстанях всередині атомних я́дер між протонами і нейтронами. Вона також втримує ра́зом кварки, з яких складаються протони та нейтрони. І нарешті існують бозони Z⁰ (зед-нуль), W+ (дубль-ве-плюс) і W- (дубль-ве-мінус), які є носіями слабкої ядерної взаємодії. Ця взаємодія відповідальна за такі явища, як радіоактивність і ядерний синтез у зірках на кшталт Сонця. Існує у стандартній моделі іще один бозон - бозон Хіґґса. Бозон Хіггса не є носієм взаємодії, він відповідає за особливе поле - поле

Хіґґса, яке надає масу деяким фундаментальним частинкам. Що більше частинки взаємодіють із цим полем, то більша їхня маса. Отож. У Всесвіті існує велике різноманіття елементарних частинок, і усі їх Стандартна модель поєднує в одній теоретичній конструкції. Однак ця теорія не може пояснити усього́. Наприклад, поза Стандартною моделлю залишається гравітація, яка є дуже важливою взаємодією у Всесвіті. Тому фізики запропонували ідею бозона, який переносив би гравітаційну взаємодію. Вчені назвали йо

го гравітоном. Однак його існування досі залишається гіпотезою.