Стандартная модель — теоретическая конструкция в физике элементарных частиц, описывающая электромагнитное, слабое и сильное взаимодействие всех элементарных частиц. Стандартная модель не является теорией всего, так как не описывает тёмную материю, тёмную энергию и не включает в себя гравитацию. Экспериментальное подтверждение существования промежуточных векторных бозонов в середине 1980-х годов завершило построение Стандартной модели и её принятие как основной. Необходимость незначительного расширения модели возникла в 2002 году после обнаружения нейтринных осцилляций, а подтверждение существования бозона Хиггса в 2012 году завершило экспериментальное обнаружение предсказываемых Стандартной моделью элементарных частиц.
Стандартная модель состоит из следующих положений:
1.
Всё вещество состоит из 24 фундаментальных квантовых полей спина ½, квантами которых являются фундаментальные частицы-фермионы, которые можно объединить в
три поколения фермионов: 6 лептонов (электрон, мюон, тау-лептон, электронное нейтрино, мюонное нейтрино и тау-нейтрино), 6 кварков (u, d, s, c, b, t) и 12 соответствующих им античастиц.
2. Кварки участвуют в сильных, слабых и электромагнитных взаимодействиях; заряжённые лептоны (электрон, мюон, тау-лептон) — в слабых и электромагнитных; нейтрино — только в слабых взаимодействиях.
3. Все
три типа взаимодействий возникают как следствие постулата, что наш мир симметричен относительно трёх типов калибровочных преобразований. Частицами-переносчиками взаимодействий являются бозоны:
- 8 глюонов для сильного взаимодействия (группа симметрии SU(3));
- 3 тяжёлых калибровочных бозона (W+, W−, Z0) для слабого взаимодействия (группа симметрии SU(2));
- один фотон для электромагнитного взаимодействия (группа симметрии U(1)).
4. В отличие от электромагнитного и сильного, слабое взаимодействие может смешивать фермионы из разных поколений, что приводит к нестабильности всех частиц, за исключением легчайших, и к таким эффектам, как нарушение CP-инвариантности и нейтринные осцилляции.
5. Внешними параметрами Стандартной модели являются:
- массы лептонов (3 параметра, нейтрино принимаются безмассовыми) и кварков (6 параметров), интерпретируемые как константы взаимодействия их полей с полем бозона Хиггса,
- параметры CKM-матрицы смешивания кварков — три угла смешивания и одна комплексная фаза, нарушающая CP-симметрию — константы взаимодействия кварков с электрослабым полем,
- два параметра поля Хиггса, которые связаны однозначно с его вакуумным средним и массой бозона Хиггса,
- три константы взаимодействия, связанные, соответственно, с калибровочными группами U(1), SU(2) и SU(3) и характеризующие относительные интенсивности электромагнитного, слабого и сильного взаимодействий.
В связи с тем, что обнаружены нейтринные осцилляции, Стандартная модель нуждается в расширении, которое вводит дополнительно 3 массы нейтрино и как минимум 4 параметра PMNS-матрицы смешивания нейтрино, аналогичные CKM-матрице смешивания кварков, и, возможно, ещё 2 параметра смешивания, если нейтрино являются майорановскими частицами. Также в число параметров Стандартной модели иногда вводят вакуумный угол квантовой хромодинамики. Примечательно, что математическая модель с набором из 20 с небольшим чисел способна описать результаты миллионов проведённых к настоящему времени в физике экспериментов.
P.S. Наука нашла и объяснила "
три, из которых происходит вся масса вещей" (всё материальное нашего мира).
Что же такое
два с точки зрения физики? может взаимодействие между: материей и энергией/темной материей и тёмной энергией
. Но и тут пока просматривается
три - материя, тёмная материя и гравитация... или гравитация следствие взаимодействия... вопросы и вопросы
