Стандартная модель

Стандартная модель элементарных частиц; в правой колонке в калибровочные бозоны

Станда́ртная моде́ль в теоретическая конструкция в физике элементарных частиц, описывающая электромагнитное, слабое и сильное взаимодействие всех элементарных частиц. Стандартная модель не включает в себя гравитацию.

Стандартная модель состоит из следующих положений:

Всё вещество состоит из 24 фундаментальных частиц-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, которые можно объединить в три поколения фермионов.
Кварки участвуют в сильных, слабых и электромагнитных взаимодействиях; заряжённые лептоны (электрон, мюон, тау-лептон) в в слабых и электромагнитных; нейтрино в только в слабых взаимодействиях.
Все три типа взаимодействий возникают как следствие постулата, что наш мир симметричен относительно трёх типов калибровочных преобразований. Частицами-переносчиками взаимодействий являются:

8 глюонов для сильного взаимодействия (группа симметрии SU(3));

3 тяжёлых калибровочных бозона (W⁺, W^в, Z⁰) для слабого взаимодействия (группа симметрии SU(2));

один фотон для электромагнитного взаимодействия (группа симметрии U(1)).

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.
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 в три угла смешивания и одна комплексная фаза, нарушающая CP-симметрию в 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^{[источник не указан 85 дней]}.

[править] За пределами Стандартной модели

По состоянию на конец XX века все предсказания Стандартной модели подтверждались экспериментально, иногда с очень высокой точностью в миллионные доли процента^[1]. Только в 2000-е годы стали появляться результаты, в которых предсказания Стандартной модели слегка расходятся с экспериментом, и даже явления, крайне трудно поддающиеся интерпретации в её рамках^[2]^[3]. С другой стороны, очевидно, что Стандартная модель не может являться последним словом в физике элементарных частиц, ибо она содержит слишком много внешних параметров, а также не включает гравитацию. Поэтому поиск отклонений от Стандартной модели (так называемой «новой физики») в одно из самых активных направлений исследования в 2010-х годах. Ожидалось, что эксперименты на коллайдере LHC смогут зарегистрировать множество отклонений от Стандартной модели, однако по состоянию на конец 2011 года после двух лет экспериментов таких отклонений обнаружено не было^[4].

[править] См. также

Нерешённые проблемы современной физики

[править] Примечания

[править] Ссылки

Все фундаментальные частицы и взаимодействия Стандартной модели на одной иллюстрации (англ.)

Это заготовка статьи об элементарных частицах. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её.

[0] в‘ Дэвид Гросс, Грядущие революции в фундаментальной физике

[1] в‘ Детектор CDF обнаружил явление, не поддающееся объяснению в рамках Стандартной модели

[2] в‘ Недавний результат Тэватрона не вызвал у физиков особого энтузиазма

[3] в‘ Результаты работы LHC в 2011 году

[1]

[2]

[3]

[4]

Стандартная модель

Содержание

[править] За пределами Стандартной модели

[править] См. также

[править] Примечания

[править] Ссылки

Личные инструменты

Пространства имён

Варианты

Просмотры

Действия

Поиск

Навигация

Участие

Печать/экспорт

Инструменты

На других языках