המודל הסטנדרטי הוא תיאוריהמציג רעיונות מודרניים על חומר הבסיס המקורי לבניית היקום. מודל זה מתאר כיצד החומר נוצר ממרכיביו הבסיסיים, מה כוחות האינטראקציה קיימים בין מרכיביו.
המהות של המודל הסטנדרטי
על פי המבנה שלה, כל החלקיקים היסודיים(נוקלאונים), אשר מורכב הגרעין האטומי, כמו גם כל חלקיקים כבדים (Hadrons), מורכבים של חלקיקים פשוטים אפילו יותר, שנקרא היסוד.
יסודות ראשוניים כאלה של החומר נמצאים כעתהזמן נחשבים קווארקים. הקוורקים הבהירים והמקובלים ביותר נחלקים לעליון העליון (u) והתחתון (ד). פרוטון מורכב משילוב של קווארקים, עוד ונויטרון, ud. המטען של קו-קוורק הוא 2/3, ו- d קווארק יש מטען שלילי, -1 / 3. אם נחשב את סכום המטען של קווארקים, אזי ההאשמות של הפרוטון והניוטרון יתגלו כשוות 1 ו- 0. מכאן עולה כי המודל הסטנדרטי מתאר את המציאות באופן הולם לחלוטין.
יש עוד כמה זוגות קווארקים שמרכיבים חלקיקים אקזוטיים יותר. אז, זוג השני מורכב קסום (ג) ו מוזר (ים) קווארקים, ואת הצמד השלישי הוא האמיתי (לא) ויפה (ב).
כמעט כל החלקיקים שהמודל הסטנדרטי הצליח לחזות כבר התגלו בצורה ניסויית.
בנוסף לקווארקים, כ"בנייה "חומר "הם מה שנקרא לפטון. הם גם יוצרים שלושה זוגות של חלקיקים: אלקטרון עם נויטרינו אלקטרונים, מיואון עם ניוטרינו של מיואון, ליפטון טאו עם נייטרינו של לטון לטון.
Quarks ו leptons, על פי המדענים, הםאת חומר הבניין העיקרי על בסיס אשר המודל המודרני של היקום נוצר. הם אינטראקציה זה עם זה באמצעות חלקיקים המפיצים כוח דחפים. ישנם ארבעה סוגים עיקריים של אינטראקציה כזו:
- חזק, שבגללו מוחזקים קווארקים בתוך החלקיקים;
- אלקטרומגנטית;
- חלש, מה שמוביל לצורות של ריקבון;
- כוח משיכה.
אינטראקציית הצבעים החזקה נישאת על ידי חלקיקים הנקראים גלואונים, שאין להם מסה או מטען חשמלי. הכרומודינמיקה הקוונטית חוקרת סוג זה של אינטראקציה.
אינטראקציה אלקטרומגנטית מתבצעת על ידי חילופי פוטונים חסרי מסה - קוונטים של קרינה אלקטרומגנטית.
אינטראקציות חלשות נובעות מבוזונים וקטוריים מסיביים, הגדולים כמעט פי 90 מפרוטונים.
האינטראקציה הכבידתית מבטיחה את חילופי הכבידות, שאין להן מסה. נכון, חלקיקים אלה טרם התגלו בניסוי.
המודל הסטנדרטי שוקל את שלושת הסוגים הראשוניםאינטראקציות כשלושה ביטויים שונים בעלי אופי יחיד. בהשפעת טמפרטורות גבוהות, הכוחות הפועלים ביקום למעשה מתמזגים יחד, וכתוצאה מכך לא ניתן להבחין ביניהם. הראשון, כפי שמצאו מדענים, משלב את האינטראקציה הגרעינית החלשה לזו האלקטרומגנטית. כתוצאה מכך, הוא יוצר אינטראקציה חשמלית שאנו יכולים לצפות במעבדות מודרניות בעת הפעלת מאיצי חלקיקים.
התיאוריה של היקום אומרת שבמהלך שלההופעתה, באלפיות השנייה לאחר המפץ הגדול, לא היה שום קו בין כוחות אלקטרומגנטיים וכוחות גרעיניים. ורק לאחר הורדת הטמפרטורה הממוצעת של היקום ל- 10 14 K, הצליחו ארבעת סוגי האינטראקציה להיפרד ולקבל צורה מודרנית. בעוד הטמפרטורה הייתה מעל לסימן זה, פעלו רק הכוחות הבסיסיים של יחסי גומלין כבידתיים, חזקים ואלקטרוניים.
אינטראקציות חשמליות משולבות עםגרעיני חזק בטמפרטורה של כ- 10 27 K, דבר שאי אפשר להשיג בתנאי מעבדה מודרניים. אך אפילו ביקום עצמו אין כעת אנרגיות כאלה, ולכן עדיין לא ניתן לאשש או להפריך תיאוריה זו באופן מעשי. אך התיאוריה המתארת את תהליכי איחוד האינטראקציות מאפשרת לך לחזות כמה תהליכים המתרחשים ברמות אנרגיה נמוכות יותר. ותחזיות אלה מאושרות כעת בניסוי.
לפיכך, מציע הדגם הסטנדרטיתיאוריית מבנה היקום, שעניינה מורכב מלפטונים וקווארקים, וסוגי האינטראקציה בין חלקיקים אלה מתוארים בתיאוריות האיחוד הגדול. המודל עדיין לא שלם מכיוון שהוא אינו כולל אינטראקציה עם כוח המשיכה. עם התפתחות נוספת של ידע וטכנולוגיה מדעיים, ניתן להוסיף ולפתח מודל זה, אך נכון לעכשיו הוא הטוב ביותר שמדענים הצליחו לפתח.
