Standardní model vesmíru

Standardní model je teorie, která odráží moderní pojetí počátečního základního materiálu pro konstrukci vesmíru. Tento model popisuje, jak se tvořila záležitost ze svých základních složek, jaké síly interakce existují mezi jejími součástmi.

Podstata standardního modelu

Ve své struktuře jsou všechny elementární částice (nukleony), z nichž atomové jádro, stejně jako všechny těžké částice (hadrony), se skládají z ještě menších jednoduchých částic nazývaných základní částice.

Takové primární prvky hmoty jsou nyní považovány za kvarky. Nejlehčí a nejběžnější kvarky jsou rozděleny na horní (u) a dolní (d). Proton se skládá z kombinace kvadraturních neutronů a neutronů. Nabití u-kvarků se rovná 2/3, zatímco d-kvark má záporný náboj, -1/3. Pokud vypočítáme součet poplatků kvarků, potom se protonové a neutronové poplatky stanou striktně rovno 1 a 0. To dává důvod se domnívat, že standardní model zcela adekvátně popisuje skutečnost.

Existuje několik párů kvarků, které tvoří více exotických částic. Takže druhá dvojice sestává z okouzlených (c) a podivných kvarků a třetí pár je pravdivý (t) a krásný (b).

Téměř všechny částice, které by mohly předpovědět standardní model, byly již experimentálně objeveny.

Kromě kvarků působí tzv. Leptony jako "stavební materiál". Také tvoří tři páry částic: elektron s elektronovým neutrinem, muon s muoni neutrino, tau lepton s tau leptonovým neutrinem.

Kvarky a leptony jsou podle vědců hlavním stavebním materiálem, na jehož základě byl vytvořen moderní model Vesmíru. Spolupracují navzájem pomocí nosných částic, které přenášejí výkonové impulsy. Existují čtyři hlavní typy takových interakcí:

- silná, díky které se kvarky drží uvnitř částic;

- elektromagnetické;

- slabá, což vede k formám úpadku;

- gravitační.

Silná barevná interakce nese částice nazývané gluony, které postrádají hmotnost a elektrický náboj. Kvantová chromodynamika zkoumá tento typ interakce.

Elektromagnetická interakce se provádí výměnou bezhmotných fotonů - kvantami elektromagnetického záření.

Slabá interakce je způsobeno masivními vektorovými bosony, které jsou téměř 90krát větší než protony.

Gravitační interakce zajišťuje výměnu gravitonů, které nemají hmotnost. Nyní však nebylo možné detekovat tyto částice experimentálně.

Standardní model považuje první tři typy interakcí za tři různé projevy jedné povahy. Pod vlivem vysoké pevnosti teploty, které působí ve vesmíru, ve skutečnosti se spojily, takže pak není patrný. První, jak zjistili vědci, jsou slabé jaderné a elektromagnetické interakce. V důsledku toho, že vytváří electroweak interakce, kterou můžeme pozorovat v moderních laboratořích na základních urychlovačů částic.

Teorie vesmíru říká, že v době svého vzhledu v prvních milisekundách po Velkém třesku chyběla linie mezi elektromagnetickými a jadernými silami. A teprve po snímku průměrná teplota Vesmír až do 10 14 K, čtyři typy interakcí se dokázaly oddělit a vzít si moderní vzhled. Zatímco teplota byla vyšší než tato značka, jednalo se pouze o základní síly gravitační, silné a elektrolytické interakce.

Elektrická interakce je kombinována se silnou jadernou reakcí při teplotě asi 10 27 K, což je nedosažitelné v moderních laboratorních podmínkách. Avšak ani samotný Vesmír nemá takové energie, proto není možné tuto teorii prakticky potvrdit ani popřít. Ale teorie, která popisuje procesy kombinace interakcí, nám dovoluje předpovídat procesy, které se vyskytují při nižších energetických úrovních. A tyto prognózy jsou nyní experimentálně potvrzeny.

Standardní model tedy nabízí teorii struktura vesmíru, jejíž záležitost se skládá z leptonů a kvarků a typy interakcí mezi těmito částicemi jsou popsány ve velkých unifikačních teoriích. Model je stále neúplný, protože neobsahuje gravitační interakce. S dalším rozvojem vědeckých poznatků a technologií lze tento model doplnit a rozvíjet, ale v současné době je nejlepší, aby se vědci mohli rozvíjet.