Standardní Model částicové fyziky obsahuje 12 příchutě z elementární fermiony, a navíc jejich odpovídající antičástice, stejně jako elementární bosony, které zprostředkovávají síly a Higgsova bosonu, který byl zaznamenán dne 4. července 2012, jako ty, které byly pravděpodobně detekovány dva hlavní experimenty na Large Hadron Collider (ATLAS a CMS).(pp1-3) standardní Model je však obecně považován spíše za prozatímní teorii než za skutečně zásadní, protože není známo, zda je kompatibilní s Einsteinovou obecnou relativitou. Tam může být hypotetické elementární částice, které nejsou popsány Standardní Model, jako graviton, částice, která by nést gravitační síla, a sparticles, supersymetrické partnery z běžných částic.

Základní fermionsEdit

12 základní fermiony jsou rozděleny do 3 generace 4 částice každého. Polovina fermiony jsou leptony, z nichž tři mají elektrický náboj -1, tzv. elektron (
e−
), mion (
μ−
) a tau (
τ−
); další tři leptony jsou neutrina (
ν
e
ν
μ
ν
τ), které jsou pouze elementární fermiony se ani elektrický, ani barevný náboj. Zbývajících šest částic jsou kvarky (popsané níže).

GenerationsEdit

MassEdit

The following table lists aktuální naměřené hmotnosti a hmotnostní odhady pro všechny fermiony, pomocí stejné stupnice měření: miliony elektron-volty vzhledem k čtverec rychlosti světla (v MeV/c2). Například, nejvíce přesně známý kvark hmotnost top kvarku (
t
) na 172.7 GeV/c2 nebo 172 700 MeV/c2, odhaduje pomocí On-shell systému.

Estimates of the values of quark masses depend on the version of quantum chromodynamics used popsat interakce kvarků. Kvarky jsou vždy uzavřeny v obálce gluonů, které poskytují mnohem větší hmotnost na mezony a baryony, kde kvarky se vyskytují, takže hodnoty pro quark masy nemohou být měřeny přímo. Od jejich hmotnosti jsou tak malé ve srovnání s efektivní hmotnost okolní gluony, mírné rozdíly ve výpočtu se velké rozdíly v mas.

AntiparticlesEdit

existuje také 12 základních fermionových antičástic, které odpovídají těmto 12 částicím. Například antielektron (pozitron)
e +
je antičástice elektronu a má elektrický náboj +1.

QuarksEdit

izolované kvarky a antikvarky nebyly nikdy detekovány, což je vysvětleno uvězněním. Každý kvark nese jeden ze tří barevných nábojů silné interakce; antiquarks podobně nesou anticolor. Barevné nabité částice interagují prostřednictvím výměny gluonů stejným způsobem, jakým nabité částice interagují prostřednictvím výměny fotonů. Gluony jsou však samy nabité barvou, což má za následek zesílení silné síly, když jsou částice nabité barvou odděleny. Na rozdíl od elektromagnetické síly, která se snižuje, když se nabité částice oddělují, nabité částice cítí rostoucí sílu.

barevné nabité částice se však mohou kombinovat a vytvářet barevně neutrální kompozitní částice zvané hadrony. Kvark se může spárovat s antikvarkem: kvark má barvu a antikvark má odpovídající antikvarku. Barva a antikolor se vyruší a vytvoří barevný neutrální mezon. Alternativně mohou existovat tři kvarky společně, jeden kvark je „červený“, další „modrý“, další „zelený“. Tyto tři barevné kvarky dohromady tvoří barevně neutrální baryon. Symetricky mohou tři antikvarky s barvami „antired“, „antiblue“ a „antigreen“ tvořit barevně neutrální antibaryon.

Kvarky také nesou zlomkové elektrické náboje, ale protože jsou omezeny v rámci hadrony, jejichž poplatky jsou nedílnou, frakční poplatky nebyly nikdy izolovány. Všimněte si, že kvarky mají elektrické náboje buď + 2⁄3 nebo -1⁄3, zatímco antikvarky mají odpovídající elektrické náboje buď -2⁄3 nebo +1⁄3.

důkazy o existenci kvarků pocházejí z hlubokého nepružného rozptylu: vypalování elektronů v jádrech k určení distribuce náboje v nukleonech (což jsou baryony). Pokud je náboj rovnoměrný, elektrické pole kolem protonu by mělo být rovnoměrné a elektron by se měl elasticky rozptýlit. Nízkoenergetické elektrony se tímto způsobem rozptylují, ale nad určitou energií protony odklánějí některé elektrony velkými úhly. Zpětný elektron má mnohem méně energie a emituje se proud částic. Tento nepružný rozptyl naznačuje, že náboj v protonu není rovnoměrný, ale je rozdělen mezi menší nabité částice: kvarky.

Základní bosonsEdit

Ve Standardním Modelu, vektor (spin-1) bosony (gluony, fotony, W a Z bosony) zprostředkovávají síly, vzhledem k tomu, že Higgsův boson (spin-0) je odpovědný za skutečnou hmotnost částice. Bosony se liší od fermionů tím, že více bosonů může zaujímat stejný kvantový stav (Pauliho vylučovací princip). Také bosony mohou být buď elementární, jako fotony, nebo kombinace, jako mezony. Rotace bosonů jsou celá čísla místo poloviny celých čísel.

GluonsEdit

Gluony zprostředkující silnou interakci, které se připojí kvarky a tím tvoří hadrony, které jsou buď baryony (tři kvarky) nebo mezony (jeden kvark a jeden antiquark). Protony a neutrony jsou baryony, Spojené gluony za vzniku atomového jádra. Jako kvarky, gluony výstava barvy a anticolor – nesouvisí s konceptem vizuální barvy a spíše částic silná interakce – někdy v kombinacích, celkem osm variant gluonů.

elektroslabé bosonyeditovat

existují tři bosony slabého rozchodu: W+, W-a Z0; tyto zprostředkovávají slabou interakci. Bosony W jsou známé svým zprostředkováním v jaderném rozpadu: W-převádí neutron na proton a poté se rozpadá na Elektron a elektron-antineutrino pár.Z0 nepřevádí chuť částic nebo náboje, ale spíše mění hybnost; je to jediný mechanismus elastického rozptylu neutrin. Bosony slabého měřidla byly objeveny kvůli změně hybnosti elektronů z výměny neutrino-Z. Bezhmotný foton zprostředkovává elektromagnetickou interakci. Tyto čtyři kalibrační bosony tvoří elektroslabou interakci mezi elementárními částicemi.

Higgsův bosonEdit

i když slabé a elektromagnetické síly se objevují zcela odlišné nám na každodenní energie, dvě síly se domníval, sjednotit jako jeden elektroslabých sil při vysokých energiích. Tato předpověď byla jasně potvrzena měřením průřezů pro vysokoenergetický rozptyl elektronů a protonů na urychlovači HERA v DESY. Rozdíly při nízkých energiích jsou důsledkem vysokých hmot bosonů W A Z, které jsou zase důsledkem Higgsova mechanismu. Prostřednictvím procesu spontánní narušení symetrie, Higgsův vybere speciální směr v elektroslabých prostor, který způsobuje tři elektroslabých částice, aby se stal velmi těžké (slabé bosony) a jeden zůstane s nedefinovanou zbytek hmoty, protože to je vždy v pohybu (foton). Dne 4. července 2012, po mnoha letech experimentálně hledá důkazy své existence Higgsova bosonu byl oznámen byly pozorovány v CERNU Large Hadron Collider. Peter Higgs, který poprvé předpokládal existenci Higgsova bosonu, byl přítomen při oznámení. Předpokládá se, že Higgsův boson má hmotnost přibližně 125 GeV. Statistická významnost tohoto objevu byla hlášena jako 5 sigma, což znamená jistotu zhruba 99,99994%. V částicové fyzice je to úroveň významnosti potřebná k oficiálnímu označení experimentálních pozorování jako objevu. Výzkum vlastností nově objevené částice pokračuje.

GravitonEdit

graviton je hypotetická elementární částice spin-2 navržená pro zprostředkování gravitace. I když zůstává neobjevený kvůli obtížím spojeným s jeho detekcí, je někdy zahrnut do tabulek elementárních částic.(pp1-3) konvenční graviton je bez hmoty, i když existují modely obsahující masivní gravitony Kaluza-Klein.