modelul Standard al fizicii particulelor conține 12 arome de fermioni elementari, plus antiparticulele lor corespunzătoare, precum și bosonii elementari care mediază forțele și bosonul Higgs, care a fost raportat la 4 iulie 2012, ca fiind probabil detectat de cele două experimente principale la Large Hadron Collider (ATLAS și CMS).(pp1–3) Cu toate acestea, modelul Standard este considerat pe scară largă a fi mai degrabă o teorie provizorie decât una cu adevărat fundamentală, deoarece nu se știe dacă este compatibil cu relativitatea generală a lui Einstein. Pot exista particule elementare ipotetice care nu sunt descrise de modelul Standard, cum ar fi gravitonul, particula care ar purta forța gravitațională și sparticulele, partenerii supersimetrici ai particulelor obișnuite.

fermioni fundamentali

cei 12 fermioni fundamentali sunt împărțiți în 3 generații de câte 4 particule fiecare. Jumătate din fermionii sunt leptoni, dintre care trei au o sarcină electrică de -1, numit electron (
e−
), muon (
μ
) și uta (
τ−
); alte trei leptonii sunt neutrinii (
ν
e,
ν
μ,
ν
τ), care sunt singurele elementare fermioni cu nici electric nici o sarcină de culoare. Restul de șase particule sunt quarci (discutate mai jos).

GenerationsEdit

MassEdit

The following table lists masele măsurate actuale și estimările de masă pentru toți fermionii, folosind aceeași scară de măsură: milioane de Electron-volți în raport cu pătratul vitezei luminii (MeV/c2). De exemplu, cea mai cunoscută masă de quark este cea a quarkului superior (t) la 172,7 GeV/c2 sau 172 700 MeV/c2, estimată folosind schema on-shell.

ă>

Estimates of the values of quark masses depend on the version of quantum chromodynamics used pentru a descrie interacțiunile quark. Quark-urile sunt întotdeauna închise într-un plic de gluoni care conferă o masă mult mai mare mezonilor și barionilor unde apar quark-urile, astfel încât valorile pentru masele de quark nu pot fi măsurate direct. Deoarece masele lor sunt atât de mici în comparație cu masa efectivă a gluonilor din jur, ușoare diferențe în calcul fac diferențe mari în mase.

AntiparticlesEdit

există, de asemenea, 12 antiparticule fermionice fundamentale care corespund acestor 12 particule. De exemplu, antielectronul (pozitronul)
e+
este antiparticula electronului și are o sarcină electrică de +1.

QuarksEdit

quark-urile și antiquarcurile izolate nu au fost niciodată detectate, fapt explicat prin închidere. Fiecare quark poartă una dintre cele trei sarcini de culoare ale interacțiunii puternice; antiquarcii poartă în mod similar anticolor. Particulele încărcate cu culoare interacționează prin schimbul de gluoni în același mod în care particulele încărcate interacționează prin schimbul de fotoni. Cu toate acestea, gluonii sunt ei înșiși încărcați de culoare, rezultând o amplificare a forței puternice pe măsură ce particulele încărcate de culoare sunt separate. Spre deosebire de forța electromagnetică, care se diminuează pe măsură ce particulele încărcate se separă, particulele încărcate de culoare simt o forță crescândă.

cu toate acestea, particulele încărcate de culoare se pot combina pentru a forma particule compozite neutre de culoare numite hadroni. Un quark se poate asocia cu un antiquark: quarkul are o culoare, iar antiquarkul are anticolorul corespunzător. Culoarea și anticolorul se anulează, formând un Mezon neutru de culoare. Alternativ, trei quarci pot exista împreună, un quark fiind „roșu”, un alt „albastru”, un alt „verde”. Acești trei quarci colorați formează împreună un Barion neutru în culoare. Simetric, trei antiquarks cu culorile” antired”,” antiblue „și” antigreen ” pot forma un antibarion neutru în culori.

quarcii poartă, de asemenea, sarcini electrice fracționate, dar, din moment ce sunt limitați în hadroni ale căror sarcini sunt toate integrale, sarcinile fracționale nu au fost niciodată izolate. Rețineți că quarcii au sarcini electrice fie de + 2, 3 sau -1, 3, în timp ce antiquarcii au sarcini electrice corespunzătoare, fie de -2, 3 sau + 1, 3.

dovezile existenței quarcurilor provin din împrăștierea inelastică profundă: arderea electronilor la nuclee pentru a determina distribuția sarcinii în nucleoni (care sunt barioni). Dacă sarcina este uniformă, câmpul electric din jurul protonului ar trebui să fie uniform și electronul ar trebui să se împrăștie elastic. Electronii cu energie redusă se împrăștie în acest fel, dar, deasupra unei anumite energii, protonii deviază unii electroni prin unghiuri mari. Electronul de recul are mult mai puțină energie și se emite un jet de particule. Această împrăștiere inelastică sugerează că sarcina din proton nu este uniformă, ci împărțită între particule încărcate mai mici: quarci.

bosonii fundamentali

în modelul Standard, bosonii vectori (spin-1) (gluoni, fotoni și bosonii W și Z) mediază forțele, în timp ce bosonul Higgs (spin-0) este responsabil pentru masa intrinsecă a particulelor. Bosonii diferă de fermioni prin faptul că mai mulți bosoni pot ocupa aceeași stare cuantică (principiul excluderii Pauli). De asemenea, bosonii pot fi fie elementari, cum ar fi fotonii, fie o combinație, cum ar fi mezonii. Spinul bosonilor sunt numere întregi în loc de jumătăți întregi.

GluonsEdit