Стандартная модель и теория струн. Кратко

Стандартная модель в физике элементарных частиц была предложена как «теория, объемлющая почти все». Она охватывает три из четырех фундаментальных сил природы, и использует квантовую механику для описания того, как эти силы проявляют себя во взаимодействии элементарных частиц на субатомном уровне. Опираясь на предложенные ранее модели атома, физики-теоретики в середине XX века | прогнозировали существование широкого спектра субатомных элементарных частиц. Прогнозы такого рода позволяли дать объяснение многим экспериментально полученным данным, и действительно - гипотетически возможные элементарные частицы постепенно были открыты. Например, американский физик Мюррей Гелл-Манн высказал мысль о том, что протоны и нейтроны в атомном ядре должны состоять из трех еще более малых частиц, названных им кварками. И существование кварков было подтверждено.

Кварки, обладая, как говорят физики, «ароматами» и «цветами», представляют собой отдельный класс элементарных частиц.

удерживает вместе мощная сила, действующая на уровне атомного ядра и косвенно управляемая обменом частиц, которые называются глюоны и являются разновидностью калибровочных бозонов. Роль последних заключается в том, чтобы служить своего рода посредниками в процессе взаимодействия фундаментальных сил. При слабом ядерном взаимодействии, проявляющем себя в некоторых типах радиоактивности, на первом плане оказываются W и Z бозоны, тогда как «медиатором» электромагнитной силы служат прогоны. Электромагнитная сила определяет взаимодействие электрически заряженных частиц прогонов и электронов. Электроны принадлежат к третьему классу элементарных частиц, называемых пептонами. Помимо электронов сюда же входят и нейтрино - частицы, не имеющие ни электрического заряда, ни массы. Стандартная модель не предназначена для изучения четвертой фундаментальной силы гравитации, описывает которую теория относительности. По мнению некоторых ученых, Стандартная модель должна включать и четвертый тип калибровочного бозона - гравитон, однако на сегодня это не более чем гипотеза. Попыткой гармонично объединить квантовую механику и общую теорию относительности в единую теорию, «объемлющую почти все» стала «теория струн», согласно которой осцилляцию электронов и кварков обусловливают тончайшие одномерные квантовые «струны». Теория струн небесспорна, поскольку исходит из существования взаимодействий, пока не подтвержденных наблюдениями, однако она же служит основой для предположений, которые могут быть проверены на практике.