Стандартная модель - Standard Model

Стандартная модель по физике элементарных частиц является теорией , описывающей три из четырех известных фундаментальных силэлектромагнитных , слабых и сильных взаимодействиях, опуская гравитацию ) в вселенной , а также классифицировать все известные элементарные частицы . Он был разработан поэтапно на протяжении второй половины 20-го века благодаря работе многих ученых по всему миру, а текущая формулировка была окончательно доработана в середине 1970-х годов после экспериментального подтверждения существования кварков . С тех пор подтверждение существования топ-кварка (1995 г.), тау-нейтрино (2000 г.) и бозона Хиггса (2012 г.) повысило доверие к Стандартной модели. Кроме того, Стандартная модель с большой точностью предсказала различные свойства слабых нейтральных токов и W- и Z-бозонов .

Хотя Стандартная модель считается теоретически самосогласованной и продемонстрировала огромные успехи в предоставлении экспериментальных предсказаний , она оставляет некоторые явления необъяснимыми и не является полной теорией фундаментальных взаимодействий . Он не полностью объясняет барионную асимметрию , не включает в себя полную теорию гравитации, как описано в общей теории относительности , или не учитывает ускоренное расширение Вселенной, которое, возможно, описывается темной энергией . Модель не содержит ни одной жизнеспособной частицы темной материи, которая обладала бы всеми необходимыми свойствами, выведенными из наблюдательной космологии . Он также не учитывает нейтринные осцилляции и их ненулевые массы.

Разработкой Стандартной модели в одинаковой мере руководили как теоретики, так и физики- экспериментаторы . Для теоретиков Стандартная модель - это парадигма квантовой теории поля , которая демонстрирует широкий спектр явлений, включая спонтанное нарушение симметрии , аномалии и непертурбативное поведение. Он используется в качестве основы для создания более экзотических моделей, которые включают гипотетические частицы , дополнительные измерения и сложные симметрии (например, суперсимметрию ) в попытке объяснить экспериментальные результаты, расходящиеся со Стандартной моделью, такие как существование темной материи и нейтрино. колебания.

Историческое прошлое

В 1954 году Чен Нин Ян и Роберт Миллс распространили концепцию калибровочной теории для абелевых групп , например квантовой электродинамики , на неабелевы группы, чтобы объяснить сильные взаимодействия . В 1957 году Чиен-Шунг Ву продемонстрировал, что четность не сохраняется в слабом взаимодействии . В 1961 году Шелдон Глэшоу объединил электромагнитное и слабое взаимодействия . В 1967 году Стивен Вайнберг и Абдус Салам включили механизм Хиггса в электрослабое взаимодействие Глэшоу , придав ему его современную форму.

Считается, что механизм Хиггса определяет массы всех элементарных частиц Стандартной модели. Сюда входят массы W- и Z-бозонов , а также массы фермионов , то есть кварков и лептонов .

После того, как в 1973 году в ЦЕРНе были открыты нейтральные слабые токи, вызванные обменом Z-бозоном , теория электрослабого взаимодействия получила широкое признание, и Глэшоу, Салам и Вайнберг разделили Нобелевскую премию по физике 1979 года за ее открытие. Ш ± и г 0 бозонов были обнаружены экспериментально в 1983; и соотношение их масс оказалось таким, как предсказывала Стандартная модель.

Теория сильного взаимодействия (т.е. квантовая хромодинамика , КХД), в которую многие внесли свой вклад, приобрела свою современную форму в 1973–74 годах, когда была предложена асимптотическая свобода (разработка, которая сделала КХД основным направлением теоретических исследований), а эксперименты подтвердили, что адроны состояли из дробно заряженных кварков.

Термин «Стандартная модель» впервые был введен Абрахамом Пайсом и Сэмом Трейманом в 1975 году в связи с теорией электрослабого взаимодействия с четырьмя кварками.

Содержание частиц

Стандартная модель включает в себя элементы нескольких классов элементарных частиц, которые, в свою очередь, можно отличить по другим характеристикам, например по цветному заряду .

Все частицы можно резюмировать следующим образом:

Элементарные частицы
Элементарные фермионыПолуцелое вращениеСоблюдайте статистику Ферми – Дирака Элементарные бозоныЦелочисленный спинСоблюдайте статистику Бозе – Эйнштейна
Кварки и антикваркиВращение = 1/2Есть цветной зарядУчаствуйте в сильных взаимодействиях Лептоны и антилептоныВращение = 1/2Нет заряда цветаЭлектрослабые взаимодействия Калибровочные бозоныВращение = 1Носители силы Скалярные бозоныВращение = 0
Уникальный

бозон Хиггса (
ЧАС0
)

Примечания :
[†] Антиэлектронный (
е+
) условно называют позитроном .

Фермионы

Стандартная модель включает в себя 12 элементарных частиц из спином 1 / 2 , известных как фермионов . Согласно теореме спин-статистики , фермионы соблюдают принцип исключения Паули . Каждому фермиону соответствует античастица .

Фермионы классифицируются по тому, как они взаимодействуют (или, что эквивалентно, по тому, какие заряды они несут). Есть шесть кварков ( вверх , вниз , обаяние , странно , сверху , снизу ), и шесть лептонов ( электрон , электронное нейтрино , мюонов , мюонного нейтрино , тау , тау нейтрино ). Каждый класс разделен на пары частиц, которые демонстрируют схожее физическое поведение, называемое поколением (см. Таблицу).

Определяющим свойством кварков является то, что они несут цветной заряд и, следовательно, взаимодействуют посредством сильного взаимодействия . Явление ограничения цвета приводит к тому, что кварки очень сильно связаны друг с другом, образуя нейтральные по цвету составные частицы, называемые адронами, которые содержат либо кварк и антикварк ( мезоны ), либо три кварка ( барионы ). Самые легкие барионы - это протон и нейтрон . Кварки также несут электрический заряд и слабый изоспин . Следовательно, они взаимодействуют с другими фермионами посредством электромагнетизма и слабого взаимодействия . Остальные шесть фермионов не несут цветной заряд и называются лептонами. Три нейтрино также не несут электрический заряд, поэтому на их движение напрямую влияет только слабое ядерное взаимодействие и гравитация, что делает их чрезвычайно трудными для обнаружения. Напротив, благодаря переносу электрического заряда электрон, мюон и тау взаимодействуют электромагнитно.

Каждый член поколения имеет большую массу, чем соответствующая частица любого поколения до него. Заряженные частицы первого поколения не распадаются, поэтому вся обычная ( барионная ) материя состоит из таких частиц. В частности, все атомы состоят из электронов, вращающихся вокруг атомных ядер , в конечном итоге состоящих из верхних и нижних кварков. С другой стороны, заряженные частицы второго и третьего поколений распадаются с очень коротким периодом полураспада и наблюдаются только в средах с очень высокой энергией. Нейтрино всех поколений также не распадаются и пронизывают вселенную, но редко взаимодействуют с барионной материей.

Калибровочные бозоны

Взаимодействия в стандартной модели. Все диаграммы Фейнмана в модели построены из комбинаций этих вершин. q - любой кварк, g - глюон, X - любая заряженная частица, γ - фотон, f - любой фермион, m - любая частица с массой (за возможным исключением нейтрино), m B - любой бозон с массой. На диаграммах с несколькими метками частиц, разделенными знаком /, выбирается одна метка частицы. На диаграммах с метками частиц, разделенными знаком | метки нужно выбирать в таком же порядке. Например, для четырехбозонного электрослабого случая допустимыми диаграммами являются WWWW, WWZZ, WWγγ, WWZγ. Сопряжение каждой из перечисленных вершин (с изменением направления стрелок) также допускается.

В Стандартной модели калибровочные бозоны определяются как носители силы, которые опосредуют сильные, слабые и электромагнитные фундаментальные взаимодействия .

Взаимодействия в физике - это способы, которыми частицы влияют на другие частицы. На макроскопическом уровне электромагнетизм позволяет частицам взаимодействовать друг с другом посредством электрических и магнитных полей, а гравитация позволяет частицам с массой притягиваться друг к другу в соответствии с общей теорией относительности Эйнштейна . Стандартная модель объясняет такие силы как результат обмена частицами материи с другими частицами , обычно называемые частицами-посредниками . Когда происходит обмен частицей, опосредующей силу, эффект на макроскопическом уровне эквивалентен силе, влияющей на них обоих, и поэтому говорят, что частица опосредовала (то есть была агентом) этой силы. В Фейнмановских диаграммах расчетов, которые представляют собой графическое представление теории возмущений приближения, вызывайте «силовые посреднические частицы», и при применении для анализа высокоэнергетических экспериментов по рассеянию в разумном согласии с данными. Однако теория возмущений (а вместе с ней и концепция «частицы-посредника») не работает в других ситуациях. К ним относятся низкоэнергетическая квантовая хромодинамика , связанные состояния и солитоны .

Все калибровочные бозоны Стандартной модели имеют спин (как и частицы материи). Значение спина равно 1, что делает их бозонами . В результате они не следуют принципу исключения Паули, который ограничивает фермионы : таким образом, бозоны (например, фотоны) не имеют теоретического ограничения на их пространственную плотность (количество на объем) . Типы калибровочных бозонов описаны ниже.

  • Фотоны передают электромагнитную силу между электрически заряженными частицами. Фотон безмассовый и хорошо описывается теорией квантовой электродинамики .
  • В
    W+
    ,
    W-
    , а также
    Z
    калибровочные бозоны опосредуют слабые взаимодействия между частицами разного аромата (все кварки и лептоны). Они массивные, с
    Z
    быть более массивным, чем
    W±
    . Слабые взаимодействия с участием
    W±
    действуют только на левые частицы и правые античастицы . В
    W±
    несет электрический заряд +1 и -1 и связан с электромагнитным взаимодействием. Электрически нейтральный
    Z
    бозон взаимодействует как с левыми частицами, так и с правыми античастицами. Эти три калибровочных бозона вместе с фотонами сгруппированы вместе и вместе опосредуют электрослабое взаимодействие.
  • Восемь глюонов обеспечивают сильное взаимодействие между цветными заряженными частицами (кварками). Глюоны безмассовые. Восьмикратная множественность глюонов обозначается комбинацией цвета и антицветного заряда (например, красный-антизеленый). Поскольку глюоны обладают эффективным цветовым зарядом, они также могут взаимодействовать между собой. Глюоны и их взаимодействия описываются теорией квантовой хромодинамики .

Взаимодействия между всеми частицами, описываемыми Стандартной моделью, суммированы на диаграммах справа в этом разделе.

бозон Хиггса

Частица Хиггса - это массивная скалярная элементарная частица, теоретизированная Питером Хиггсом в 1964 году, когда он показал, что теорема Голдстоуна 1962 года (общая непрерывная симметрия, которая спонтанно нарушается) обеспечивает третью поляризацию массивного векторного поля. Следовательно, оригинальный скалярный дублет Голдстоуна, массивная частица с нулевым спином, был предложен в качестве бозона Хиггса и является ключевым строительным блоком Стандартной модели. У него нет собственного спина , и по этой причине он классифицируется как бозон (как калибровочные бозоны, которые имеют целочисленный спин).

Бозон Хиггса играет уникальную роль в Стандартной модели, объясняя, почему другие элементарные частицы, кроме фотона и глюона , являются массивными. В частности, бозон Хиггса объясняет, почему фотон не имеет массы, а бозоны W и Z очень тяжелые. Массы элементарных частиц и различия между электромагнетизмом (опосредованным фотоном) и слабым взаимодействием (опосредованным W- и Z-бозонами) имеют решающее значение для многих аспектов структуры микроскопической (и, следовательно, макроскопической) материи. В электрослабой теории бозон Хиггса порождает массы лептонов (электронов, мюонов и тау) и кварков. Поскольку бозон Хиггса массивен, он должен взаимодействовать сам с собой.

Поскольку бозон Хиггса - очень массивная частица и также почти сразу же распадается при создании, только ускоритель частиц очень высокой энергии может наблюдать и регистрировать его. Эксперименты , чтобы подтвердить и определить характер бозона Хиггса с помощью Большого адронного коллайдера (LHC) в ЦЕРН началось в начале 2010 года и не были выполнены в Fermilab «s Тэватрон до его закрытия в конце 2011 года математической непротиворечивости стандартной модели требует , чтобы любой механизм способные генерировать массы элементарных частиц, должны стать видимыми при энергиях выше1,4  ТэВ ; следовательно, LHC (предназначенный для столкновения двухПучки протонов с энергией 7 ТэВ ) был построен, чтобы ответить на вопрос, существует ли на самом деле бозон Хиггса.

4 июля 2012 года два эксперимента на LHC ( ATLAS и CMS ) независимо друг от друга сообщили, что они обнаружили новую частицу с массой около125  ГэВ / c 2 (около 133 масс протонов, порядка10 × 10 −25  кг ), что «согласуется с бозоном Хиггса». 13 марта 2013 года было подтверждено, что это искомый бозон Хиггса.

Теоретические аспекты

Построение лагранжиана стандартной модели.

Технически квантовая теория поля обеспечивает математическую основу для Стандартной модели, в которой лагранжиан управляет динамикой и кинематикой теории. Каждый вид частиц описывается в терминах динамического поля , пронизывающего пространство-время . Построение Стандартной модели происходит в соответствии с современным методом построения большинства теорий поля: сначала постулируется набор симметрий системы, а затем записывается наиболее общий перенормируемый лагранжиан из его частицевого (полевого) содержимого, который соблюдает эти симметрии.

Глобальная симметрия Пуанкаре постулируется для всех релятивистских теорий квантового поля. Он состоит из знакомой трансляционной симметрии , вращательной симметрии и инерциальной системы отсчета, центральных в специальной теории относительности . Локальная SU (3) × SU (2) × U (1) калибровочной симметрии является внутренняя симметрия , которая по существу определяет стандартную модель. Грубо говоря, три фактора калибровочной симметрии приводят к трем фундаментальным взаимодействиям. Поля относятся к разным представлениям различных групп симметрии Стандартной модели (см. Таблицу). Записав наиболее общий лагранжиан, можно обнаружить, что динамика зависит от 19 параметров, численные значения которых устанавливаются экспериментально. Параметры сведены в таблицу (становится видимой после нажатия кнопки «показать») выше.

Сектор квантовой хромодинамики

Сектор квантовой хромодинамики (КХД) определяет взаимодействия между кварками и глюонами, который является калибровочной теорией Янга – Миллса с симметрией SU (3), порожденной T a . Поскольку лептоны не взаимодействуют с глюонами, на них этот сектор не влияет. Лагранжиан Дирака кварков, связанных с глюонными полями, имеет вид

куда

ψ
я
- спинор Дирака кваркового поля, где i = {r, g, b} представляет цвет,
γ μ - матрицы Дирака ,
грамма
μ
- 8-компонентное ( ) SU (3) калибровочное поле,
Т
И.Я.
- матрицы Гелл-Манна 3 × 3 , образующие группы цветов SU (3),
грамма
μν
представляет собой тензор напряженности глюонного поля ,
g s - константа сильной связи.

Электрослабый сектор

Электрослабый сектор - это калибровочная теория Янга – Миллса с группой симметрии U (1) × SU (2) L ,

куда

B μ - калибровочное поле U (1),
Y W - слабый гиперзаряд - генератор группы U (1),
W μ - 3-компонентное SU (2) калибровочное поле,
τ L - матрицы Паули - бесконечно малые образующие группы SU (2) - с индексом L, указывающим, что они действуют только на левые -хиральные фермионы,
g ' и g - константы связи U (1) и SU (2) соответственно,
( ) и - тензоры напряженности поля для слабого поля изоспина и слабого гиперзаряда.

Обратите внимание, что добавление массовых членов фермионов в электрослабый лагранжиан запрещено, поскольку члены формы не соблюдают калибровочную инвариантность U (1) × SU (2) L. Также невозможно добавить явные массовые члены для калибровочных полей U (1) и SU (2). Механизм Хиггса отвечает за генерацию масс калибровочных бозонов, а массы фермионов являются результатом взаимодействий типа Юкавы с полем Хиггса.

Сектор Хиггса

В Стандартной модели поле Хиггса является комплексным скаляром группы SU (2) L :

где верхние индексы + и 0 указывают электрический заряд ( Q ) компонентов. Слабый гиперзаряд ( Y W ) обоих компонентов равен 1.

До нарушения симметрии лагранжиан Хиггса имеет вид

который с точностью до члена расходимости (т.е. после частичного интегрирования) также может быть записан как

Собственная сила сцепления Хиггса λ составляет около 1 / 8 . Это не включено в приведенную выше таблицу, потому что оно может быть получено из массы (после нарушения симметрии) и ожидаемого значения вакуума.

Сектор Юкава

Условия взаимодействия Юкавы :

где G u, d - матрицы 3 × 3 конъюгатов Юкавы, причем член ij дает связь поколений i и j , а hc означает эрмитово сопряжение предыдущих членов.

Фундаментальные взаимодействия

Стандартная модель описывает три из четырех фундаментальных взаимодействий в природе; остается необъяснимой только гравитация. В Стандартной модели такое взаимодействие описывается как обмен бозонами между затронутыми объектами, такими как фотон для электромагнитной силы и глюон для сильного взаимодействия. Эти частицы называются переносчиками силы или частицами- посланниками .

Четыре фундаментальных взаимодействия природы
Свойство / Взаимодействие Гравитация Электрослабый Сильный
Слабый Электромагнитный Фундаментальный Остаточный
Частицы-посредники Еще не наблюдалось
( предположение Гравитона )
W + , W - и Z 0 γ (фотон) Глюоны π , ρ и ω мезоны
Затронутые частицы Все частицы Левосторонние фермионы Электрически заряженный Кварки, глюоны Адроны
Действует на Масса, энергия Вкус Электрический заряд Цвет заряда
Связанные состояния сформированы Планеты, звезды, галактики, группы галактик н / д Атомы, молекулы Адроны Атомные ядра
Сила в масштабе кварков
(относительно электромагнетизма)
10 −41 (прогноз) 10 −4 1 60 Не применимо
к кваркам
Сила в масштабе
протонов / нейтронов
(относительно электромагнетизма)
10 −36 (прогноз) 10 −7 1 Не применимо
к адронам
20
Стандартная модель сил

Сила тяжести

Несмотря на то, что гравитация является, пожалуй, наиболее известным фундаментальным взаимодействием, Стандартная модель не описывает из-за противоречий, возникающих при объединении общей теории относительности, современной теории гравитации и квантовой механики. Однако гравитация настолько мала в микроскопических масштабах, что ее практически невозможно измерить. Гравитон постулируется как частица-посредник.

Электромагнетизм

Электромагнетизм - единственная дальнодействующая сила в Стандартной модели. Он передается фотонами и соединяется с электрическим зарядом. Электромагнетизм отвечает за широкий спектр явлений, включая структуру электронной оболочки атома , химические связи , электрические цепи и электронику . Электромагнитные взаимодействия в Стандартной модели описываются квантовой электродинамикой.

Слабая ядерная сила

Слабое взаимодействие отвечает за различные формы распада частиц , такие как бета-распад . Он слабый и малодействующий из-за того, что слабые частицы-посредники, W- и Z-бозоны, имеют массу. W-бозоны обладают электрическим зарядом и опосредуют взаимодействия, которые изменяют тип частицы (называемый ароматом) и заряд. Взаимодействия, опосредованные W-бозонами, называются взаимодействиями заряженного тока . Z-бозоны нейтральны и опосредуют нейтральные токовые взаимодействия, которые не меняют аромат частиц. Таким образом, Z-бозоны похожи на фотон, за исключением того, что они массивны и взаимодействуют с нейтрино. Слабое взаимодействие также является единственным взаимодействием, нарушающим четность и CP . Нарушение четности максимально для взаимодействий заряженных токов, поскольку W-бозон взаимодействует исключительно с левыми фермионами и правыми антифермионами.

В Стандартной модели слабое взаимодействие понимается в терминах электрослабой теории, которая утверждает, что слабое и электромагнитное взаимодействия объединяются в одно электрослабое взаимодействие при высоких энергиях.

Сильная ядерная сила

Сильное ядерное взаимодействие отвечает за адронные и ядерные связи . Это происходит через глюоны, которые связаны с цветным зарядом. Поскольку сами глюоны имеют цветной заряд, сильное взаимодействие демонстрирует конфайнмент и асимптотическую свободу . Конфайнмент означает, что изолированно могут существовать только частицы с нейтральным цветом, поэтому кварки могут существовать только в адронах, а не изолированно, при низких энергиях. Асимптотическая свобода означает, что сильное взаимодействие ослабевает по мере увеличения масштаба энергии. Сильная сила пересиливает электростатическое отталкивание протонов и кварков в ядрах и адронах соответственно в их соответствующих масштабах.

В то время как кварки связаны в адронах фундаментальным сильным взаимодействием, которое обеспечивается глюонами, нуклоны связаны возникающим явлением, называемым остаточным сильным взаимодействием или ядерным взаимодействием . Это взаимодействие опосредуется мезонами, такими как пион . Цветные заряды внутри нуклона сокращаются, что означает, что большая часть глюонных и кварковых полей компенсируется вне нуклона. Однако некоторый остаток «просачивается», что проявляется в обмене виртуальными мезонами, который вызывает силу притяжения между нуклонами. (Фундаментальное) сильное взаимодействие описывается квантовой хромодинамикой, которая является составной частью Стандартной модели.

Тесты и прогнозы

Стандартная модель предсказала существование W- и Z-бозонов , глюона , а также верхних и очаровательных кварков и предсказала многие из их свойств до того, как эти частицы были обнаружены. Предсказания были подтверждены экспериментально с хорошей точностью.

Стандартная модель также предсказала существование бозона Хиггса , обнаруженного в 2012 году на Большом адронном коллайдере , в качестве его последней частицы.

Вызовы

Нерешенная проблема в физике :

  • Что дает начало Стандартной модели физики элементарных частиц?
  • Почему массы частиц и константы связи имеют измеренные нами значения?
  • Почему существует три поколения частиц?
  • Почему во Вселенной больше материи, чем антивещества ?
  • Как темная материя вписывается в модель? Состоит ли он вообще из одной или нескольких новых частиц?

Самосогласованность Стандартной модели (в настоящее время сформулированной как неабелева калибровочная теория, квантованная через интегралы по путям) математически не доказана. Хотя регуляризованные версии, полезные для приближенных вычислений (например, решеточная калибровочная теория ), существуют, неизвестно, сходятся ли они (в смысле элементов S-матрицы) в пределе, когда регулятор удаляется. Ключевым вопросом, связанным с согласованностью, является проблема существования Янга – Миллса и проблема разрыва между массами .

Эксперименты показывают, что нейтрино обладают массой , чего не допускала классическая Стандартная модель. Чтобы учесть это открытие, классическая Стандартная модель может быть изменена, чтобы включить массу нейтрино.

Если кто-то настаивает на использовании только частиц Стандартной модели, это может быть достигнуто путем добавления неперенормируемого взаимодействия лептонов с бозоном Хиггса. На фундаментальном уровне такое взаимодействие возникает в механизме качелей, где к теории добавляются тяжелые правые нейтрино. Это естественно для лево-правого симметричного расширения Стандартной модели и некоторых теорий великого объединения . Пока новая физика появляется ниже или около 10 14 ГэВ , массы нейтрино могут быть правильного порядка величины.

Теоретические и экспериментальные исследования пытались расширить Стандартную модель до единой теории поля или теории всего , полной теории, объясняющей все физические явления, включая константы. Недостатки Стандартной модели, которые мотивируют такие исследования, включают:

  • Модель не объясняет гравитацию , хотя физическое подтверждение теоретической частицы, известной как гравитон , в определенной степени объясняет ее. Хотя в ней рассматриваются сильные и электрослабые взаимодействия, Стандартная модель не дает последовательного объяснения канонической теории гравитации, общей теории относительности , с точки зрения квантовой теории поля . Причина этого, помимо прочего, в том, что квантово-полевые теории гравитации обычно терпят крах еще до того, как достигают планковского масштаба . Как следствие, у нас нет надежной теории для очень ранней Вселенной.
  • Некоторые физики считают это специальным и неэлегантным, требующим 19 числовых констант, значения которых не связаны между собой и произвольны. Хотя Стандартная модель в ее нынешнем виде может объяснить, почему нейтрино имеют массы, особенности массы нейтрино все еще неясны. Считается, что для объяснения массы нейтрино потребуются дополнительные 7 или 8 констант, которые также являются произвольными параметрами.
  • Механизм Хиггса порождает проблему иерархии, если какая-то новая физика (связанная с Хиггсом) присутствует на высоких энергетических масштабах. В этих случаях, чтобы слабый масштаб был намного меньше, чем масштаб Планка , требуется серьезная тонкая настройка параметров; Однако есть и другие сценарии, которые включают квантовую гравитацию, в которых такой тонкой настройки можно избежать. Существуют также проблемы квантовой тривиальности , из которых следует, что создание последовательной квантовой теории поля с использованием элементарных скалярных частиц может оказаться невозможным.
  • Модель несовместима с появляющейся моделью космологии Лямбда-CDM . Разногласия включают отсутствие объяснения в Стандартной модели физики элементарных частиц наблюдаемого количества холодной темной материи (CDM) и ее вкладов в темную энергию , которые на много порядков слишком велики. Также трудно учесть наблюдаемое преобладание вещества над антивеществом ( асимметрия вещества / антивещества ). Изотропность и однородность видимой Вселенной на больших расстояниях , кажется, требуют подобного механизма космической инфляции , которая также будет представлять собой расширение стандартной модели.

В настоящее время ни одна предлагаемая теория всего не получила широкого признания или проверки.

Смотрите также

Примечания

использованная литература

дальнейшее чтение

Вводные учебники

  • И. Эйтчисон; А. Эй (2003). Калибровочные теории в физике элементарных частиц: практическое введение . Институт физики. ISBN 978-0-585-44550-2.
  • В. Грейнер; Б. Мюллер (2000). Калибровочная теория слабых взаимодействий . Springer. ISBN 978-3-540-67672-0.
  • GD Coughlan; Дж. Э. Додд; Б.М. Грипайос (2006). Идеи физики элементарных частиц: введение для ученых . Издательство Кембриджского университета.
  • Ди-джей Гриффитс (1987). Введение в элементарные частицы . Джон Вили и сыновья. ISBN 978-0-471-60386-3.
  • Г.Л. Кейн (1987). Современная физика элементарных частиц . Книги Персея. ISBN 978-0-201-11749-3.

Учебники для продвинутых

журнальные статьи

внешние ссылки