Standardmodellens

Standardmodellen är den dominerande teorin inom partikelfysik som beskriver hur de mest grundläggande byggstenarna i materian och deras växelverkan fungerar. Den omfattar elektromagnetiska, svaga och starka krafter och inkluderar inte gravitationen.

Modellen bygger på kvantfältteori och gauge-symmetrierna SU(3)×SU(2)×U(1). Partiklarna delas in i tre generationer av fermioner: sex quarks (up, down; charm, strange; top, bottom) och fyra leptoner i tre generationer (elektron och elektronneutrino; muon och muonneutrino; tau och tauneutrino). Dessa interagerar via fyra växelverkansfält: foton (elektromagnetisk), W± och Z bosoner (svag kraft), samt gluoner (stark kraft). Massorna uppstår genom Higgsfältet, och Higgsbosonen är den manifestationen som har observerats.

Historiskt har W- och Z-bosonerna bekräftats 1983 vid CERN, och Higgsbosonen bekräftades 2012 av ATLAS och CMS vid Large Hadron Collider. Modellen har framgångsrikt förutsagt resultat i precisionsexperiment vid LEP, SLC, Tevatron och LHC.

Begränsningar finns: Standardmodellen beskriver inte mörk materia eller mörk energi och saknar en fullständig kvantbeskrivning av gravitationen. Neutriner har små massa, vilket kräver tillskott till modellen för att förklara observationerna. Dessa och andra fenomen tyder på ny fysik bortom Standardmodellen.

Forskningen fortsätter med mångfacetterade experiment som söker nya partiklar och exakta avvikelser från modellen, särskilt vid stora anläggningar som CERN:s LHC och framtida accelerators.

---