partikelfysikens

Partikelfysiken är vetenskapen som studerar naturens mest grundläggande byggstenar och de växelverkningar som binder dem samman. Den kombinerar teoretiska ramverk, framför allt kvantfältteori, med experiment som undersöker hur partiklar uppträder vid höga energier och hur deras egenskaper uppstår.

I Standardmodellen beskrivs materien av två huvudsakliga klasser: fermioner och bosoner. Fermionerna delas i kvarkar och leptoner, medan bosonerna fungerar som växelverkningspartiklar – fotoner för elektromagnetisk växelverkan, gluoner för stark växelverkan samt W- och Z-bosoner för svag kärnkraft. Higgs-bosonet är kopplat till massan via Higgsfältet. Stark växelverkan styrs av kvantkromodynamik (QCD).

Partikelfysiken har bidragit till flera viktiga milstolpar. Elektroweak-samverkan föreföll innan den testades exakt genom upptäckten av W- och Z-bosonerna, medan Higgs-bosonet bekräftades 2012. Experimentell forskning bedrivs huvudsakligen vid Large Hadron Collider (LHC) på CERN och de stora experimenten ATLAS, CMS, LHCb och ALICE. Andra metoder omfattar neutrino-experiment och olika precisionsmätningar som testar Standardmodellens färdighet.

Framtiden fokuserar på att hitta ny fysik utanför Standardmodellen, såsom supersymmetri, kandidater för mörk materia och mekanismer bakom neutrino-massan. Forskningen strävar också efter att utveckla teorier som kan förena gravitationen med kvantfältteori och att planera nästa generations kolliders och detektorer.