ข้ามไปเนื้อหา

แบบจำลองมาตรฐาน

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
แบบจำลองมาตรฐานของอนุภาคมูลฐาน ที่มีรุ่นตระกูลของสสารสามรุ่นโดยมี เกจโบซอน อยู่ในแถวที่สี่ และฮิกส์โบซอนอยู่ในแถวที่ห้า

แบบจำลองมาตรฐาน (อังกฤษ: Standard Model) ของฟิสิกส์ของอนุภาคเป็นทฤษฎีที่ดีที่สุดในปัจจุบันสำหรับอธิบายแรงพื้นฐานสามชนิดในธรรมชาติ (ไม่รวมแรงโน้มถ่วง) ตลอดถึงอนุภาคมูลฐานที่มีผลกระทบอยู่ในแรงพื้นฐานเหล่านั้น อนุภาคเหล่านี้ประกอบกันขึ้นเป็นสสารที่เรามองเห็นได้ในเอกภพ มีการทดลองฟิสิกส์พลังงานสูงมากมายนับแต่ช่วงกลางคริสต์ศตวรรษที่ 20 ที่เผยให้เห็นความสอดคล้องระหว่างการทดลองกับแบบจำลองมาตรฐาน แต่แบบจำลองมาตรฐานนี้ก็ยังไม่อาจจัดเป็นทฤษฎีแห่งสรรพสิ่งได้ เพราะมันยังไม่สามารถอธิบายแรงโน้มถ่วง สสารมืด หรือพลังงานมืดได้ นอกจากนี้ยังไม่มีคำอธิบายที่หมดจดสำหรับเลปตอนด้วย เพราะยังไม่สามารถอธิบายถึงสภาวะมวลนิวตริโนที่ไม่เท่ากับศูนย์

การจำแนกอนุภาค

[แก้]
บทสรุปของปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคด้วยกันที่อธิบายโดยแบบจำลองมาตรฐาน

แบบจำลองมาตรฐานประกอบด้วยอนุภาคมูลฐาน 61 ชนิด ดังนี้[1]

อนุภาคมูลฐาน
จำนวนชนิด จำนวนรุ่นตระกูล ปฏิยานุภาค ประจุสี จำนวนรวม
ควาร์ก 2 3 คู่ 3 36
เลปตอน 2 3 คู่ ไม่มี 12
กลูออน 1 1 เดี่ยว 8 8
W โบซอน 1 1 คู่ ไม่มี 2
Z โบซอน 1 1 เดี่ยว ไม่มี 1
โฟตอน 1 1 เดี่ยว ไม่มี 1
ฮิกส์โบซอน 1 1 เดี่ยว ไม่มี 1
รวม 61

แรงพื้นฐาน

[แก้]
ปฏิสัมพันธ์ในแบบจำลองมาตรฐาน แผนภาพฟายน์แมนสร้างมาจากจุดยอดเหล่านี้ q คือควาร์กใด ๆ, g คือกลูออน, X คืออนุภาคมีประจุ, γ คือโฟตอน, f คือเฟอร์มิออน, m คืออนุภาคมีมวล (เป็นไปได้ว่ายกเว้นนิวตริโน), mB คือโบซอนมีมวล ในแผนภาพที่มีเครื่องหมายแยกด้วย / จะเป็นอนุภาคหนึ่งในนั้น ในแผนภาพที่มีเครื่องหมายแยกด้วย | เครื่องหมายจะต้องเป็นลำดับเดียวกัน เช่นแรงอย่างอ่อนในโบซอนสี่ตัวที่เป็นไปได้คือ WWWW, WWZZ, WWγγ, WWZγ[2]

แบบจำลองมาตรฐานอธิบายอันตรกิริยาพื้นฐานในธรรมชาติสามแรงจากทั้งหมดสี่แรง ตามแบบจำลองมาตรฐานอันตรกิริยาพื้นฐานมาจากการแลกโบซอนกันของอนุภาคที่รับผลกระทบของอันตรกิริยานั้น ๆ ตัวอย่างเช่นโฟตอนทำหน้าที่สื่อแรงแม่เหล็กไฟฟ้าและกลูออนสำหรับอันตรกิริยาอย่างเข้ม อนุภาคเหล่านั้นเรียกรวม ๆ ว่าพาหะแรง (force carrier)[3]

อ้างอิง

[แก้]
  1. S. Braibant, G. Giacomelli, M. Spurio (2009). Particles and Fundamental Interactions: An Introduction to Particle Physics. Springer. p. 313-314. ISBN 978-94-007-2463-1.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (ลิงก์)
  2. Lindon, Jack (2020). Particle Collider Probes of Dark Energy, Dark Matter and Generic Beyond Standard Model Signatures in Events With an Energetic Jet and Large Missing Transverse Momentum Using the ATLAS Detector at the LHC (PhD). CERN.
  3. http://home.web.cern.ch/about/physics/standard-model Official CERN website

แหล่งข้อมูลอื่น

[แก้]

สำหรับผู้อ่านทั่วไป

[แก้]
  • Oerter, Robert (2006) The Theory of Almost Everything: The Standard Model, the Unsung Triumph of Modern Physics. Plume.
  • Schumm, Bruce A. (2004) Deep Down Things: The Breathtaking Beauty of Particle Physics. Johns Hopkins Univ. Press. ISBN 0-8018-7971-X.
  • Victor Stenger (2000) Timeless Reality. Prometheus Books. Chpts. 9-12.
  • explain it in 60 seconds

ตำราพื้นฐาน

[แก้]

ตำราขั้นสูง

[แก้]
  • Cheng, Ta Pei; Li, Ling Fong (2006). Gauge theory of elementary particle physics. Oxford University Press. ISBN 0-19-851961-3.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (ลิงก์) Highlights gauge theory aspects of the Standard Model.
  • Donoghue, J. F.; Golowich, E.; Holstein, B. R. (1994). Dynamics of the Standard Model. Cambridge University Press. ISBN 978-0521476522.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (ลิงก์) Highlights dynamical and phenomenological aspects of the Standard Model.
  • O'Raifeartaigh, L. (1988). Group structure of gauge theories. Cambridge University Press. ISBN 0-521-34785-8. Highlights group-theoretical aspects of the Standard Model.