O Modelo Padrão do Universo

O modelo padrão é uma teoria queexibe idéias modernas sobre o material base inicial para a construção do universo. Este modelo descreve como a matéria é formada a partir de seus componentes básicos, quais forças de interação existem entre seus componentes.

A essência do modelo padrão

Na sua estrutura, todas as partículas elementares(nucleons), dos quais o núcleo atômico consiste, bem como quaisquer partículas pesadas (hadrons), consistem em partículas simples ainda menores, chamadas de "fundamentais".

Tais elementos primários da matéria no presenteO tempo é considerado quarks. Os quarks mais leves e mais comuns são divididos em superior (u) e menor (d). O protão consiste em uma combinação de quarks uud e um neutron - udd. A carga do u-quark é igual a 2/3, enquanto o d-quark tem uma carga negativa, -1/3. Se calcularmos a soma das cobranças dos quarks, as taxas de protões e neutrões se tornam estritamente iguais a 1 e 0. Isso dá razão para acreditar que o modelo padrão descreve de forma absolutamente adequada a realidade.

Existem vários pares de quarks que compõem partículas mais exóticas. Então, o segundo par consiste em quarks encantados (c) e estranhos (s) e o terceiro par é verdadeiro (t) e lindo (b).

Quase todas as partículas que poderiam prever o modelo padrão já foram descobertas experimentalmente.

Além de quarks, como um "edifíciomaterial "são os chamados leptons. Eles também formam três pares de partículas: um elétron com um neutrino de elétrons, um muão com um neutrino de muão, um tau lepton com um neutrino de tau lepton.

Quarks e leptons, segundo cientistas, sãoo material de construção principal com base no qual o modelo moderno do Universo foi criado. Eles interagem uns com os outros com a ajuda de partículas transportadoras que transmitem pulsos de potência. Há quatro tipos principais de tal interação:

- forte, graças ao qual os quarks são mantidos dentro das partículas;

- Electromagnética;

- fraco, o que leva a formas de decaimento;

- gravitacional.

A forte interação de cores transporta partículas chamadas glúso, que carecem de massa e carga elétrica. A cromodinâmica quântica estuda esse tipo de interação.

A interação eletromagnética é realizada pela troca de fótons sem massa - quanta de radiação eletromagnética.

A interação fraca ocorre devido a bosões de vetores maciços, que são quase 90 vezes maiores que os prótons.

A interação gravitacional garante a troca de gravitões, que não possuem massa. No entanto, ainda não foi possível detectar essas partículas experimentalmente.

O modelo padrão considera os três primeiros tiposinteração como três diferentes manifestações de uma única natureza. Sob a influência de altas temperaturas, as forças que atuam no Universo são realmente fundidas, de modo que elas não podem mais ser discernidas posteriormente. O primeiro, como os cientistas descobriram, são as fracas interações nucleares e eletromagnéticas. Como resultado, cria uma interação eletrofraca, que podemos observar em laboratórios modernos durante a operação de aceleradores de partículas.

A teoria do universo diz que no período de suaAparência, nos primeiros milissegundos após o Big Bang, a linha entre as forças eletromagnéticas e nucleares estava ausente. E somente depois de baixar a temperatura média do universo para 10 14 K, quatro tipos de interação foram capazes de se separar e dar uma aparência moderna. Enquanto a temperatura era superior a essa marca, apenas as forças fundamentais de interação gravitacional, forte e eletrofraca agiam.

A interação eletrofraca é combinada comforte nuclear a uma temperatura de cerca de 10 27 K, o que é inatingível em condições laboratoriais modernas. No entanto, mesmo o próprio Universo não possui tais energias, portanto ainda não é possível confirmar ou negar essa teoria praticamente. Mas a teoria, que descreve os processos de combinar interações, nos permite dar algumas previsões sobre os processos que ocorrem em níveis de energia mais baixos. E essas previsões agora são confirmadas experimentalmente.

Assim, o modelo padrão oferecea teoria da estrutura do universo, cuja matéria consiste de léptons e quarks, e os tipos de interação entre essas partículas são descritas nas teorias da grande unificação. O modelo ainda está incompleto, pois não inclui interação gravitacional. Com o maior desenvolvimento do conhecimento científico e das tecnologias, esse modelo pode ser complementado e desenvolvido, mas no momento é o melhor que os cientistas poderiam desenvolver.

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