मानक मॉडल: अद्भुत सिद्धांत लगभग सब कुछ की

मानक मॉडल है । क्या एक बेवकूफ नाम के लिए सबसे सटीक वैज्ञानिक सिद्धांत मानवता के लिए जाना जाता है । अधिक से अधिक एक तिमाही के नोबेल पुरस्कार भौतिकी में पिछली सदी में सम्मानित किया गया था करने के लिए काम करता है कि या तो सीधे या परोक्ष रूप से जुड़े थे, के साथ मानक मॉडल है । यह, ज़ाहिर है, की तरह के लिए एक सौ rubles के लिए खरीदने के लिए सुधार. किसी भी भौतिक विज्ञानी पसंद करेंगे "अद्भुत सिद्धांत के लगभग सब कुछ" है, जो यह वास्तव में है.

कई लोगों को याद उत्साह के बीच वैज्ञानिकों और मीडिया में, की वजह से डिस्कवरी की हिग्स बोसॉन में 2012. लेकिन उसकी खोज की है, एक आश्चर्य नहीं था और नहीं उठता था कहीं से यह चिह्नित की पचासवीं सालगिरह के लगातार जीत के मानक मॉडल है । यह भी शामिल है, हर मौलिक बल अन्य की तुलना में गुरुत्वाकर्षण. किसी भी प्रयास का खंडन करने के लिए यह प्रदर्शन और प्रयोगशाला में यह आवश्यक है कि rework करने के लिए — और वहाँ कई थे — में विफल रहा है.

संक्षेप में, मानक मॉडल के इस सवाल का जवाब क्या है: सब कुछ से बना है और कैसे सब कुछ एक साथ रखा है?

छोटी से छोटी इमारत ब्लॉकों

भौतिकविदों प्यार सरल बातें है । वे चाहते हैं को कुचलने के लिए सब कुछ नीचे करने के लिए, खोजने के लिए बुनियादी इमारत ब्लॉकों है । ऐसा करने के लिए, की उपस्थिति में सैकड़ों रासायनिक तत्वों के इतना आसान नहीं है । हमारे पूर्वजों का मानना था कि सब कुछ से बना है पांच तत्वों — पृथ्वी, जल, अग्नि, वायु और आकाश. बहुत आसान पांच सौ अठारह है । और यह भी गलत है । आप निश्चित रूप से जानते हैं कि हमारे आसपास की दुनिया के होते हैं, अणु और अणु परमाणुओं से मिलकर बनता है. रसायनज्ञ दमित्री मेंडेलीव की खोज में इसे 1860-ies में शुरू की है और परमाणुओं को तत्वों की तालिका में, जो आज स्कूल में पढ़ाया जा रहा है । लेकिन इन रासायनिक तत्वों 118. सुरमा, आर्सेनिक, एल्यूमीनियम, सेलेनियम... और अधिक 114.

1932 में, वैज्ञानिकों को पता था कि इन सब के परमाणुओं के होते हैं सिर्फ तीन कण — न्यूट्रॉन, प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों है. न्यूट्रॉन और प्रोटॉन के निकट से संबंधित हैं करने के लिए एक दूसरे के नाभिक में है । इलेक्ट्रॉनों बार के हजारों रहे हैं आसान के लिए उन्हें, के चारों ओर चक्कर नाभिक की गति के करीब प्रकाश. भौतिकी प्लैंक, बोह्र, श्रोडिंगर, हाइजेनबर्ग और दूसरों के शुरू में एक नया विज्ञान — क्वांटम यांत्रिकी — यह समझाने के लिए आंदोलन.

यह ठीक हो जाएगा रोकने के लिए. केवल तीन कणों. यह और भी आसान की तुलना में पांच. लेकिन वे एक साथ छड़ी? नकारात्मक आरोप लगाया इलेक्ट्रॉनों और सकारात्मक आरोप लगाया प्रोटॉन कर रहे हैं द्वारा एक साथ आयोजित की ताकतों विद्युत चुंबकत्व. लेकिन आवारा नाभिक में प्रोटॉन और सकारात्मक आरोपों के लिए है, उन्हें दूर धक्का. नहीं, यहां तक कि तटस्थ न्यूट्रॉन.

क्या बांधता इन प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के साथ है? "दैवी हस्तक्षेप" है? लेकिन यहां तक कि एक दिव्य जा रहा है के कारण होता है, समस्याओं का पालन करने के लिए प्रत्येक के लिए 10⁸⁰ प्रोटॉन और न्यूट्रॉन ब्रह्मांड में पकड़, उनकी इच्छा शक्ति.

का विस्तार कण चिड़ियाघर

इस बीच, हताश प्रकृति मना कर दिया रखने के लिए अपने चिड़ियाघर केवल तीन कणों. यहां तक कि चार, क्योंकि हम की जरूरत है पर विचार करने के लिए, फोटोन कण प्रकाश के द्वारा वर्णित आइंस्टीन. चार पाँच बन गया है जब एंडरसन को मापा इलेक्ट्रॉनों के साथ एक सकारात्मक चार्ज — पोजीट्रान — मारा जो बाह्य अंतरिक्ष से पृथ्वी. पांच बन गया छह जब वह पता चला pion पकड़े, कोर, सामान्य रूप में, और भविष्यवाणी के द्वारा Yukawa.

फिर आया muon है 200 बार की तुलना में भारी इलेक्ट्रॉन, लेकिन अन्यथा अपने जुड़वां है । यह पहले से ही सात है । इतना आसान नहीं है.

1960 के दशक में, साल के सैकड़ों के मौलिक कण है । अच्छी तरह से संगठित आवर्त सारणी था केवल लंबी सूची के baryons (भारी कण, जैसे प्रोटान और न्यूट्रान) और मेसॉनों (pion Yukawa) और leptons (प्रकाश कण जैसे इलेक्ट्रान और मायावी neutrinos) के बिना, किसी भी संगठन और डिवाइस के सिद्धांतों.

और इस खाई पैदा हुआ था के मानक मॉडल है । वहाँ था कोई घोषणा । आर्किमिडीज से कूद स्नान चिल्ला "यूरेका!". नहीं, इसके बजाय, मध्य 1960 के दशक में, कई स्मार्ट लोगों के आगे डाल दिया है महत्वपूर्ण मान्यताओं को बदल दिया है कि इस दलदल में पहली बार एक सरल सिद्धांत है, और फिर पचास साल के प्रयोगात्मक सत्यापन और सैद्धांतिक विकास है.

क्वार्कों. वे छह विकल्प है, जो हम कॉल जायके. फूलों की तरह, न केवल बहुत स्वादिष्ट महक. के बजाय गुलाब, लिली और लैवेंडर हम ऊपर और नीचे, अजीब और मन मोह लिया, और यह सच है क्वार्कों. 1964 में Gell-मान और Zweig हमें सिखाया गया है मिश्रण करने के लिए तीन क्वार्कों के लिए baryon. प्रोटॉन दो शीर्ष और तल क्वार्क, एक न्यूट्रॉन दो निचले और ऊपरी है । ले एक क्वार्क और एक antiquark – एक meson. Peony एक शीर्ष या तल क्वार्क के साथ जुड़े ऊपर या नीचे antiquark. सभी बात के साथ जो हम काम कर रहे हैं के होते हैं, ऊपर और नीचे क्वार्कों, दर्ज की गई है के निर्माण और इलेक्ट्रॉनों है.

आसान है । हालांकि पूरी तरह से नहीं, क्योंकि आसान करने के लिए रखने के क्वार्कों बाध्य आसान नहीं है । वे एक साथ फिट इतना कसकर है कि आप कभी नहीं मिल जाएगा एक क्वार्क या antiquark, वेगस में ही है । के सिद्धांत, और कणों कि इसमें भाग लेने के लिए, अर्थात् gluons कहा जाता है क्वांटम chromodynamics. इस का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है मानक मॉडल, गणितीय जटिल है, और कभी कभी न सुलझा हुआ यहां तक कि बुनियादी गणित के लिए. भौतिकविदों कर रहे हैं सब कुछ संभव गणना करने के लिए है, लेकिन कभी कभी गणितीय उपकरण है अपर्याप्त विकसित की है ।

एक और पहलू के मानक मॉडल, "एक मॉडल के leptons". इस शीर्षक के सबसे महत्वपूर्ण लेख के 1967 द्वारा लिखित, स्टीवन वेनबर्ग, जो संयुक्त क्वांटम यांत्रिकी के महत्वपूर्ण ज्ञान के बारे में कैसे कणों बातचीत है, और आयोजन किया और उन्हें एक एकीकृत सिद्धांत है. वह शामिल विद्युत चुंबकत्व, और उसे बाध्य के साथ "कमजोर बल" है, जो कारणों में से कुछ रेडियोधर्मी क्षय है, और समझाया कि यह अलग थाअभिव्यक्तियों के एक ही बल है । यह मॉडल भी शामिल हिग्स तंत्र दे रही है, बड़े पैमाने पर करने के लिए मौलिक कणों.

के बाद से मानक मॉडल भविष्यवाणी की प्रयोगात्मक परिणामों के साथ परिणाम सहित, खोज के कई प्रकार के क्वार्कों और डब्ल्यू और जेड बोसॉन – भारी कणों, कमजोर बातचीत की सेवा के रूप में वही भूमिका फोटॉन में विद्युत चुंबकत्व. संभावना है कि न्यूट्रिनो एक मास में खो दिया है, 1960-ies में है, लेकिन की पुष्टि की मानक मॉडल में 1990-ies में, एक कुछ दशकों के लिए.

खोज के हिग्स बोसॉन 2012 में, लंबे समय की भविष्यवाणी की मानक मॉडल के और लंबे समय से प्रतीक्षित, नहीं था, तथापि, आश्चर्य की बात है । लेकिन यह था एक और महत्वपूर्ण जीत के लिए मानक मॉडल से अधिक के अंधेरे बलों कण भौतिकी कर रहे हैं नियमित रूप से इंतजार कर क्षितिज पर है । भौतिकविदों पसंद नहीं है कि मानक मॉडल के अनुरूप नहीं है उनके विचार के लिए एक सरल, वे के बारे में चिंतित थे अपने गणितीय विसंगति के लिए संभावना शामिल करने के लिए गुरुत्वाकर्षण समीकरण में. जाहिर है, इस परिणाम में विभिन्न भौतिक विज्ञान के सिद्धांतों, जो हो सकता है के बाद मानक मॉडल है । है तो वहाँ एक भव्य एकीकरण सिद्धांत, supersymmetry, tehnokolor और स्ट्रिंग सिद्धांत है.

दुर्भाग्य से, सिद्धांत मानक मॉडल से परे नहीं मिला है सफल प्रयोगात्मक सबूत और गंभीर अंतराल में मानक मॉडल है । पचास साल के बाद यह किया गया था के मानक मॉडल के लिए निकटतम स्थिति के सिद्धांत सब कुछ है । अद्भुत सिद्धांत के लगभग सब कुछ है ।