입자물리학의 표준모형 현상론에 관하여

표준모형의 페르미온

 

입자물리학의 표준모형

 

소립자 물리학의 표준 모형은 자연의 기본 입자와 중력을 제외한 상호작용을 다루는 게이지 이론입니다. 그것은 강하게 다루는 양자 색역학과 약어와 전자기력을 다루는 와인버그-살람 이론에서 수행됩니다. 표준 모형이 발표한 바로는 전자, 중성미자 및 기타 렙톤은 기본 입자이나 강입자는 쿼크입니다. 이것들은 이론의 대칭을 보여주는 게이지 보선에 의해 상호 작용합니다. 표준 모형의 대칭성 내에서 강한 상호작용의 대칭성은 색 어둠에 의해 간접적으로만 관측할 수 있으며 약한 상호작용의 대칭성은 힉스 메커니즘에 의해 깨집니다. 따라서 거시적으로 전자기 상호작용의 대칭만이 쉽게 관찰될 수 있습니다. 표준모형은 힉스 메커니즘을 실험적으로 제외하고 1980년대에 완성되었습니다. 힉스 메커니즘은 실험적 증거와 함께 2010년대 초에 발견되었습니다.

 

표준 모형의 페르미온

 

표준 모형에서 중성미자와 게이지 보손, 힉스 보존을 제외한 모든 입자는 디랙 입자로 표시됩니다. 이 입자들은 스핀 ½(즉, 페르미온)를 가지며 질량과 전하를 가지고 가져오는 사람과 다릅니다. 표준 모형은 이러한 입자의 질량을 예측하지 않지만 일반적으로 세대가 높을수록 무거워집니다. 표준 모형의 디랙 입자 중 강하게 상호작용을 하는 입자는 쿼크로 분류되는 반면 중성미자와 렙톤에 속하지 않는 입자는 렙톤으로 분류됩니다. 쿼크는 ±⅓ 혹은 ±⅔의 전하를 가지고 있고 중성미자보다는 ±1의 전하를 가지고 있습니다. 이 입자들은 힉스 메커니즘에서 질량을 얻습니다. 중성미자는 바일입자(손지기 페르미온)으로 표시됩니다. 즉, 스핀 ½(즉, 페르미온)을 가집니다. 그들은 질량과 전하가 없고 그 반입자와 다른 손지기를 가집니다. 6개의 쿼크 맛은 시간이 지남에 따라 CKM행렬의 수학적 대상으로 표시되는 다른 쿼크에 따라 달라질 수 있습니다. 이것은 이탈리아의 니콜라 카비보와 일본의 고바야시 마코토와 마스크, 히가시 히토에 의해 소개되었는데 예를 들어 중성자가 양성자로 붕괴할 수 있는데 이 과정에서 다으 ㅁ쿼크는 쿼크 혼합 때문에 CP 대칭을 보존하지 않습니다. 렙톤은 표준 모형에서는 섞이지 않으며 이는 3개의 렙톤인 전자 수, 뮤온서, 타오 온수를 별도로 보존합니다. 표준 모형의 페르미온은 각 세대의 해당 입자가 질량을 제외하고 같은 특성이 있는 3세대로 나뉩니다. 표준 모형은 생성 구조가 존재하는 이유를 설명할 수 없습니다.

표준 모형의 게이지 보손

 

표준 모형은 게이지 군이 US(3C×US(2)W×U(1)C고, 그중 강력함은 US(3)C이며, 약한 전자기력은 US(2)W×U(1)C인 게이지 이론입니다. 낮은 에너지에서 약한 전자기력의 대칭성은 힉스 메커니즘에 의해 자발적으로 깨져 전자기력의 U(1)SM만 남기고 나머지는 약한 힘을 얻습니다. 이 과정은 힉스 보손과 약력 게이지 보선이 질량을 얻는 과정입니다. (U (1) Y와 U (1) EM은 다른 그룹입니다. 강력한 게이지 보손은 글루온입니다. US (3)는 8차원이기 때문에 글루온은 단지 8가지 색상을 가지고 있습니다. 강력한 것은 쿼크에만 작용하고 렙톤에는 작용하지 않습니다. 쿼크는 세 가지 색상을 가지고 있습니다. 8가지 색을 지니고 있으며 일반적으로 빨간색, 녹색 및 파란색이라고 하는 가시광선의 세 가지 기본 색상의 이름을 따서 명명되었습니다. 양자장론은 강한 상호 작용을 기술하는 양자역학이라고 하며 쿼크의 색은 글루온에 따라 달라질 수 있습니다. 따라서 조합(녹색/빨간색, 빨간색/파란색 등)으로 볼 수 있습니다. 글루온의 색상을 다른 색상으로 변경합니다. 세 가지 색상을 다른 세 가지 색상으로 변경하는 조합은 총 3x3으로 볼 수 있습니다. 9가지 유형 또는 그 안에 있는 모든 색상을 제외하고 8가지 색상이 남아 있습니다. (9빨간색 > 빨간색, 녹색 > 녹색, 파란색 > 파란색) 변환입니다.