Modèle standard de la physique des particules

Le modèle standard de la physique des particules est la théorie décrivant trois des quatre forces fondamentales connues (les interactions électromagnétiques, faibles et fortes, et ne comprenant pas la force gravitationnelle) dans l`univers, ainsi que la classification de tous les éléments élémentaires connus Particules. Il a été développé par étapes tout au long de la seconde moitié du XXe siècle, à travers le travail de nombreux scientifiques à travers le monde [1], avec la formulation actuelle étant finalisé dans le milieu des années 1970 sur la confirmation expérimentale de l`existence de quarks. Depuis lors, la confirmation du quark top (1995), du neutrino Tau (2000) et du boson de Higgs (2012) ont ajouté plus de crédibilité au modèle standard. En outre, le modèle standard a prédit diverses propriétés de faibles courants neutres et les bosons W et Z avec une grande précision. La recherche théorique et expérimentale a tenté d`étendre le modèle standard dans une théorie de champ unifiée ou une théorie de tout, une théorie complète expliquant tous les phénomènes physiques y compris les constantes. Les insuffisances du modèle standard qui motivent ces recherches sont les suivantes: les fermions du modèle standard sont classés selon la façon dont ils interagissent (ou de manière équivalente, par les charges qu`ils transportent). Il y a six quarks (haut, bas, charme, étrange, haut, bas), et six leptons (électron, neutrino électronique, muon, neutrino muon, TAU, neutrino Tau). Les paires de chaque classification sont regroupées pour former une génération, avec des particules correspondantes présentant un comportement physique similaire (voir tableau). Malheureusement, au moins pour leurs partisans, les théories du modèle Beyond-the-standard n`ont pas encore prédit avec succès tout nouveau phénomène expérimental ou toute divergence expérimentale avec le modèle standard. Quarks sont connus pour se lier en triplets et doublets. Les triplets sont appelés baryons, un terme dérivé du mot grec barús (varys) signifiant «lourd». Les doublets sont appelés mesons, un terme dérivé du mot grec mésos (Mesos) signifiant “medium”.

Les baryons (les triplets lourds), les méons (les doublets de poids moyen) et les quarks (les particules fondamentales) sont appelés hadrons, du mot grec αδρός (ADROS) signifiant épais, robuste, massif ou grand. Ce nom fait allusion à la capacité des quarks de type point de se lier ensemble et de former des particules qui sont «épaisses» dans un certain sens. Le boson de Higgs joue un rôle unique dans le modèle standard, en expliquant pourquoi les autres particules élémentaires, à l`exception du photon et du gluon, sont massives. En particulier, le boson de Higgs explique pourquoi le photon n`a pas de masse, alors que les bosons W et Z sont très lourds. Les masses de particules élémentaires, et les différences entre l`électromagnétisme (médiatisé par le photon) et la force faible (médiée par les bosons W et Z), sont essentielles à de nombreux aspects de la structure de la matière microscopique (et donc macroscopique). Dans la théorie électrofaible, le boson de Higgs génère les masses des leptons (électron, muon, et Tau) et quarks. Comme le boson de Higgs est massif, il doit interagir avec lui-même. Alors pourquoi les quarks ont la masse, mais les gluons ne sont pas? Ou comme la question a été historiquement énoncé, pourquoi les bosons W et Z ont la masse, mais le photon n`est pas? Peut-être qu`il y a un autre type d`énergie potentielle.