פתיחת התפריט הראשי

שינויים

הוסרו 700 בתים ,  לפני 7 שנים
מ
אין תקציר עריכה
'''המודל הסטנדרטי של ה[[חלקיק|פיזיקת חלקיקים|פיזיקת החלקיקים]] היסודיים''' הוא [[מסגרת תאורטית]] המתארת את ה[[טבע]] בסידריבסדרי גודל קטנים. המודל כולל תיאור של ה[[כוחות היסוד|אינטראקציות היסודיות]] בטבע: [[הכוח הגרעיני החזק]], [[הכוח הגרעיני החלש]] ו[[הכוח האלקטרומגנטי]], וכן את ה[[חלקיק יסודי|חלקיקים היסודיים]] המרכיבים את החומר.
 
המודל מבוסס על [[תורת כיול|תורות כיול]]: האינטראקציות היסודיות מופיעות בו כתוצאה מהדרישה לקיומן של [[סימטריית כיול|סימטריות כיול]], והחלקיקים נושאי הכוח מופיעים כ[[בוזון|בוזוני]] כיול.
המודל מבוסס על עקרונות [[תורת השדות הקוונטית|תאוריית שדה קוונטי]], והוא מתיישב הן עם [[מכניקת הקוונטים]] והן עם [[תורת היחסות הפרטית]]. ניסוחו של המודל הושלם ב[[שנות ה-70 של המאה ה-20]], והוא תואם בדייקנות את הניסויים הנערכים בתחום החלקיקים האלמנטריים. עם זאת, המודל אינו שלם, בעיקר מכיוון שהוא אינו כולל את ה[[כבידה]], ומוגבל לאנרגיות של מתחת לסקלת ה-[[TeV]] (כמפורט בסוף המאמרהערך).
 
==החלקיקים==
אמנם המודל הסטנדרטי טעון הרחבה, אבל חלקיקיו מספיקים לתיאור העולם היום-יומי (מלבד הכבידה), ולהסברת מרבית הנתונים שאספו עד כה הפיזיקאים של החלקיקים.
 
===פרמיונים===
חלקיקי החומר במודל הם [[פרמיון|פרמיונים]], חלקיקים בעלי [[ספין]] חצי שלם המצייתים ל[[עקרון האיסור של פאולי]], הקובע ששני פרמיונים אינם יכולים לחלוק את אותו מצב קוונטי.
 
ה[[פרמיונים]]הפרמיונים במודל מחולקים ל"[[לפטון|לפטונים]]" שאינם משתתפים ב[[הכוח הגרעיני החזק|אינטראקצייה החזקה]] ו"[[קווארק|קווארקים]]ים", המשתתפים באינטראקצייהבאינטראקציה זו. בשונה מן הקווארקים, אין לחלקיקים ה[[לפטון|לפטונים]]ללפטונים תכונת "צבע", הם מגיבים אך ורק עם הכוח האלקטרומגנטי והכוח הגרעיני החלש, ותגובתם נחלשת ככל שהמרחק ביניהם גדל. מאידך, תגובת הקווארקים עם הכוח החזק ועם כוח ה"צבע" מתחזקת ככל שגדל המרחק, כך שקווארקים לעולם ימצאו בשילובים נטולי צבע בשם "[[האדרון|האדרונים]]". שילובים אלה הם [[באריון|באריונים]] פרמיוניים המורכבים משלושה קווארקים (כדוגמת הפרוטון והנייטרון), או [[מזון (חלקיק)|מזונים]] בוזוניים המורכבים מזוג קווארק ואנטי־קווארק (כמו ה[[פאיון|פאיונים]]). בנוסף, מחולקים ה[[פרמיון|פרמיונים]]הפרמיונים לשלושה דורות של חלקיקים, כאשר חלקיקי דורות שונים נבדלים ממקביליהם במסה בלבד.
 
החומר ביקום מורכב בעיקר מחלקיקים השייכים לדור הראשון; חלקיקי שני הדורות הבאים, המיוצרים באופן מלאכותי ב[[מאיץ חלקיקים|מאיצי חלקיקים]] ובתהליכים פיזיקליים טבעיים (בין היתר פולטת [[השמש]] קרינת [[מיואון|מיואונים]]), מתפרקים במהירות לחלקיקי דור ראשון. חלקיקי הדור הראשון מתנהגים באופן זהה למקביליהם בשני הדורות האחרים ונבדלים מהם במסה בלבד. לדוגמה, לאלקטרון ול[[מיואון]] ספין של חצי והם אינם מגיבים עם כוחהכוח הגרעיני החזק, אך מסתו של המיואון גדולה מזו של האלקטרון פי 200.
 
במודל הסטנדרטי, חלקיקי הדור הראשון של הפרמיונים הם ה[[לפטון|לפטונים]] [[אלקטרון]] ו[[נייטרינו|נייטרינו אלקטרוני]], [[קווארק]] "מעלה" (u) וקווארק "מטה" (d) שלשות של קווארקים מסוג מעלה ומטה מתלכדות יחדיו ליצירת [[פרוטון|פרוטונים]] (uud) ו[[נייטרון|נייטרונים]] (udd); אלה מצטרפים ליצירת [[גרעין האטום]].
*[[בוזוני W ו-Z]], הנושאים את [[הכוח הגרעיני החלש]].
*שמונה סוגים של [[גלואון|גלואונים]], הנושאים את [[הכוח הגרעיני החזק]]. שישה מהגלואונים הללו מסווגים כזוגות של "צבעים" ו"אנטי-צבעים" (לדוגמה, גלואון יכול לשאת "אדום" ו"אנטי-ירוק"). שני הסוגים האחרים הם מיזוג מסובך יותר של צבעים ואנטי-צבעים.
*[[בוזון היגס]] שהאינטראקציה שלו עם חלקיקים אחרים יכולה להסביר את היות החלקיקים בעלי מסה. מדענים מ[[מאיץ LHC|מאיץ החלקיקים LHC]], שאחת מסיבות הקמתו הייתה כי יהיה ניתן לצפות בחלקיק זה בניסויים שיתרחשו בו, אישרו ב-[[4 ביולי]] [[2012]] את קיומו של חלקיק התואם את התכונות הצפויות של בוזון היגס, אם כי טרם אישרו סופית כי המדובר בבוזון היגס עצמו{{כ}}<ref>סוכנויות הידיעות, [http://www.ynet.co.il/articles/0,7340,L-4251021,00.html|"יש ראיות לקיום 'החלקיק האלוהי'"], באתר ynet, ה-4 ביולי 2012</ref>.
 
{{טבלת חלקיקים יסודיים}}
 
אחת מהצלחותיו הגדולות ביותר של המודל הסטנדרטי מתבטאת בכך שצורותיהם של הכוחות - המבנה המפורט של המשוואות המתארות אותם - נקבעות בראש ובראשונה על פי העקרונות הכלליים שמגלמת התאוריה, ואינן נבחרות באורח שרירותי כך שיהלמו אוסף של נתונים ניסיוניים. במה שנוגע לאלקטרומגנטיות, לדוגמה, תוקפה של תורת השדות הקוונטיים היחסותית (שעליה מבוסס המודל הסטנדרטי) וקיומו של האלקטרון, מלמדים שהפוטון חייב להתקיים אף הוא וליצור את האינטראקציות שלו כפי שמתרחש בפועל - כך עלה בידי חוקרי החלקיקים להבין את האור. טיעונים דומים לזה ניבאו את הקיום ואת התכונות של הגלואונים ושל חלקיקי W ו-Z, כפי שאומתו לאחר מכן בתצפיות.