Елементарні котики
Для опису котиків ми найчастіше використовуємо колір шерсті: кіт «рудий», «білий з чорним» або «черепаховий». Все різноманіття можна описати деяким не дуже великою кількістю кольорів, своєрідних «елементарних котиків». Стандартна модель використовує елементарні частинки, «цеглинки» для створення матерії, які самі по собі не мають структури і не складаються з яких-небудь частинок меншого розміру. Їх всього 24: 12 кварків і 12 лептонів. До складу будь-якого атома входять електрони, що відносяться до лептонам, а також протони і нейтрони, що складаються з кварків.
Фундаментальні взаємодії
Котики спілкуються з нами і виражають різні емоції: щастя, роздратування або наполегливе бажання поїсти. «Спілкування» частинок називається взаємодією. Всього існує три типи взаємодій: сильне, слабке і електромагнітне.
Переносники взаємодій
Котики обмінюються звуками, поглядами і тактильними контактами. Залежно від поведінки котика ми дізнаємося, яке взаємодія він хотів передати: шипіння означає «відчепися від мене», нявкання – «погодуй мене». У Стандартній моделі взаємодію будь-якого типу відбувається за рахунок обміну особливими частками — калібрувальними бозонами.
Як з’являється маса?
Ви коли-небудь пробували зважувати котика? Це завдання не з простих. Бувалі кошатники знають, що найдієвіший спосіб – встати на ваги з котом в руках і без нього, різницею і буде маса вашого вихованця. Щоб вага з’являвся у елементарних частинок, фізики ввели ще одну – бозон Хіггса. Він взаємодіє з іншими частинками особливим чином, за рахунок чого вони набувають масу.
Принцип дії бозона Хіггса
Уявіть: ви знаходитесь на вечірці. Люди спілкуються між собою і в принципі розподілені досить рівномірно по приміщенню. Якщо ви захочете пройти в інший кінець кімнати, без праці зможете це зробити.
Але все зміниться, якщо в кімнату зайде хазяйський котик. Вони, як відомо, притягують людей, і навколо нього утворюється деяка кількість бажаючих погладити або почухати за вушком. Кіт навряд чи буде стояти на місці, але тепер він буде пересуватися не один, а зі свитою «кошатників». Схожим чином діє поле бозона Хіггса на інші елементарні частинки, «порушуючи» їх стану і формуючи таким чином маси.
За межами Стандартної моделі
Неймовірно, але факт: вчені досі не знають, чому котики муркочуть. Немає ніякого сумніву, що вони дійсно це вміють, але як саме проводяться такі звуки, невідомо. У Стандартній моделі неможливо пояснити наявність мас деяких частинок, описати темну матерію і темну енергію, а також включити в неї четвертий тип взаємодії – гравітацію. Нам ще належить прийти до розуміння устрою котиків і Всесвіту.
Частинки поводяться немов безліч котиків, зі своїми відмінними рисами, поведінкою та взаєминами. Вони оточують нас всюди, як і сотні тисяч відео і фотографій забавних представників сімейства котячих в інтернеті. Але головне, без них ми б не змогли існувати. Чи Не так?