Mô hình Chuẩn của
vũ trụ
Theo Mô hình Chuẩn, cái đã được các nhà vật lí chắp
ghép trong hơn 70 năm qua, vũ trụ được tin là cấu tạo từ
vật chất (4% nguyên tử và 20% “vật chất tối” chúng ta
không thể quan sát hoặc giải thích) và năng lượng (76%
“năng lượng tối”).
Mô hình Chuẩn của ngành vật lí hạt cơ: AAAS
Xem thêm: Các lực trong tự nhiên
Mô hình Chuẩn giải thích phương thức 17 hạt hạ nguyên
tử liên kết với nhau để tạo ra các nguyên tử và sau đó là
vật chất bởi ba trong số bốn lực cơ bản của tự nhiên: lực
hạt nhân mạnh, lực hạt nhân yếu, và lực điện từ. Nó ngoại
trừ lực thứ tư: lực hấp dẫn.
Các hạt ấy chia làm hai loại: boson, hạt truyền lực, và
fermion, hạt cấu tạo nên vật chất.
Fermion gồm có 6 dạng quark và 6 dạng lepton. Mỗi
lepton có một neutrino tương ứng (một hạt mang năng
lượng có khối lượng rất thấp và vận tốc cao) và tất cả
những hạt này còn có các phiên bản phản vật chất, chúng
hành xử theo kiểu giống với vật chất, nhưng phân hủy khi
tiếp xúc với vật chất, biến khối lượng của hai hạt thành
năng lượng thuần túy.
Gần như toàn bộ vật chất được hình thành bởi hai loại
quark: quark lên (up) và quark xuống (down) – và một
loại lepton: electron. Bốn quark còn lại (đỉnh, duyên, lạ và
đáy) và năm lepton (neutrino electron, muon, neutrino
muon, tau và neutrino tau) đơn giản là những phiên bản
lớn hơn của ba loại hạt cơ bản đó.
Các boson chia làm bốn loại, chúng trung chuyển ba lực
cơ bản đã nhắc tới ở trên. Boson quen thuộc nhất là
photon trung chuyển lực điện từ, giải thích cho các hiện
tượng điện, từ và ánh sáng. Boson W và boson Z trung
chuyển lực hạt nhân yếu và các gluon trung chuyển lực
hạt mạnh liên kết các quark với nhau thành những hạt lớn
hơn như neutron và proton.
Mô hình Chuẩn còn tiên đoán sự tồn tại của boson Higgs,
nhưng cho đến nay nó chưa được tìm ra. Người ta cho
rằng hạt này có thể giải thích cho cơ chế mà tất cả các hạt
khác có được khối lượng.
Graviton là một boson lí thuyết khác nữa có thể trung
chuyển lực hấp dẫn. Nếu nó được tìm thấy, thì Mô hình
Chuẩn cuối cùng đã có thể bị thay thế Lí thuyết của Tất
cả, lí thuyết thống nhất cả bốn lực cơ bản của tự nhiên.