Standardmodellen: Forskelle mellem versioner

{{Ingen kilderhenvisninger|dato=februar 20132017}}

[[FileFil:Standard Modellen.png|thumb|De subatomar kvarker & leptoner der fælles betegnes som fermioner, udgør naturens grundlæggende byggesten, almindeligt stof består af.

Forskellen på fermioner & bosoner er fermioner overholder Paulis udelukkelsesprincip. Under ekstrem lav temperatur opfører en samling af fermioner sig fundamentalt forskelligt fra en samling bosoner, der under ekstremt lav temperatur vil have tendens til at henfalde til samme kvantetilstand i takt med at temperaturen sænkes som beskrevet i Bose-Einstein-kondensat.]]

Standardmodellen er en samlet teori inden for partikelfysikken, hvor man har samlet de grundlæggende partikler for universets eksistens. Denne er dog ikke komplet, da man mangler 1 ud af de 4 [[vekselvirkninger]], nemlig gravitationen. Udover denne er der svag vekselvirkning, stærk vekselvirkning og [[elektromagnetisme]]. Standardmodellen er inddelt i 3 generationer efter de forskellige partiklers masse, hvor 1. generation er dem med den laveste masse og 3. generation med størst masse.

Udviklingen af ​​Standardmodellenstandardmodellen var drevet af både teoretiske og eksperimentelle partikelfysikere ens. For teoretikere er standardmodellen et eksempel på en [[kvantefeltteori]], som fremviser en bred vifte af fysik, herunder spontan [[symmetri-brud]], anomalier og ikke-perturbativ adfærd. Det bruges som grundlag for at bygge mere eksotiske modeller, der omfatter hypotetiske partikler, ekstra dimensioner, og omstændelige symmetrier (såsom supersymmetri) i et forsøg på at forklare eksperimentelle resultater i uoverensstemmelse med standardmodellen, såsom eksistensen af ​​mørkt[[mørkt stof]] og neutrino-oscillationer.{{kilde mangler|dato=november 2016}}

== [[Fermion]]erFermioner ==

Fermioner[[Fermion]]er er en fælles betegnelse for kvarker og leptoner,[[lepton]]er. ogDenne dennebetegnelse har man, fordi alt stof(kendt) stof er opbygget af kvarker og leptoner,. altså er alt kendt stof opbygget af fermioner, og deDe eneste partikler der behøves, for at opbygge alt stabilt stof er 1. generations fermioner,. men forFor at danne universet, er 2. og 3. generations fermioner (de tungere) dog nødvendige at tage i brug. For at danne 2. og 3. generations fermioner kræves der meget energi, da de hurtigt henfalder til 1. generations fermioner. Grunden til opstillingen i generationer er, at den eneste forskel hver partikel har til deres modstykke, er vægten.<ref>[http://www.leksikon.org/art.php?n=4779 Standardmodellen<!-- Bot genereret titel -->]</ref>

== [[Kvark]]erKvarker ==

Hvis man kigger nærmere på neutroner og protoner, så finder man ikke en forstørret neutron eller proton, men man finder [[Kvark (fysik)|kvarker]], og det er de partikler, denukleonerne består af. Kvarken er navngivet af nobelpristageren Murray Gell-Mann.

Der findes 6 typer kvarker, som er inddelt i generationer efter masse.<!-- ''Søg evt. på google for at finde billede, der kan illustrere dette.'' -->

Kvarker sammensættes til hadroner[[hadron]]er, som en kvark og dens antikvark. Hadroner, der består af 2 kvarker, kaldes mesoner[[meson]]er. Hadroner, som består af 3 kvarker, kaldes baryoner[[baryon]]er. Protoner og neutroner består af 3 kvarker og er derfor baryoner. Kvarken er endnu ikke blevet observeret i fri tilstand, men alligevel er man ret sikker på dens eksistens.

En [[lepton]] kan i modsætning til kvarken ikke sammensættes til andre partikler. Leptonerne er også inddelt i 3 generationer efter masse, som kvarken.

De tungere leptoner (myon og tau) henfalder meget hurtigt til leptonens neutrino (stabil), og så endenenten til en lettere lepton og dens neutrino eller til en kvark og dens antikvark. Dette bevirker så, at vi aldrig ser de tungere leptoner i noget almindeligt stof her på jorden. 4 leptoner er stabile, selvfølgelig de 3 neutrinoer og så elektronen. I henfaldsproduktet har vi aldrig en neutrino, og en neutrino vekselvirker næsten aldrig med noget andet atom, hvilket skyldes at dens ladning er så utrolig lille - som det kan ses ovenfor - så de fleste neutrinoer passerer lige gennem jorden. ''Søg evt. på google for at finde billede, der kan illustrere dette.''

{{Uddybende|Antistof (fysik)}}

== [[Vekselvirkning]]erVekselvirkninger ==

I standardmodellen arbejder man med 3 typer kræfter. [[Elektromagnetisk ladning]], svag [[vekselvirkning]] og stærk vekselvirkning. Som det næste har man gravitionen som endnu ikke er inddraget, men man arbejder stærkt på det. Vekselvirkning er egentlig bare en kraftoverførsel, som sker mellem partiklerne. Bosoner er de partikler, som kan bære kraften og derfor også overføre en bestemt mængde energi, som kun kan absorberes af en partikel, som bliver påvirket af samme kraft. Derfor er det svært at få gravitionen med ind i standardmodellen, for man må vel gå ud fra at gravitionen påvirker alle partikler. Der er tale om 5 forskellige bosoner; γ(foton), W-, W+, Z0 og g(gluon). Man har forenet de første 4 til den elektrosvage kraft, og gluonen tilhører derfor den stærke kraft.

[[Paul Dirac]] grundlagde i 1928 kvanteelektrodynamikken (QED), og ifølge denne teori var den elektromagnetiske vekselvirkning en udveksling af en [[foton]] (kraftbærende partikel). Fotonen har tegnet γ, og hvad vi ved på nuværende tidspunkt, har den ingen masse og bevæger sig med lysets hastighed, som er 2,998*10^8 m/s. Hvis man ser helt basalt på tingene, er den elektromagnetiske kraft egentlig bare det, at (+) og (–) tiltrækker hinanden, mens (+) og (+) samt (–) og (–) frastøder hinanden.

Ved den svage vekselvirkning har vi 3 bosoner; W-, W+, Z0. W-partiklerne er elektrisk ladede, mens Z-partiklen er neutralt ladet. Klein var manden, der forudsagde feltpartiklen i den svage kraft, W, i 1938, og senere hen (1967) fremsatte Sheldon Glashow, Abdul Salam og Steven Weinberg en teori for den svage kraft, samtidig med at de forudsagde massen for W-partiklen(82GeV), en ny partikel Z og massen for denne(92 GeV). I 1983 fandt man på CERN disse to partikler, og forudsigelserne viste sig dermed korrekte. Ved den svage vekselvirkning er det de tunge kvarker og leptoner, der henfalder til de lettere. I henfaldsprocessen er der tale om β-henfald, hvor enten en proton bliver omdannet til en neutron, positron og neutrino, eller hvor en neutron omdannes til en proton, elektron og antineutrino. Disse to henfald kaldes β+ og β- henfald, og dette sker ved hjælp af W bosonet.<ref>[http://fysikleksikon.nbi.ku.dk/s/standardmodellen Standardmodellen – Fysikleksikon - Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet<!-- Bot genereret titel -->]</ref>

Den stærke krafts boson hedder en gluon, og dens funktion er at binde kvarker sammen til hadroner, hvilket sker når fx to protoner tiltrækker hinanden ved at udveksle gluoner. Navnet stammer højst sandsynligt fra det engelske ord "to glue" - at lime - der beskriver gluonens funktion, da den "limer" partikler sammen, som fx neutroner og protoner, der så danner atomkernen[[atomkerne]]n. Tidligere var gluonen blevet kaldt pion. Det, der er specielt ved den stærke kræft, er, at der er tale om en color-ladning, hvor hver kvark har en af de tre farver, som ses på skemaet nedenunder, og når disse sammensættes, skal de være color-neutrale, hvilket enden sker ved, at der er en af hver farve, eller at der er en kvark og den tilsvarende antikvark. ''Søg evt. på google for at finde billeder, der kan illustrere dette.''

Gravitationen er selvfølgelig tyngdekraften, og denne kraft kan standardmodellen ikke forklare endnu, og dens boson er endnu ikke fundet, men forudsagt som en gravitongravition. Dog har denne kraft ikke så stor indflydelse i [[partikelfysik]]ken sammenlignet med de tre andre kræfter, så man kan godt lave forsøg med andre vekselvirkninger uden at tage hensyn til gravitationen. Der er dog sat mange kræfter ind for at finde svar om tyngdekraften, men der er endnu ikke fundet noget endnu.

Higgs-bosonen er den partikel, der tilsyneladende er blevet fundet vha. [[LHC]] i [[CERN]]. Higgs-bosonen er det, der skulle give alle andre partikler en masse, og derfor vekselvirker den selvfølgelig med alle partikler. For at forklare denne proces kan dette citat fra [[Mads Toudal Frandsen]]: "LHC, Higgs-partiklen og et stort hul i Texas", (Gamma nr. 148 s.32), bruges:

"Betragt Hr. Pitt som er flink til at jogge og derfor er ganske let (omend ikke helt masseløs). Imidlertid er Hr. Pitt også ganske berømt og har derfor mange fans. Hvis nu Hr. Pitt skulle nå fra den ene ende af Sunset Boulevard til den anden efter sin morgen-latte på Starbucks på en solrig søndag ville følgende ske: Hr. Pitt ville tiltrække så mange fans omkring sig, at han ikke ville kunne bevæge sig hurtigere end en meget mere massiv person i ringe form. Hans fans ville klumpe omkring ham, og de ville forsinke ham markant, dvs, gøre ham massiv og træg. Dette er Higgs-mekanismen frit efter David Millers beskrivelse."<ref>[http://docplayer.dk/15296090-Lhc-higgs-partiklen-og-et-stort-hul-i-texas.html LHC, Higgs-partiklen og et stort hul i Texas<!-- Bot genereret titel -->]</ref>

![[WeakSvag hyperchargehyperladning|WeakSvag<br />hyperchargehyperladning]]

|<math>\boldmathbf{1}\,</math>

|<math>\boldmathbf{1}\,</math>

|style="background:#efefef"|[[neutrino|Elektron neutrinoElektronneutrino]]

|<math>\boldmathbf{1}\,</math>

|style="background:#efefef"|[[Kvark (fysik)|Up-kvark]]

|<math>\boldmathbf{3}\,</math>

|style="background:#efefef"|[[Kvark (fysik)Anti-up-kvark|Up-antikvark]]

|<math>\boldmathbf{\bar{3}}\,</math>

|style="background:#efefef"|[[Kvark (fysik)|Down-kvark]]

|<math>\boldmathbf{3}\,</math>

|style="background:#efefef"|[[Kvark (fysik)Anti-down-kvark|Down-antikvark]]

|<math>\boldmathbf{\bar{3}}\,</math>

![[WeakSvag hyperchargehyperladning|WeakSvag<br />hyperchargehyperladning]]

|<math>\boldmathbf{1}\,</math>

|style="background:#efefef"|[[Myon|Antimyon]]

|<math>\boldmathbf{1}\,</math>

|style="background:#efefef"|[[neutrino|Muon neutrinoMuonneutrino]]

|<math>\boldmathbf{1}\,</math>

|style="background:#efefef"|[[Kvark (fysik)|Charm -kvark]]

|<math>\boldmathbf{3}\,</math>

|style="background:#efefef"|[[Kvark (fysik)Anti-charm-kvark|Charm antikvark]]

|<math>\boldmathbf{\bar{3}}\,</math>

|style="background:#efefef"|[[Kvark (fysik)|Strange -kvark]]

|<math>\boldmathbf{3}\,</math>

|style="background:#efefef"|[[Kvark (fysik)Anti-strange-kvark|Strange antikvark]]

|<math>\boldmathbf{\bar{3}}\,</math>

![[WeakSvag hyperchargehyperladning|WeakSvag<br />hyperchargehyperladning]]

|<math>\boldmathbf{1}\,</math>

|style="background:#efefef"|[[Tauon|Antitauon]]

|<math>\boldmathbf{1}\,</math>

|style="background:#efefef"|[[neutrino|Tauon neutrinoTauonneutrino]]

|<math>\boldmathbf{1}\,</math>

|style="background:#efefef"|[[Kvark (fysik)|Top-kvark]]

|<math>\boldmathbf{3}\,</math>

|style="background:#efefef"|[[Kvark (fysik)Anti-top-kvark|Top-antikvark]]

|<math>\boldmathbf{\bar{3}}\,</math>

|style="background:#efefef"|[[Kvark (fysik)|Bottom-kvark]]

|<math>\boldmathbf{3}\,</math>

|style="background:#efefef"|[[Kvark (fysik)Anti-bottom-kvark|Bottom-antikvark]]

|<math>\boldmathbf{\bar{3}}\,</math>

== Kilder/referencerReferencer ==

* [http://www2.slac.stanford.edu/vvc/theory/model.html Theory: The Standard Model] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20040412224943/http://www2.slac.stanford.edu/vvc/theory/model.html |date=12. april 2004 }}

[[Kategori:AtomfysikStandardmodellen| ]]