Standart Model

Standart Model, gözlemlenen maddeyi oluşturan, şimdiye dek bulunmuş temel parçacıkları ve bunların etkileşmesinde önemli olan 3 temel kuvveti açıklayan kuramdır. SM olarak kısaltılır.

Sözü geçen 3 temel kuvvet: Elektromanyetizma, Zayıf Nükleer ve Güçlü Nükleer kuvvetlerdir. SM'in en büyük başarısı şimdiye dek yapılmış bütün Parçacık fiziği deneylerini açıklayabilmesi ve sonuçlarını büyük bir hassasiyetle tahmin edebilmesidir. Bununla birlikte birçok eksikliği de bulunmaktadır.

SM'in içeriği

SM, Parçacık fiziğinde geçen ve gözlemleyebildiğimiz maddeyi oluşturan yapıtaşlarını 3 aileye ayırır. Her ailede 2 kuark (yükleri 2/3, -1/3), 2 lepton (yükleri -1,0) ve bunlarin anti parçacıkları vardır. Mesela 1. aileyi 'u,d,e,Ve' oluştururlar. Diğer temel parçacıklar benzeri şekilde 'c,s,m,Vm' 2. ve 't,b,T,Vt' 3. aile olarak sınıflandırılır. 2. aile üyeleri 1. den ve aynı şekilde 3. aile de 2.den daha ağır olmalarıyla beraber, temel özellikleri aynıdır. Bu yüzden SM en basit haliyle bir aile için yazılır ve 3 aileli duruma genişletilir.

Bu sınıflandırmada karşılaşılan bir küçük zorluk, farklı ailelerde aynı yerde olan kuarkların birbirlerine karışmalarıdır. Mesela d, s ve b birbirine karışırlar. Bu karışım matematiksel olarak 3x3 bir üniter matrisle ifade edilir. 2 aileli durum için ilk defa Cabibbo tarafından yazılan bu matris, 3 aileli duruma Kobayashi ve Maskawa tarafından genelleştirdiği için onların isimlerinin baş harfleri ile anılır: CKM matrisi.

Yukarıda bahsi geçen bütün kuarklar ve leptonlar elektromanyetizma ve zayıf nükleer gücün birleşimi olan elektro-zayıf güç ile etkileşirler. Bu kuvveti $\gamma ,Z,W^{\pm }$ bozonları taşırlar. İlaveten, kuarkların sadece kendi aralardında etkileşmelerini sağlayan bir kuvvet daha vardır. Buna Güçlü etkileşim denir; taşıyıcıları $g$ (gluon) lardır. SM bu iki kuvvetin etkilerini Kendiliğinden Simetri Kırılması (KSK) ile birlikte anlatır.

SM'in Tamamlanması

Higgs bozonu

SM'in varlığını öngörduğu ama henüz keşfedilmemiş bir parçacık olan Higgs bozonu halen yüksek enerjili parçacık çarpışmalarının yapıldığı deneyler ile aranmaktadır. Bunlardan halen çalışmakta olan ikisi Fermi National Lab.'da Tevatron hızlandırıcısındaki CDF ve D0 deneyleridir. Higgs bozonu, temel parçacıkların kütle kazanması için gerekli bir parçacıktır.

Nötrino kütlesi

SNO ve SuperKamiokande deneyleri daha önce sanılanın aksine, yüksüz leptonların (yani nötrinolarin) kütlesi oldugunu ortaya çıkardılar. SMde bu durum öngörülmemiş olsa da, basit bir ekleme ile bu problem çözülebilir.

SM'in Eksikleri

SM'in başarilarin yani sira temel bazi eksiklikleri vardir:

• Higgs kütlesindeki hiyerarşi sorunu.
• Elektrozayıf ve Güçlü Nükleer Kuvvetleri daha yüksek enerjilerde birleşmemektedirler.
• Fermiyon kütleleri ile bunların birbirleri ile olan karişimlari rastlantisal gibi görünmektedir.
• Evren'de gözlenen madde - karşı madde orantısızlığı.
• SM içinde deneyler ile yerleştirilmiş 20 tane sabit vardır. Bunların değerlerini SM veremez.
• Kütleçekim kuvveti için hiçbir şey söylememektedir.
• Nötrinolar çok küçük de olsa bir kütleye sahiplerdir, SM ne bunu açıklayabilmekte nede nötrino osilasyonu hakkında bir şey söylemektedir.
• Kuarklar teoriye dışarıdan ithal edilmişlerdir.
• vb..

SM ötesi modeller

SMin bahsi geçen sorunlarını çözmek için yuksek enerjilerde geçerli olacak ve düşük enerjide SMe donüşecek yeni modeller ortaya atılmıştır:

• Süpersimetri
• BBTler (Büyük birleşim Teorileri)
• Ek boyutlar
• Küçük Higgs Modelleri
• Teknirenk

Dış bağlantılar

• CERN hakkında