標準模型
標準模型
/ STAN-derd MOD-ul /
標準模型是我們目前對「萬物由什麼構成、各部分之間如何相互推拉」最好的一張地圖。把世界一層層剝開,越過分子、越過原子、越過原子裡的質子和中子,你會抵達一份很短的、真正微小的基本構件清單,外加少數幾種力。標準模型就是那唯一一套理論,它列出這份清單,並寫下這些構件所遵循的規則。從某種實在的意義上說,它是人類迄今經受檢驗最精密的物理世界描述。
具體地說,這個模型認為普通物質由一小組基本粒子構成——夸克(quark,組成質子和中子)和輕子(lepton,例如電子)——並且自然界四種力中的三種各自透過自己的傳遞粒子起作用:電磁力靠光子(photon),弱交互作用靠 W 和 Z 玻色子,強交互作用靠膠子(gluon)。還有一種粒子,即希格斯玻色子(Higgs boson),與讓許多其他粒子獲得質量的機制相關。把你能看到、能觸碰的一切普通事物加起來,歸根結底都是這幾樣原料按這幾條規則排列出來的。
標準模型之所以重要,是因為它好用得驚人:它曾在新粒子被找到之前許多年就正確預言了它們,並能把某些測量精確到優於十億分之一。但它如實地說仍不完整。它對重力隻字未提,無法解釋暗物質,還留下了好幾個大謎題。物理學家同時把它當作一座豐碑和一塊墊腳石——它是一份宏大的總綱,由粒子物理學裡那些更細緻的部分去逐一填實。
大型強子對撞機裡的每一項測量——每秒上百萬次質子對撞——都首先拿來與標準模型的預言相比對;2012 年發現希格斯玻色子,正好填上了模型粒子清單上最後一個空位。
這個模型就是實驗用來對照的標尺。
儘管名叫「標準」,標準模型並不是終極的萬物理論:它沒有納入重力,也無法說明暗物質,因此物理學家完全預期在它之外還有更深層的物理。
又稱
另見