Voimat ja operaattorin hiukkasia
On olemassa neljä perustavanlaatuista voimia universumissa: vahva voima, heikko voima, sähkömagneettinen voima, ja painovoima. Ne toimivat eri alueilla ja niillä on eri vahvuudet. Painovoima on heikoin, mutta sen kantama on ääretön. Sähkömagneettisella voimalla on myös ääretön kantama, mutta se on monta kertaa painovoimaa voimakkaampi. Heikot ja vahvat voimat ovat tehokkaita vain hyvin lyhyen kantaman ja hallitsevat vain tasolla atomia pienemmät hiukkaset., Nimestään huolimatta heikko voima on paljon painovoimaa voimakkaampi, mutta se on todellakin heikoin kolmesta muusta. Vahva voima, kuten nimestä voi päätellä, on vahvin kaikista neljästä perustavanlaatuisesta vuorovaikutuksesta.
Kolme perusoikeuksien voimat johtuvat vaihto voima-operaattorin hiukkasia, jotka kuuluvat laajempaan ryhmään nimeltään ”bosoni”. Materian hiukkaset siirtävät erillisiä energiamääriä vaihtamalla bosonit keskenään., Jokainen perustavanlaatuinen voima on oma vastaava bosoni – vahva voima kuljettaa ”gluon”, sähkömagneettinen voima on kuljettaa ”photon”, ja ”W-ja Z-bosoni” ovat vastuussa heikko voima. Vaikka sitä ei vielä löydykään, ”gravitonin” tulisi olla vastaava painovoimaa kuljettava hiukkanen. Standardi Malli sisältää sähkömagneettinen, vahva ja heikko voimat, ja kaikki heidän harjoittaja hiukkasia, ja kertoo hyvin, miten nämä voimat vaikuttavat kaikkiin väliä hiukkasia., Kuitenkin tutuin voima jokapäiväisessä elämässämme, painovoima, ei ole osa Standardin Malli, kuten sopiva painovoima mukavasti tähän kehykseen on osoittautunut vaikea haaste. Quantum theory, jota käytetään kuvaamaan mikro maailmassa, ja yleinen suhteellisuusteoria, jota käytetään kuvaamaan makro maailma, on vaikea sovittaa yhteen kehykseen. Kukaan ei ole onnistunut tekemään näistä kahdesta matemaattisesti yhteensopivaa standardimallin yhteydessä. Mutta hiukkasfysiikan onneksi hiukkasten minimaalisessa mittakaavassa painovoiman vaikutus on niin heikko, että se on mitätön., Vasta kun aine on massana ihmisruumiin tai esimerkiksi planeettojen mittakaavassa, painovoiman vaikutus hallitsee. Standardimalli toimii siis edelleen hyvin siitä huolimatta, että se on haluton sulkemaan pois yhden perusvoimista.