Standart Model nəzəriyyəsinə görə Kainatdakı bütün materiya fermionlardan (kvarkların və leptonların aid olduqları hissəciklər ailəsi) yaranmışdır. Məsələn, proton iki yuxarı və bir aşağı kvarkdan ibarətdir.
Fermionlar bir birinə qarşılıqlı təsir qüvvələri vasitəsilə təsir edirlər. Məsələn, protonun ibarət olduğu kvarklar bir birilə güclü qüvvə (ingiliscə, strong force) adlanan təsirlə bağlıdırlar. Belə ki, güclü qüvvə protonu hissələrə bölünməyə qoymur.
Belə qarşılıqlı təsir qüvvələrinin sayı dörddür: elektromaqnetizm, qravitasiya, zəif nüvə qüvvəsi, güclü qüvvə. Bu qarşılıqlı təsir qüvvələri boson adlanan (fotonun da daxil olduğu hissəciklər qrupu) hissəciklərlə keçir (və ya daşınır). Məsələn, protonun hissələri arasındakı güclü qüvvə qluon adlanan boson vasitəsilə keçir.
Standart Model nəzəriyyəsi hələ ki, üç qarşılıqlı təsir qüvvəsini əhatə edir: elektromaqnetizm, zəif nüvə qüvvəsi, güclü qüvvə.
[1]
Elementar fermionlar və elementar bosonlar birlikdə elementar hissəciklər qrupunu təşkil edirlər. Mürəkkəb fermionlar (baryonlar) və mürəkkəb bosonlar (mesonlar) birlikdə hadronlar qrupunu təşkil edirlər.
Məsələn, atomun nüvəsini təşkil edən proton və neytron və eləcə də onları bir birinə bağlı saxlayan pion adlı meson hadrondurlar.
Fermionlar
Fermionlar Fermi-Dirac (Dirak) statistikasına tabe olan hissəciklərdir. Elementar fermionlar leptonlar və kvarklardır. Mürəkkəb fermionlara misal kimi protonu və neytronu göstərmək olar. Bütün fermionlar kəsirlə ifadə olunan spinə malikdirlər, (1⁄2, 3⁄2,...).
[2]
Elementar fermionlar
Elementar fermionlar
Leptonlar
Kvarklar
Ad
Simvol
Yük
Spin
Ad
Simvol
Yük
Spin
Birinci nəsil
elektron
e
−1
1⁄2
yuxarı (up)
u
+2⁄3
1⁄2
elektron neytrino
νe
0
1⁄2
aşağı (down)
d
−1⁄3
1⁄2
İkinci nəsil
myuon
μ
−1
1⁄2
ovsun (charm)
c
+2⁄3
1⁄2
myuon neytrino
νμ
0
1⁄2
qəribə (strange)
s
−1⁄3
1⁄2
Üçüncü nəsil
tau
τ
−1
1⁄2
üst (top)
t
+2⁄3
1⁄2
tau neytrino
ντ
0
1⁄2
alt (bottom)
b
−1⁄3
1⁄2
Bosonlar
Bosonlar Bose-Einstein (Eynşteyn) statistikasına tabe olan hissəciklərdir. Elementar bosonlarla yanaşı (məsələn, foton, qluon), mürəkkəb bosonlar da var (meson). Bütün bosonlar tam ədədli spinə malikdirlər (0, 1, 2,...)
Qravitasiya qüvvəsini izah edəcək əsaslı kvant nəzəriyyəsi hələ yoxdur. Lakin qravitasiyanı keçirən hipotetik qraviton (ingiliscə graviton) hissəciyi haqqında nisbilik nəzəriyyəsi vasitəsilə bəzi göstəricilər hesablanmışdır. Qraviton 2 spinə malik, kütləsiz hissəcik olmalıdır.[4]
Qarşılıqlı təsir qüvvəsinin davranışını öyrənən ilkin nəzəriyyə kvant elektrodinamikası (KED) idi (quantum electrodynamics — QED) ki, bu nəzəriyyə elektromaqnetik təsiri yüksək dəqiqliklə araşdırırdı. Həmin nəzəriyyə zəif nüvə qüvvəsinin nəzərə alınması ilə genişləndirildi. Daha sonra isə fiziklər kvarklar arasındakı qarşılıqlı təsiri, yəni güclü nüvə təsirini öyrənmək üçün KED nəzəriyyəsi əsasında kvant xromodinamikası (KXD) nəzəriyyəsini yaratdılar (quantum chromodynamics — QCD).
[2]
1967-ci ildə Pakistanlı fizik Abdus Salamın və Amerikalı fizik Steven Weinberg-in (Vaynberq) bir birindən asılı olmadan apardıqları tədqiqatlardan aydın oldu ki, elektromaqnetik və zəif nüvə qüvvələri bir birilə sıx əlaqəlidir. A. Salam və S. Weinberg iki fundamental qüvvə arasındakı bu əlaqəni riyazi formulalarla ifadə etdilər. Onların nəzəriyyəsi 1970-ci ildə Sheldon Glashow (Qlaşou) tərəfindən ümumiləşdirildi və bununla da elektrozəif qarşılıqlı təsir nəzəriyyəsi yarandı.[2]
Bu nəzəriyyənin hər üç yaradıcısı 1979-cu ildə Nobel mükafatına layiq görüldülər.
[5]
Beləliklə Standart Modelin özəyini iki nəzəriyyə - elektrozəif qarşılıqlı təsir və kvant xromodinamikası nəzəriyyələri təşkil edir.
[6]
Son dövrlərdə aparılan tədqiqatlar göstərir ki, dörd qüvvəni əhatə edən ümumi nəzəriyyənin yaradılması yaxın gələcəkdə baş tuta bilər.[2]
