Modelul standard

Redactor: Agafitei Sara Maria

Grafician: Lavinia Dumitru

Modelul standard (The Theory of Everything) este, mai presus de toate, o ecuatie matematica prin care se pot explica (cu câteva excepții, precum gravitația sau materia întunecată) toate fenomenele și componentele Universului, de la explozii la formarea planetelor, de la cum cresc plantele la semnalul Bluetooth. Desigur, Universul este infinit de mare, așa ca poate parea improbabil ca totul să fie descris printr-o simpla ecuatie. Totuși, atata timp cat cunoaștem legile fizicii, putem inventa o “rețetă” care sa cuprindă toate tainele Universului.

Pentru început, ca sa înțelegem modelul standard trebuie sa știm ce este materia. Pe scurt, materia reprezinta tot ceea ce ne înconjoară; tot ce are inerție și volum. În concordanță cu fizica modernă, materia este alcatuita din diverse particule, fiecare cu masă și mărime proprie. Cele mai comune stări de agregare ale materiei sunt solida, lichida si gazoasa. Cea mai simpla definiție a particulelor este data de Principiul Pauli, care, în esență, ne spune că toți electronii sunt identici. Surprinzător este că electronii chiar “detestă” să fie identici, astfel incat nu pot apărea doi electroni în aceeași stare cuantică.

Deja știm ca suntem inconjurati de materie, însă aceasta nu e statică, ci interacționează cu ea însăși prin anumite forțe (spre exemplu, forța de atracție dintre Lună și Pământ). Totuși, electronii fac schimb de “impulsuri”. Toate aceste impulsuri adunate laolaltă rezultă într-o forță. Impulsurile dintre electroni sunt posibile datorită unor anume “particule de schimb”, care transfera forța de la un electron la altul. De fapt, toate forțele pe care le cunoaștem au la baza aceeasi particula de schimb care face transferul de energie între materie, și anume bosonul Gauge. Asa se explica si al treilea principiu al mecanicii newtoniene, “Când un corp acționează asupra altui corp cu o forță (numită forță de acțiune), cel de-al doilea corp acționează și el asupra primului cu o forță (numită forță de reacțiune) de aceeași mărime și de aceeași direcție, dar de sens contrar”.

La randul lor, pentru particulele care alcătuiesc materia exista și antiparticule, cu aceleași proprietăți, însă cu sarcină electrică opusă. Deoarece sunt opuse, cand o particula și o antiparticula intra în contact una cu alta, acestea se distrug reciproc. Toate particulele fundamentale au antiparticule; exista anti muoni, anti-cuarci, anti-neutrini, positroni etc. Antimateria este, in esenta, rezultatul contactului dintre particule si antiparticulele lor. Cand cele doua se “anihileaza” reciproc, energia rezultată trebuie sa se disperseze cumva; de aceea antimateria a fost luată în considerare pentru a fi folosită drept bombă. Oamenii de stiinta spun ca la formarea Universului au fost create două cantități egale de materie și antimaterie. Conform principiilor fizicii, cele doua cantități de ar fi trebuit sa se anihileze reciproc, însă din motive necunoscute în ziua de azi a rămas totuși o cantitate foarte mica de antimaterie.

Așadar, modelul standard reprezinta imaginea de baza a Universului așa cum îl cunoaștem noi astăzi și explica forțele fundamentale, existența particulelor, a materiei, a modului de imbinare a atomilor; explica tot ce exista.