Vật lý hạt cơ bản

Mô hình Chuẩn: hạt và tương tác

Mô hình Chuẩn mô tả các quark, lepton và boson chuẩn cùng ba tương tác lượng tử, nhưng không bao gồm hấp dẫn và chưa giải thích đầy đủ khối lượng neutrino hay vật chất tối.

Mô hình Chuẩn là lý thuyết trường lượng tử mô tả những hạt cơ bản đã biết và cách chúng tương tác thông qua lực điện từ, yếu và mạnh. Các hạt vật chất là fermion; các hạt truyền tương tác là boson gauge. Đây là lý thuyết kiểm chứng rất chính xác, không phải lý thuyết cuối cùng của mọi hiện tượng.

Điểm mạnh và giới hạn

Mô hình thống nhất tương tác điện từ và yếu ở năng lượng cao, đồng thời mô tả QCD cho tương tác mạnh. Nó dự đoán xác suất phân rã và tán xạ; thí nghiệm so sánh những đại lượng đo được với tính toán. Trọng lực, bản chất vật chất tối và bất đối xứng vật chất–phản vật chất vũ trụ vẫn là các câu hỏi mở.

Nhóm gauge $SU(3)_C\times SU(2)_L\times U(1)_Y$ mã hóa ba tương tác và các điện tích lượng tử, còn trường Higgs cùng các ghép Yukawa tạo nên phần khối lượng trong lý thuyết. Mỗi phép tính dự đoán một đại lượng cụ thể—chẳng hạn xác suất phân rã hay tiết diện—với sai số lý thuyết và thực nghiệm. Vì thế, sự phù hợp của một phép đo không chứng minh mô hình hoàn chỉnh; nhiều phép thử độc lập mới ràng buộc được các phần khác nhau.