El modelo estándar incluye fermiones y bosones: los fermiones tienen espín medio entero y obedecen el principio de exclusión de Pauli (que establece que ningún fermión idéntico puede ocupar el mismo estado cuántico); las partículas de bosones tienen espín entero y no; obedecer el principio de exclusión de Pauli. En pocas palabras, los fermiones son las partículas que forman la materia y los bosones son los encargados de transmitir diversas fuerzas.
La teoría electrodébil unificada y la cromodinámica cuántica se fusionan en una sola en el Modelo Estándar. Todas estas teorías son teorías de campos de calibre, es decir, emparejan fermiones con bosones (es decir, mediadores de fuerzas) para describir las fuerzas entre fermiones. Dado que la función lagrangiana de cada grupo de bosones intermediarios es invariante en la transformación de calibre, estos bosones intermediarios se denominan bosones de calibre. Hoy en día, basándose en numerosas observaciones, la candidata a materia oscura es la materia oscura fría, que es una partícula pesada que interactúa débilmente (WIMP). La característica de esta partícula es que aunque no existe interacción electromagnética ni interacción fuerte, solo participa en la. Efecto de interacción débil, la forma de la materia oscura es equivalente a la de los neutrinos, que es el rango de fermiones materiales de los polos magnéticos. Los bosones incluidos en el modelo estándar son:
gluón: una partícula media que interactúa fuertemente. con un espín de 1, hay 8 tipos
Fotones: partículas multimedia que interactúan electromagnéticamente con espín 1, solo 1 especie
Bosones W y Z: partículas multimedia que interactúan débilmente con espín 1 , hay 3 tipos
Partícula de Higgs: guía la ruptura espontánea de la simetría de los grupos calibre y es la fuente de masa inercial.
De hecho, la transformación de calibre de los bosones de calibre se puede describir con precisión mediante un grupo unitario llamado "grupo de calibre". El grupo de calibre de la interacción fuerte es SU (3), mientras que el grupo de calibre de la interacción electrodébil es SU (2) × U (1). Por lo tanto, el modelo estándar también se llama SU(3)×SU(2)×U(1).
Entre los bosones, sólo el bosón de Higgs no es un bosón de calibre. Los gravitones, los bosones responsables de transmitir las interacciones gravitacionales, no están incluidos en el Modelo Estándar.
El Modelo Estándar contiene doce "sabores" de fermiones. Hay tres tipos de partículas que constituyen la mayor parte de la materia: protones, neutrones y electrones. Entre ellas, sólo los electrones son las partículas básicas de esta teoría. Los protones y neutrones simplemente están compuestos de quarks más básicos, atraídos por la fuerza fuerte. Los fermiones se pueden dividir en tres "generaciones". La primera generación incluye electrones, quarks arriba y abajo y neutrinos electrónicos. Toda la materia ordinaria está compuesta de partículas de esta generación; las partículas de segunda y tercera generación sólo pueden producirse en experimentos de alta energía y se descompondrán en partículas de primera generación en un corto período de tiempo. Las partículas están dispuestas en tres generaciones porque las cuatro partículas de cada generación tienen casi las mismas propiedades que las cuatro partículas correspondientes de la otra generación. La única diferencia es su masa. Por ejemplo, los espines de los electrones y los muones son medio enteros y la carga es -1, pero la masa de los muones es aproximadamente 200 veces mayor que la de los electrones.
Los electrones τ y los neutrinos electrónicos, así como sus correspondientes partículas en la segunda y tercera generación, se denominan colectivamente leptones. Se diferencian de otros fermiones en que no tienen una propiedad llamada "color", por lo que sus fuerzas (fuerza débil, fuerza electromagnética) se vuelven cada vez más débiles a medida que aumenta la distancia. Por el contrario, la fuerza fuerte entre los quarks aumenta con la distancia, por lo que los quarks siempre aparecerán en combinaciones con carga de color cero. Estas diferentes combinaciones se denominan colectivamente "hadrones".
Existen dos tipos de hadrones: los fermiones, que están compuestos por tres quarks, conocidos como bariones (como los protones y los neutrones); y los bosones, que están compuestos por pares quark-antiquark, conocidos como mesones ( como mesones).
62 tipos de partículas elementales en el modelo estándar: (estrictamente hablando, 61 tipos de gravitones no están incluidos)
13 tipos de partículas calibre:
Transmitir interacciones fuertes El medio de acción - 8 tipos de gluones
El medio de transmisión de la interacción débil - bosón intermedio W W-Z0
El medio de transmisión del efecto electromagnético - fotones
Partícula hipotética que transmite la gravitación universal - gravitón
1 tipo de partícula especial:
Para realizar la interacción electrodébil, se descompone en interacción electromagnética en el rango de energía siguiente 250Gev Una partícula especial que interactúa e interactúa débilmente con la partícula de Higgs.
36 tipos de quarks:
Seis sabores: quark arriba, quark abajo; quark encanto, quark extraño; quark inferior, quark superior
Tres colores: rojo , verde y azul
Los quarks tienen seis sabores, cada uno con tres colores. Junto con sus correspondientes antipartículas, existen un total de 36 estados diferentes de quarks.
Doce tipos de leptones:
Electrones, e, muones, tauones y sus respectivos neutrinos*** seis tipos, y sus antipartículas son seis tipos
Total: 13 1 36 12 = 62 especies. Antes de que se descubrieran los bosones W, los bosones Z, los gluones, los quarks top y los quarks charm, el modelo estándar había predicho su existencia y la estimación de sus propiedades era muy precisa.
El Gran Colisionador de Posición de Electrones del CERN prueba y confirma las predicciones del Modelo Estándar sobre la desintegración del bosón Z.