粒子物理學的標準模型是一套描述強力、弱力及電磁力這三種基本力及組成所有物質的基本粒子的理論。它隷屬量子場論的範疇,並與量子力學及狭义相對論相容。到現時為止,幾乎所有對以上三種力的實驗的結果都合乎這套理論的預測。但是標準模型還不是一套萬有理論,主要是因為它並沒有描述到重力。
標準模型的內容
在W玻色子、Z玻色子、膠子、頂夸克及魅夸克未被發現前,標準模型已經預測到它們的存在,而且對它們性質的估計非常精確。
CERN的大型電子-正子對撞機測試並確定標準模型有關Z玻色子衰變的預測。
測試及預測
雖然標準模型對實驗結果的解釋很成功,它從未被接受為基礎物理的完全理論。這是因為它有兩個很重要的缺陷:
大一統理論試圖解決第一個缺陷。它假設SU(3)、SU(2)及U(1)群其實是一個更大的對稱群的成員。在高能狀態(比現時實驗能達到的能量還要高),這一個群的對稱性才能保存;在低能狀態,它經過一個稱為对称性自發破却的過程而變成SU(3)×SU(2)×U(1)。第一個大一統理論由Georgi及Glashow於1974年提出,他們用SU(5)作為那個統一群。大一統理論與標準模型不同,它預測質子衰變的存在。但是在1999年,超級神岡的實驗並未能深測到質子衰變,並確定質子半衰期的下限為6.7× 10。
模型中包含了十九個參數,如各粒子的質量,而這些數字並不能只從計算中得出而必須由實驗決定。
這理論未能描述引力。
對標準模型的質疑
參考
主要題目:物理學難題、大一統理論、萬有理論、宇宙論、非標準宇宙論、物理學、物理學歷史、科學政策
理论物理学:弦論、規範理論(規範場論、規範、SU(3)XSU(2)XU(1))
粒子物理学:光子、電子、基本粒子、规范玻色子、味、μ子、中性子、中微子、希格斯玻色子、重子數、輕子數、太陽中微子問題、光微子
概念:超對稱、基本相互作用、精细结构常数