El modelo estándar tiene muchos componentes, y llevó un tiempo desarrollar y encajar todas las piezas del rompecabezas. En ningún orden particular:
El primer ingrediente es la teoría cuántica de campos, que llegó a la madurez con el desarrollo de la electrodinámica cuántica en la década de 1940.
El segundo ingrediente es el modelo de Hideki Yukawa de una fuerza de rango limitado mediada por una partícula masiva, formulada en la década de 1930, confirmada a fines de la década de 1940 cuando se detectaron piones (aunque más tarde resultaron ser partículas compuestas).
- ¿Los fotones se calientan y enfrían?
- ¿Existe la posibilidad de un campo negativo de Higgs? (Es decir, dar un objeto 'masa negativa').
- ¿Por qué se hace más fácil ionizar electrones desde sus capas más externas, ya que la energía potencial de un electrón es mayor en ese instante, según los cálculos de Bohr?
- ¿Cómo se vería nuestro universo si la carga del electrón fuera un poco diferente?
- ¿Está el momento magnético de rotación de una partícula fundamental como un electrón siempre alineado a lo largo de la dirección del momento angular de rotación (lo que significa que el momento magnético y los operadores de rotación tienen los mismos estados propios)?
El tercer ingrediente es la teoría de campo no abeliana (campos Yang-Mills), que proporcionó la base para modelar las dos interacciones nucleares.
El cuarto ingrediente es la ruptura espontánea de la simetría, que proporcionó un mecanismo natural para la unificación electrodébil con partículas mediadoras masivas para la fuerza débil. Este esfuerzo fue recompensado con la confirmación experimental de la existencia de los bosones de vector W y Z (muy masivos).
El quinto ingrediente es el concepto de confinamiento, que permitió utilizar la teoría para modelar la fuerte interacción entre los quarks, y también proporciona la razón por la cual no se observan los quarks libres.
El sexto ingrediente es la constatación de que hay tres generaciones de leptones y quarks, y la confirmación de la existencia de los seis quarks, incluido el quark top increíblemente masivo (más de 180 átomos de hidrógeno, o más que el peso atómico del tungsteno).
El séptimo ingrediente es el bosón de Higgs “polivalente”, que es crítico para el mecanismo de ruptura de simetría, y también juega un papel en la masa de fermiones en reposo.
Mi lista es, por supuesto, incompleta, ya que había muchos otros ingredientes para la teoría, y de alguna manera, la teoría sigue siendo incompleta (por ejemplo, no tiene en cuenta las masas de neutrinos de manera satisfactoria, no resuelve el “problema de jerarquía” “, es decir, por qué la masa de Higgs es tan baja como es, y tampoco explica el” problema constante cosmológico “, el desajuste entre los valores pronosticados de la densidad de energía de vacío y las observaciones cosmológicas de” energía oscura “. mencione el número bastante grande de parámetros ad-hoc en la teoría (9 masas para los fermiones cargados, tres constantes de acoplamiento para las tres interacciones, la masa de Higgs, la escala de masa de ruptura de simetría, tres “ángulos de mezcla” relacionados con la forma en que los sabores de partículas pueden cambio bajo la interacción débil, un ángulo de mezcla adicional que mide la violación de la simetría de CP y otro posible parámetro que describe la violación de CP en la interacción fuerte, lo que puede dar lugar a otra partícula hipotética, el axión. y entonces también habría parámetros que corresponden a las masas de neutrinos).
Podría decirse que el modelo estándar todavía está en desarrollo, incluso si no considera el problema de la unificación con la gravedad.
