Phương trình Lagrangian Mô hình Chuẩn

Mô hình Chuẩn không đơn thuần là những hạt sơ cấp được sắp xếp trong một cái bảng ngăn nắp, đẹp đẽ.

Mô hình Chuẩn của vật lí hạt sơ cấp thường được hình dung là một cái bảng, tương tự như bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, và được dùng để mô tả các tính chất hạt, ví dụ như khối lượng, điện tích và spin. Cái bảng ấy cũng được tổ chức để thể hiện những mảnh ghép nhỏ xíu này của vật chất tương tác như thế nào với các lực cơ bản của tự nhiên.

Nhưng Mô hình Chuẩn không ra đời dưới dạng một cái bảng. Lí thuyết của hầu như mọi thứ này thật ra biểu diễn một tập hợp gồm vài mô hình toán học đã được chứng minh là những lí giải trường tồn của các định luật vật lí học.

Sau đây ta điểm qua sơ lược các chủ đề được bao quát trong phương trình dài lê thê này.

Lagrangian Mô hình Chuẩn

Lagrangian Mô hình Chuẩn

Tổng quan

Phiên bản này của Mô hình Chuẩn được viết theo dạng thức Lagrangian. Lagrangian là một cách đẹp mắt biểu diễn một phương trình xác định trạng thái của một hệ đang biến đổi và giải thích năng lượng khả dĩ tối đa mà hệ có thể duy trì.

Về phương diện chuyên môn, Mô hình Chuẩn có thể được viết theo vài dạng thức khác nhau, nhưng, bất chấp diện mạo bề ngoài, Lagrangian là một những cách trình bày lí thuyết này đơn giản nhất và gọn ghẽ nhất.

Lagrangian Mô hình Chuẩn

Đoạn 1

Ba dòng này trong Mô hình Chuẩn là đặc trưng cho gluon, boson mang lực mạnh. Gluon gồm tám loại, tương tác lẫn nhau và có cái gọi là tích màu.

Lagrangian Mô hình Chuẩn

Đoạn 2

Gần một nửa của phương trình này dành để lí giải các tương tác giữa các boson, nhất là boson W và boson Z.

Boson là các hạt mang lực, và có bốn loại boson tương tác với các hạt khác bởi ba lực cơ bản. Photon mang lực điện từ, gluon mang lực mạnh, và boson W và boson Z mang lực yếu. Boson được khám phá gần đây nhất, boson Higgs, thì hơi khác một chút; các tương tác của nó xuất hiện trong đoạn tiếp theo của phương trình.

Lagrangian Mô hình Chuẩn

Đoạn 3

Đoạn này của phương trình mô tả các hạt vật chất sơ cấp tương tác như thế nào với lực yếu. Theo công thức này, các hạt vật chất gồm ba thế hệ, mỗi thế hệ có khối lượng khác nhau. Lực yếu giúp các hạt vật chất nặng phân hủy thành các hạt vật chất nhẹ hơn.

Đoạn này cũng bao gồm các tương tác cơ bản với trường Higgs, từ đó một số hạt sơ cấp thu được khối lượng của chúng.

Thật ngạc nhiên, đoạn này của phương trình đưa ra một giả định mâu thuẫn với các khám phá được các nhà vật lí tiến hành trong những năm gần đây. Nó giả định không chính xác rằng các hạt gọi là neutrino không có khối lượng.

Lagrangian Mô hình Chuẩn

Đoạn 4

Trong cơ học lượng tử, một hạt không có một đường đi hay một quỹ đạo cụ thể nào, nghĩa là thỉnh thoảng xuất hiện các rườm rà trong dạng công thức toán học thế này. Để làm sạch những rườm rà này, các nhà lí thuyết sử dụng các hạt ảo họ gọi là hạt ma quỷ.

Đoạn này của phương trình mô tả các hạt vật chất tương tác như thế nào với hạt Higgs ma quỷ, sản phẩm ảo do trường Higgs mang lại.

Lagrangian Mô hình Chuẩn

Đoạn 5

Đoạn cuối này của phương trình bao gộp nhiều hạt ma quỷ. Những hạt này được gọi là hạt ma quỷ Faddeev-Popov, và chúng triệt tiêu các rườm rà xuất hiện trong các tương tác thông qua lực yếu.

Nguồn: Symmetry Magazine

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Tạo bảng điểm online

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Sinh viên Mĩ giải được bài toán electron 60 năm tuổi
14/12/2017
Trong sáu thập niên qua, các nhà khoa học vẫn hằng tìm kiếm một luồng electron ẩn náu ở gần Trái Đất nhưng chưa hề tìm
10 đột phá vật lí của năm 2017
13/12/2017
Tạp chí Physics World của Anh bình chọn các thành tựu quan trắc đa kênh liên quan đến sóng hấp dẫn là Đột phá của năm
Trump lệnh cho NASA trở lại Mặt Trăng
12/12/2017
Lần cuối các nhà du hành vũ trụ người Mĩ đặt chân lên Mặt Trăng là hồi những năm 1970. Tổng thống Mĩ Donald Trump muốn
Top 10 khám phá thiên văn học (Phần 2)
07/12/2017
6. Sự át trội của vật chất tối Hồi thập niên 1970, Vera Rubin không những đã có một khám phá vũ trụ học đồ sộ, mà trong
Top 10 khám phá thiên văn học (Phần 1)
05/12/2017
Những phát hiện không những làm thay đổi thế giới, mà còn thách thức cách chúng ta nhìn nhận sự tồn tại của mình và vị
Moment từ proton được đo chính xác nhất từ trước đến nay
26/11/2017
Các nhà vật lí ở Đức vừa đo được moment từ của proton đến sai số 0,3 phần tỉ. Giá trị này tốt gấp 11 bậc so với phép
Kiểm tra bản chất lượng tử của lực hấp dẫn
26/11/2017
Bất chấp hàng thập kỉ nỗ lực phấn đấu, một lí thuyết về lực hấp dẫn lượng tử vẫn nằm ngoài tầm với của chúng
Lỗ đen ăn thịt sao và ợ ra tia vũ trụ
26/11/2017
Kịch bản sao lùn trắng bị lỗ đen xé xác có thể giải thích được những cơn mưa tia vũ trụ và neutrino mà chúng ta thấy trên
Vui Lòng Đợi

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com