標準模型
標準模型（ひょうじゅんもけい）は、標準理論（ひょうじゅんりろん）ともいい、素粒子物理学の三つの基本的な力すなわち強い力、弱い力、電磁力を記述する理論である。それは場の量子論的方法で記述されているため、量子力学と特殊相対性理論の両方と整合している。今までのところ、三つの力に関するほとんどすべての実験結果は標準模型による予言と一致する。しかしそれでも、ニュートリノ振動などの実験結果を説明できていないことも事実である。
したがって、標準理論は基本的力の完全な理論ではない。その理由として、先の三つの力の統一ができていない(大統一理論、超対称大統一理論を参照せよ)ことがあげられる。さらに、重力について何も記述していないことも大きな問題である。
標準模型の内容
標準模型はボース粒子・フェルミ粒子両方を含む。フェルミ粒子は半整数スピンを持ち、パウリの排他原理に従う粒子である。この排他律により、フェルミ粒子は同じ量子状態を共有することはできない。ボース粒子は整数スピンを持ち、パウリの排他原理には従わない。
| フェルミ粒子 | 記号 | 電荷 | 弱荷* | 色荷 | 質量 |
| 第一世代 | |||||
| 電子 | e- | -1 | -1/2 | 白 | 0.511 MeV |
| 電子ニュートリノ | νe | 0 | +1/2 | 白 | < 50 eV |
| アップクォーク | u | +2/3 | +1/2 | 赤/緑/青 | ~5 MeV |
| ダウンクォーク | d | -1/3 | -1/2 | 赤/緑/青 | ~10 MeV |
| 第二世代 | |||||
| ミュー粒子 | μ- | -1 | -1/2 | 白 | 105.6 MeV |
| ミューニュートリノ | νμ | 0 | +1/2 | 白 | < 0.5 MeV |
| チャームクォーク | c | +2/3 | +1/2 | 赤/緑/青 | ~1.5 GeV |
| ストレンジクォーク | s | -1/3 | -1/2 | 赤/緑/青 | ~100 MeV |
| 第三世代 | |||||
| タウ粒子 | τ- | -1 | -1/2 | 白 | 1.784 GeV |
| タウニュートリノ | ντ | 0 | +1/2 | 白 | < 70 MeV |
| トップクォーク | t | +2/3 | +1/2 | 赤/緑/青 | 178 GeV |
| ボトムクォーク | b | -1/3 | -1/2 | 赤/緑/青 | ~4.7 GeV |
| 相互作用 | ゲージ群 | ボース粒子 | 記号 | 電荷 | 質量 |
| 電磁力 | U(1) | 光子 | γ | 0 | 0 |
| 弱い力 | SU(2) | Zボソン | Z0 | 0 | 91.19 GeV |
| Wボソン | W± | ±1 | 80.2 GeV | ||
| 強い力 | SU(3) | グルーオン | g | 0 | 0 |
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外部リンク
• 電子・陽電子リニアコライダー計画 • The Review of Particle Physics(素粒子物理学の総論) -- 2002年までの素粒子の実験と理論をまとめた論文（英語）
