Standardmodell

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Der Titel dieses Artikels ist mehrdeutig. Weitere Bedeutungen finden sich unter Standardmodell (Begriffsklärung).

Das Standardmodell der Elementarteilchenphysik beschreibt die bekannten Elementarteilchen und ihre Wechselwirkungen. Es enthält die Quantenfeldtheorien der starken Wechselwirkung und der elektroschwachen Wechselwirkung sowie die Massen und Ladungen der Elementarteilchen.

Das Standardmodell der Teilchenphysik scheint alle bisher beobachteten teilchenphysikalischen Beobachtungen zu erklären. Allerdings gibt es Annahmen, dass das Standardmodell der Teilchenphysik unvollständig ist. Diese Annahmen beruhen neben ästhetischen Schwächen insbesondere darauf, dass die gravitative Wechselwirkung im Standardmodell gar nicht beschrieben wird. Es existieren eine Vielzahl alternativer Modelle; aufgrund des grossen Erfolgs des Standardmodells handelt es sich hierbei oft um Erweiterungen (also nicht um völlig verschiedene Ansätze). Die bekanntesten Ansätze für neue Modelle sind Versuche zur Vereinigung der drei im Standardmodell vorkommenden Wechselwirkungen (GUTs), Superstringtheorien und Loop Quantum Gravity Ansätze.

Die folgende Tabelle liefert eine Übersicht über die Bausteine des derzeitigen Standardmodells:

[Bearbeiten] Fermionen: Materie-Teilchen

Generation	Teilchen	Symbol	Ladung	Masse / GeV · c^-2
Quarks
1	up	$u$	$+ 2 / 3$	$0,0015$ bis $0,004$
1	down	$d$	$- 1 / 3$	$0,004$ bis $0,008$
2	charm	$c$	$+ 2 / 3$	$1,15$ bis $1,35$
2	strange	$s$	$- 1 / 3$	$0,08$ bis $0,14$
3	top (truth)	$t$	$+ 2 / 3$	$174,3$ ± $5,1$
3	bottom (beauty)	$b$	$- 1 / 3$	$4,1$ bis $4,4$
Leptonen
1	Elektron	$e -$	$- 1$	$0,00051$
1	Elektronneutrino	$ν e$	$0$	$< 2{,}3 \cdot 10^{-9}$
2	Myon	$μ -$	$- 1$	$0,10566$
2	Myonneutrino	$ν μ$	$0$	$< 1{,}9 \cdot 10^{-4}$
3	Tauon	$τ -$	$- 1$	$1,777$ ± $0,29$
3	Tauonneutrino	$ν τ$	$0$	$< 1{,}8 \cdot 10^{-2}$

[Bearbeiten] Bosonen: Wechselwirkungs Teilchen

Teilchen	Symbol	Spin	el. Ladung	Masse [GeV/c²]	vermittelte Wechselwirkung	Anmerkung
Photon	$γ$	1	$< 5\cdot 10^{-30}$	$< 6\cdot 10^{-26}$	elektromagnetische WW.
W-Boson	W⁺, W^-	1	+1, -1	$80{,}403 \pm 0{,}029$	schwache WW.
Z-Boson	Z⁰	1	0	$91{,}1876 \pm 0{,}0021$	schwache WW.
Gluon	g	1	0	0	starke WW. (Farbkraft)	als einzige Bosonen nicht farbneutral
Higgs-Boson		0	0	(im Bereich 114,4 bis 250)	– (verantwortlich für Teilchenmassen)	vorhergesagt, aber bisher nicht nachgewiesen