Просмотр кода страницы Стандартная модель

{{Квантовая механика}}
[[Файл:Standard Model of Elementary Particles ru.svg|thumb|400px|right|Стандартная модель [[Элементарная частица|элементарных частиц]]]]
'''Станда́ртная моде́ль''' (СМ) — теоретическая конструкция в [[физика элементарных частиц|физике элементарных частиц]], описывающая [[электромагнитное взаимодействие|электромагнитное]], [[слабое взаимодействие|слабое]] и [[сильное взаимодействие|сильное]] взаимодействия всех [[Элементарная частица|элементарных частиц]]. Современная формулировка Стандартной модели была сформирована в 1970-е годы, а её экспериментальная проверка и уточнение продолжались в последующие десятилетия. Открытие [[b-кварк]]а (1977), [[t-кварк]]а (1995) и [[тау-нейтрино]] (2000) подтвердило правильность СМ.

Стандартная модель не является [[Теория всего|теорией всего]], так как не описывает [[Тёмная материя|тёмную материю]], [[Тёмная энергия|тёмную энергию]] и не включает в себя [[гравитация|гравитацию]]. Экспериментальное подтверждение существования [[W- и Z-бозоны|промежуточных векторных бозонов]] в середине 80-х годов завершило построение Стандартной модели и её принятие как основной. Необходимость незначительного расширения модели возникла в 2002 году, после обнаружения [[Нейтринные осцилляции|нейтринных осцилляций]], а подтверждение существования [[бозон Хиггса|бозона Хиггса]] в 2012 году завершило экспериментальное обнаружение предсказываемых Стандартной моделью [[Элементарная частица|элементарных частиц]]{{sfn|www.nkj.ru}}.

Тем не менее СМ крайне важна для теоретической и экспериментальной [[Физика элементарных частиц|физики элементарных частиц]]. Для теоретиков СМ — основополагающий пример теории, демонстрирующий широкий ряд физических феноменов включая [[спонтанное нарушение симметрии]], {{нп5|Аномалия (физика)|квантовые аномалии||Anomaly (physics)}} и т. п. СМ также нашла применение в областях за пределами физики элементарных частиц, таких как [[астрономия]], [[космология]] и [[ядерная физика]].

Стандартная модель включает в себя следующие ингредиенты: 6 кварков, 6 лептонов, 4 частицы-переносчика силовых взаимодействий, а также 1 хиггсовский бозон. Если учитывать античастицы и различные цветовые заряды у глюонов, то в общей сложности СМ описывает 61 уникальную частицу{{sfn|Кобычев, Попов}}.

{{Таблица элементарных частиц|400}}

== История ==
Основы Стандартной модели были заложены в 1960 году [[Глэшоу, Шелдон Ли|Шелдоном Глэшоу]], пытавшимся объединить электромагнитное и слабое взаимодействия. В 1967 году [[Стивен Вайнберг]] и [[Абдус Салам]] включили в теорию Глэшоу механизм Хиггса, придав ей современную форму. Механизм Хиггса необходим для появления массы у всех элементарных частиц СМ — W-бозонов, Z-бозонов, кварков и [[лептон]]ов. В 1973 году в ЦЕРНе были открыты нейтральные токи, переносимые Z-бозоном, после чего электрослабая теория получила широкое признание. Глэшоу, Салам и Вайнберг разделили в 1979 году Нобелевскую премию по физике за её создание. W- и Z-бозоны были экспериментально обнаружены в 1981 году, и их массы соответствовали предсказанию СМ. Теория сильного взаимодействия, к которой причастны многие учёные, приобрела современную форму около 1973—1974 годах, когда эксперименты подтвердили, что [[адрон]]ы состоят из кварков обладающих дробным зарядом.

== Положения ==
В настоящее время материя и энергия лучше всего понимаются в терминах кинематики и взаимодействия элементарных частиц (ЭЧ). Сегодня физика свела законы, управляющие поведением и взаимодействием всех известных форм материи и энергии, к небольшому набору фундаментальных законов и теорий. Главная цель физики состоит в нахождении «общей основы», которая могла бы объединить все эти теории в одну общую «[[Теория всего|теорию всего]]», в которой все прочие известные законы были бы частными случаями, и из которой можно было бы вывести поведение всех форм материи и энергии (по крайней мере, в принципе). СМ объединила две главные предшествующие теории — квантовую теорию [[Электрослабое взаимодействие|электрослабого взаимодействия]] и [[Квантовая хромодинамика|квантовую хромодинамику]] — во внутренне стройную теорию, которая описывает взаимодействие между всеми известными частицами в терминах [[Квантовая теория поля|квантовой теории поля]] (КТП).

Стандартная модель состоит из следующих положений:
* Всё вещество состоит из 12 фундаментальных [[Квантовая теория поля|квантовых]] [[Поле (физика)|полей]], квантами которых являются [[Фундаментальная частица|фундаментальные частицы]] со [[спин]]ом {{1/2}} — [[фермион]]ы, которые можно объединить в [[Поколение (физика)|три поколения фермионов]]: 6 [[лептон]]ов ([[электрон]], [[мюон]], [[тау-лептон|таон]], [[электронное нейтрино]], [[мюонное нейтрино]] и [[тау-нейтрино]]) и 6 [[кварк]]ов (u-, d-, s-, c-, b-, t-), а также 12 соответствующих им античастиц.
* Кварки участвуют в сильных, слабых и электромагнитных взаимодействиях; заряженные лептоны (электрон, мюон, таон) — в слабых и электромагнитных; нейтрино — только в слабых взаимодействиях.
* Все три типа взаимодействий возникают как следствие постулата, что наш мир симметричен относительно трёх типов [[калибровочное преобразование|калибровочных преобразований]]. Частицами-переносчиками взаимодействий являются [[бозон]]ы:
:: 8 [[глюон]]ов для сильного взаимодействия (группа симметрии SU(3));
:: 3 тяжёлых [[Калибровочный бозон|калибровочных бозона]] (W<sup>+</sup>, W<sup>−</sup>, Z<sup>0</sup>) для слабого взаимодействия (группа симметрии SU(2));
:: один [[фотон]] для электромагнитного взаимодействия (группа симметрии U(1)).
* В отличие от электромагнитного и сильного, слабое взаимодействие может смешивать фермионы из разных поколений, что приводит к нестабильности всех частиц, за исключением легчайших, и к таким эффектам, как [[нарушение CP-инвариантности]] и [[нейтринные осцилляции]].
* Внешними параметрами Стандартной модели являются:
** массы лептонов (3 параметра, нейтрино принимаются безмассовыми) и кварков (6 параметров), интерпретируемые как [[Константа взаимодействия|константы взаимодействия]] их полей с полем [[Бозон Хиггса|бозона Хиггса]],
** параметры [[CKM-матрица|CKM-матрицы]] смешивания кварков — три угла смешивания и одна комплексная фаза, нарушающая [[CP-симметрия|CP-симметрию]] — константы взаимодействия кварков с электрослабым полем,
** два параметра [[Поле Хиггса|поля Хиггса]], которые связаны однозначно с его вакуумным средним и массой [[Бозон Хиггса|бозона Хиггса]],
** три константы взаимодействия, связанные соответственно с калибровочными группами U(1), SU(2) и SU(3), и характеризующие относительные интенсивности электромагнитного, слабого и сильного взаимодействий.

[[Файл:The incomplete circle of everything.svg|thumb|300px|Стандартная модель. Показаны спин, заряд и масса элементарных частиц, а также их взаимодействия]]

В связи с тем, что обнаружены [[нейтринные осцилляции]], Стандартная модель нуждается в расширении, которое вводит дополнительно 3 массы нейтрино и как минимум 4 параметра [[PMNS-матрица|PMNS-матрицы смешивания нейтрино]], аналогичные CKM-матрице смешивания кварков, и, возможно, ещё 2 параметра смешивания, если нейтрино являются [[Майорановский фермион|майорановскими частицами]]. Также в число параметров Стандартной модели иногда вводят [[вакуумный угол квантовой хромодинамики]].

Математическая модель с набором из 20 с небольшим чисел способна описать результаты миллионов проведённых к настоящему времени в физике экспериментов{{sfn|Парпалак}}.

== Симметрии в Стандартной модели ==
Стандартная модель построена на локальной калибровочной симметрии <math> SU(3)\times SU(2)\times U(1)</math>, спонтанно нарушенной до <math> SU(3)\times U(1)</math>{{sfn|Горбар, Гусинин|2014}}. Каждый из трёх параметров отвечает за конкретный тип взаимодействия. [[Квантовая электродинамика]] обладает инвариантностью относительно локальных калибровочных преобразований [[U(n)|U(1)]]: то есть [[лагранжиан]] инвариантен относительно локальных калибровочных преобразований <math>\phi \rightarrow e^{i\Lambda(x,t)}\phi</math>. Для [[Слабое взаимодействие|слабого взаимодействия]] (поля Янга-Миллса) свойственна инвариантность относительно неабелевых групп симметрии [[SU(n)|SU(2)]]{{sfn|Райдер|1987}}:
: <math> \phi'_{1}=\cos \Lambda_{3} \phi_{1} + \sin \Lambda_{3} \phi_{2} </math>
: <math> \phi'_{2}=-\sin \Lambda_{3} \phi_{1} + \cos \Lambda_{3} \phi_{2},</math>
: <math> \phi'_{3}=\phi_{3}. </math>
Данное калибровочное преобразование может быть записано в виде унитарной матрицы 2×2 с определителем, равным единице. Для электрослабого взаимодействия, как объединения электродинамики со слабым взаимодействием, имеется симметрия <math> SU(2)\times U(1)</math>. Сильные взаимодействия описывает квантовая хромодинамика, для которой свойственна симметрия [[SU(n)|SU(3)]]. Группа [[SU(n)|SU(3)]] — это группа матриц 3×3 с определителем, равным единице. У матрицы 3×3 девять элементов, но требование равенства определителя единице сводит число независимых элементов до восьми. Вот почему существует 8 глюонов.

Из модели электрослабого взаимодествия вытекает существование безмассовых частиц ([[W- и Z-бозоны]]), но экспериментально доказано, что эти заряженные частицы обладают массой. Эту проблему решает механизм [[Спонтанное нарушение симметрии|спонтанного нарушения симметрии]] ([[механизм Хиггса]]). Поле Хиггса (бозон Хиггса) предоставляет массу этим безмассовым частицам.

== Фермионы ==
{{main|Фермионы}}
СМ содержит 12 элементарных частиц со спином ½, известных как ''фермионы''. Согласно теореме о связи спина со статистикой, фермионы подчиняются [[Принцип Паули|принципу исключения Паули]]. Каждому фермиону соответствует античастица. Фермионы СМ классифицируются соответственно тому, как они взаимодействуют (или, эквивалентно, согласно несомым ими зарядам). Есть шесть кварков (u-кварк и d-кварк, c-кварк и s-кварк, t-кварк и b-кварк) и шесть лептонов (электрон и э-нейтрино, мюон и мю-нейтрино, таон и тау-нейтрино). Пары каждого набора сгруппированы в поколения так, что соответствующие частицы разных поколений демонстрируют аналогичные свойства. Определяющим свойством кварков является наличие у них [[Цветовой заряд|цвета (rgb)]] и, следовательно, участие в сильном взаимодействии. Феномен цветового [[конфайнмент]]а состоит в том, что кварки всегда связаны друг с другом образуя цвето-нейтральные составные частицы ([[адроны]]). Адрон содержит либо кварк с антикварком соответствующего антицвета ([[мезон]]), либо три кварка трех различных цветов ([[барион]]ы). Протон и нейтрон — это барионы с наименьшей массой (''[[протон|p]] = [[u-кварк|u]] + u + [[d-кварк|d]], [[нейтрон|n]] = u + d + d''). Кварки также несут электрический заряд и [[слабый изоспин]]. Таким образом, они участвуют как в электромагнитных, так и в слабых взаимодействиях.

Остальные шесть фермионов не имеют цветового заряда и называются [[лептон]]ами. [[Электрон]], [[мюон]] и [[таон]] обладают электрическим зарядом и могут участвовать в электромагнитном и слабом взаимодействиях. Три [[нейтрино]] также не имеют электрический заряд, поэтому они могут участвовать только в слабом взаимодействии. При малой энергии нейтрино чрезвычайно слабо взаимодействуют с веществом и имеют колоссальную длину пробега ~{{val|e=18|u=[[метр|м]]}}, что делает их чрезвычайно трудными для изучения. Член каждого следующего поколения имеет массу больше нежели соответствующая частица младшего поколения. Частицы первого (младшего) поколения стабильны{{sfn|Емельянов|2007|с=16}}. Вся барионная материя состоит из частиц первого поколения. В частности [[атом]]ы всех химических элементов состоят из электронов окружающих атомные ядра ([[нуклон]]ы), состоящие из протонов и нейтронов, а те в свою очередь составлены из [[u-кварк]]ов и [[d-кварк]]ов. Заряженные частицы второго и третьего поколения, напротив, короткоживущие и имеют весьма малое время полураспада. Поэтому они наблюдаются только в высоко-энергетических событиях и экспериментах.

== Калибровочные бозоны ==
{{main|Калибровочные бозоны}}
[[Файл:Standard Model – All Feynman diagram vertices.svg|upright=1.5|thumb|Взаимодействия в Стандартной модели. Все диаграммы Фейнмана в модели строятся из комбинаций этих вершин. ''q'' — любой кварк, ''g'' — глюон, ''X'' — любая заряженная частица, ''γ'' — фотон, ''f'' — любой фермион, ''m'' — любая частица с массой (возможно, за исключением нейтрино), ''m''<sub>B</sub> — любой бозон с массой. На диаграммах с несколькими метками частиц, разделенными символом /, выбирается одна метка частицы. На диаграммах с метками частиц, разделёнными символом <nowiki>|</nowiki> метки должны быть выбраны в том же порядке. Например, в четырёхбозонном электрослабом случае допустимыми диаграммами являются WWWW, WWZZ, WWγγ, WWZγ. Допускается также сопряжение каждой из перечисленных вершин (обратное направление стрелок)<ref>{{cite thesis|type=PhD|last=Lindon|first=Jack|date=2020|title=Particle Collider Probes of Dark Energy, Dark Matter and Generic Beyond Standard Model Signatures in Events With an Energetic Jet and Large Missing Transverse Momentum Using the ATLAS Detector at the LHC|publisher=CERN|url=https://cds.cern.ch/record/2746537/}}</ref>.]]
В СМ калибровочные бозоны определены как переносчики сил, осуществляющих сильное, слабое и электромагнитное фундаментальные взаимодействия. Взаимодействия в физике понимаются как способ влияния одних частиц на другие. На макроскопическом уровне электромагнетизм позволяет частицам взаимодействовать друг с другом посредством электрического и магнитного поля, а гравитация позволяет частицам с массой притягивать друг друга в соответствии с эйнштейновской общей теорией относительности. СМ рассматривает эти силы как результат обмена частиц материи другими частицами, известными как «частицы переносчики сил» (строго говоря это так только при буквальной интерпретации некоторого приближенного метода вычислений, известного как «теория возмущений»). При обмене частицами-переносчиками сил эффект на макроуровне такой же как при силовом взаимодействии. Поэтому частицы-переносчики называют медиаторами этих взаимодействий или «агентами» этих сил<ref>{{cite journal | last1 = Jaeger | first1 = Gregg | year = 2021 | title = Exchange Forces in Particle Physics | journal = Foundations of Physics | volume = 51 | issue =1 | page = 13 |doi=10.1007/s10701-021-00425-0| bibcode = 2021FoPh...51...13J }}</ref>. [[Диаграммы Фейнмана]], которые являются визуальным представлением приближения теории возмущений, используют «частицы-переносчики сил» и дают отличное согласие с опытом при анализе высоко-энергетических экспериментов. Однако теория возмущений (и вместе с ней концепция частиц-переносчиков) не работает в других ситуациях. Таковые включают низко-энергетичную квантовую хромодинамику, связанные состояния и солитоны. Все калибровочные бозоны СМ имеют спин (как и частицы материи). Значение их спина равно 1, то есть они являются бозонами и не подчиняются принципу запрета Паули, который накладывает ограничения на фермионы. Различные типы калибровочных бозонов описаны ниже:
[[Файл:Elementary particle interactions-ru.svg|400px|thumb|Взаимодействие между различными частицами в Стандартной модели]]
* фотоны переносят электромагнитные силы между электрически заряженными частицами. Фотон не имеет массы и отлично описывается в рамках [[Квантовая электродинамика|квантовой электродинамики]] (КЭД).
* W+, W- и Z — бозоны переносят слабое взаимодействие между частицами различных [[Аромат (физика)|ароматов]] (кварки и лептоны) Они массивны, причем Z более массивен нежели W± Слабое взаимодействие, переносимое W± бозонами действует только на левополяризованные частицы и правополяризованные античастицы. Кроме того, W± бозоны переносят электрический заряд (+1 или −1) и участвуют в электромагнитном взаимодействии. Электрически нейтральный Z-бозон взаимодействует как с лево- так и с право-поляризованными частицами и античастицами. Эти три бозона, вместе с фотоном, образуют коллектив переносчиков электрослабого взаимодействия.
* восемь глюонов осуществляют сильное взаимодействие между частицами, имеющими цвет (то есть кварками). Глюоны безмассовы. Октет глюонов раскрашен комбинациями цвет-антицвет (например есть красно-антизеленый глюон). Поскольку глюоны также имеют цвет, то они могут сильно взаимодействовать и между собой. Глюоны и их взаимодействие описываются квантовой хромодинамикой.

Взаимодействие между всеми частицами, описываемыми СМ, суммированы в диаграмме справа.

== Бозон Хиггса ==
{{main|Бозон Хиггса}}
Бозон Хиггса — это массивная скалярная элементарная частица. Его предсказали Питер Хиггс с соавторами в 1964 году. Бозон Хиггса — это краеугольный камень СМ. Он не имеет внутреннего спина и по этой причине считается бозоном (подобно калибровочным бозонам, которые имеют целый спин). Наблюдение бозона Хиггса требует исключительно большой энергии и плотности пучка в высокоэнергетичном [[коллайдер]]е. Поэтому он был единственной фундаментальной частицей, предсказанной СМ, но до некоторых пор не обнаруженной с надежностью 5,0 [[Среднеквадратическое отклонение|σ]]. Однако в июле 2012 года ЦЕРН сообщил о наблюдении «Хиггс-подобной» частицы с надежностью 4,0 [[Среднеквадратическое отклонение|σ]]<ref name=autogenerated1>[http://press.web.cern.ch/press-releases/2012/07/cern-experiments-observe-particle-consistent-long-sought-higgs-boson CERN experiments observe particle consistent with long-sought Higgs boson] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20121029135735/http://press.web.cern.ch/press-releases/2012/07/cern-experiments-observe-particle-consistent-long-sought-higgs-boson |date=2012-10-29 }} — пресс-релиз CERN, 4.07.2012{{ref|en}}</ref>. После дополнительных экспериментов было заявлено о достоверности открытия<ref>[http://elementy.ru/LHC/news?theme=2653111&newsid=431863 В ЦЕРНе объявлено об открытии хиггсовского бозона] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160304101339/http://elementy.ru/LHC/news?theme=2653111&newsid=431863|date=2016-03-04}} — Elementy.ru, 4.07.2012</ref><ref>[http://elementy.ru/news?newsid=431868 «Физическое сообщество считает, что хиггсовский бозон открыт»] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160304101346/http://elementy.ru/news?newsid=431868|date=2016-03-04}} — Elementy.ru, 16.07.12</ref>.

Бозон Хиггса играет уникальную роль в СМ, объясняя, почему все другие частицы, кроме фотона, глюонов и нейтрино, имеют массу. Массы элементарных частиц, а также различие между электромагнетизмом (переносимым фотонами) и слабыми силами (переносимыми W и Z бозонами) критичны по многим аспектам структуры микрокосма (и, следовательно, макрокосма). В электрослабой теории бозон Хиггса порождает массы лептонов и кварков.{{нет АИ|30|01|2021}} Поскольку бозон Хиггса массивен, он должен взаимодействовать также сам с собой.

Бозон Хиггса очень массивен и распадается практически мгновенно после возникновения. Поэтому, только очень высокоэнергетичный ускоритель частиц может его обнаружить и зарегистрировать. Эксперименты по обнаружению и исследованию бозона Хиггса с использованием [[Большой адронный коллайдер|Большого адронного коллайдера]] (БАК) ЦЕРН начал в начале 2010. Математическая непротиворечивость СМ требует, чтобы механизм, ответственный за возникновение масс ЭЧ, стал видим на энергиях около 1,4 ТэВ<ref>
{{cite journal
 |author1=B.W. Lee |author2=C. Quigg |author3=H.B. Thacker |year=1977
 |title=Weak interactions at very high energies: The role of the Higgs-boson mass
 |journal=[[Physical Review D]]
 |volume=16 |issue=5 |pages=1519–1531
 |bibcode=1977PhRvD..16.1519L
 |doi=10.1103/PhysRevD.16.1519
}}</ref>. Таким образом, БАК (рассчитанный на столкновение двух пучков протонов с энергиями в 7,0—8,0 ТэВ) был создан, чтобы ответить на вопрос о существовании бозона Хиггса. 4 июля 2012 два главных эксперимента на БАКе ([[Эксперимент ATLAS|ATLAS]] и [[Компактный мюонный соленоид|CMS]]) позволили независимо отрапортовать об обнаружении новой частицы с массой около 125,0 ГэВ/[[скорость света|c]]² (около 133 масс протона)<ref>{{cite web
 |author=M. Strassler
 |date=2012-07-10
 |title=Higgs Discovery: Is it a Higgs?
 |url=http://profmattstrassler.com/articles-and-posts/the-higgs-particle/the-discovery-of-the-higgs/higgs-discovery-is-it-a-higgs
 |access-date=2013-08-06
 |archive-date=2013-08-20
 |archive-url=https://web.archive.org/web/20130820223157/http://profmattstrassler.com/articles-and-posts/the-higgs-particle/the-discovery-of-the-higgs/higgs-discovery-is-it-a-higgs/
 |url-status=live
 }}</ref><ref name=cern1207>{{cite news
 |date=2012-07-04
 |title=CERN experiments observe particle consistent with long-sought Higgs boson
 |url=http://press.cern/press-releases/2012/07/cern-experiments-observe-particle-consistent-long-sought-higgs-boson
 |publisher=CERN
 |archive-date=2017-11-21
 |archive-url=https://web.archive.org/web/20171121031500/http://press.cern/press-releases/2012/07/cern-experiments-observe-particle-consistent-long-sought-higgs-boson
 |access-date=2022-02-10
 }}</ref><ref>{{cite web
 |date=2012-07-04
 |title=Observation of a New Particle with a Mass of 125 GeV
 |url=http://cms.web.cern.ch/news/observation-new-particle-mass-125-gev
 |publisher=CERN
 |access-date=2012-07-05
 |archive-date=2012-07-05
 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120705040217/http://cms.web.cern.ch/news/observation-new-particle-mass-125-gev
 |url-status=live
 }}</ref><ref>{{cite web
 |date=2012-07-04
 |title=ATLAS Experiment
 |url=https://atlas.cern/updates/press-statement/latest-results-atlas-higgs-search
 |publisher=[[ATLAS experiment|ATLAS]]
 |access-date=2017-06-13
 |archive-date=2016-11-23
 |archive-url=https://web.archive.org/web/20161123021048/http://atlas.cern/updates/press-statement/latest-results-atlas-higgs-search
 |url-status=live
 }}</ref>. 13 марта 2013 г. было подтверждено, что это искомый бозон Хиггса<ref name="CERN_20130314">{{cite web
 |url=https://home.cern/news/press-release/cern/new-results-indicate-particle-discovered-cern-higgs-boson
 |title=New results indicate that particle discovered at CERN is a Higgs boson
 |date=2013-03-14
 |publisher=CERN
 |access-date=2020-06-14
 |archive-date=2020-08-03
 |archive-url=https://web.archive.org/web/20200803203312/https://home.cern/news/press-release/cern/new-results-indicate-particle-discovered-cern-higgs-boson
 |url-status=live
 }}</ref><ref name="CERN_EPS2017">{{cite web
 |url=https://press.cern/update/2017/07/lhc-experiments-delve-deeper-precision
 |title=LHC experiments delve deeper into precision
 |date=2017-07-11
 |publisher=CERN
 |access-date=2017-07-23
 |archive-date=2017-07-14
 |archive-url=https://web.archive.org/web/20170714090456/http://press.cern/update/2017/07/lhc-experiments-delve-deeper-precision
 |url-status=live
 }}</ref>.

== За пределами Стандартной модели ==
{{главная|Физика за пределами Стандартной модели}}

Стандартная модель, окончательно сформировавшаяся к 1973 году, представляет собой исключительно успешную теоретическую конструкцию, описывающую фундаментальные взаимодействия элементарных частиц (кроме гравитации). Выход за пределы Стандартной модели остаётся чрезвычайно сложной задачей. Некоторые авторы даже высказывали мнение о возможном «конце физики» или «конце науки»<ref>{{книга |автор=David Lindley |заглавие=The End Of Physics: The Myth Of A Unified Theory |nodot= |язык=en |ответственный= |ссылка= |место= |издательство=Basic Books |год=1993 |том= |страниц=288 |страницы= |isbn= |ref= }}</ref><ref>{{книга |автор=John Horgan |заглавие=The End Of Science: Facing The Limits Of Knowledge In The Twilight Of The Scientific Age |nodot= |язык=en |ответственный= |ссылка= |место= |издательство=Addison-Wesley |год=1996 |том= |страниц=322 |страницы= |isbn= |ref= }}</ref>. Тем не менее, ниже приведены некоторые экспериментальные результаты, которые могут указывать на отклонения от предсказаний Стандартной модели.

В июле 1998 года коллаборация [[Супер-Камиоканде|Super-Kamiokande]] в [[Япония|Японии]] сообщила о наблюдении явления осцилляций атмосферных нейтрино — изменении их лептонного «аромата» в процессе распространения, что стало первым статистически достоверным подтверждением данного эффекта<ref>{{статья |автор=The Super-Kamiokande Collaboration, Y. Fukuda et al |заглавие=Evidence for oscillation of atmospheric neutrinos |ссылка= |язык=en |издание= |тип= |год=1998 |месяц= |число= |том= |номер= |страницы= |doi= |issn= |bibcode= |arxiv=hep-ex/9807003 |pmid= |jstor=}}</ref>. В июне 2001 года результаты были независимо подтверждены канадским детектором [[SNO|Sudbury Neutrino Observatory (SNO)]], исследовавшим солнечные нейтрино и установившим несоответствие между ожидаемым и наблюдаемым потоком частиц<ref>{{статья |автор=SNO Collaboration |заглавие=Measurement of the rate of nu_e + d --> p + p + e^- interactions produced by 8B solar neutrinos at the Sudbury Neutrino Observatory |ссылка= |язык=en |издание= |тип= |год=2001 |месяц= |число= |том= |номер= |страницы= |doi= |issn= |bibcode= |arxiv=nucl-ex/0106015 |pmid= |jstor=}}</ref>. Эти эксперименты продемонстрировали, что нейтрино обладают ненулевой массой, что вступает в противоречие с исходными положениями Стандартной модели элементарных частиц и указывает на необходимость её расширения.

В марте 2021 года эксперимент [[LHCb]] сообщил об обнаружении нарушения лептонной универсальности. Это нарушение проявляется в том, что распады [[B-мезон|прелестных мезонов B<sup>+</sup>]] → K<sup>+</sup>l<sup>+</sup>l<sup>-</sup> (где l = µ, e) с испусканием [[мюон]]ных пар идут на 15 % реже, чем с испусканием пар электронов. Измерения расходятся с предсказаниями Стандартной модели на уровне, превышающем три [[стандартное отклонение|стандартных отклонения]]<ref>{{Cite web |url=https://home.cern/news/news/physics/intriguing-new-result-lhcb-experiment-cern |title=Intriguing new result from the LHCb experiment at CERN {{!}} CERN<!-- Заголовок добавлен ботом --> |access-date=2021-04-12 |archive-date=2021-04-12 |archive-url=https://web.archive.org/web/20210412210626/https://home.cern/news/news/physics/intriguing-new-result-lhcb-experiment-cern |url-status=live }}</ref>.

В апреле 2021 года [[Фермилаб]] сообщил, что измерения [[g-Фактор]]а [[Аномальный магнитный момент мюона|аномального магнитного момента мюона]] в экспериментах [[Muon g-2]] имеют статистически значимое расхождение с первоначальными предсказаниями Стандартной модели с достоверностью превышающей четыре стандартных отклонения<ref name="FL-20210407">{{cite news |last=Marc |first=Tracy |title=First results from Fermilab’s Muon g-2 experiment strengthen evidence of new physics |url=https://news.fnal.gov/2021/04/first-results-from-fermilabs-muon-g-2-experiment-strengthen-evidence-of-new-physics/ |date=2021-04-07 |work=[[Fermilab]] |access-date=2021-04-07 |archive-date=2021-04-07 |archive-url=https://web.archive.org/web/20210407165822/https://news.fnal.gov/2021/04/first-results-from-fermilabs-muon-g-2-experiment-strengthen-evidence-of-new-physics/ }}</ref>, а в августе 2023 года они опубликовали новые результаты измерения, доведя достоверность статистически значимого расхождения с предсказаниями Стандартной модели до пяти стандартных отклонений<ref>{{Cite web |url=https://muon-g-2.fnal.gov/result2023.pdf |title=Источник |access-date=2023-08-13 |archive-date=2023-08-11 |archive-url=https://web.archive.org/web/20230811195904/https://muon-g-2.fnal.gov/result2023.pdf |url-status=live }}</ref><ref>{{Cite web |url=https://www.bbc.com/news/science-environment-66407099 |title=Scientists at Fermilab close in on fifth force of nature<!-- Заголовок добавлен ботом --> |access-date=2023-08-13 |archive-date=2023-08-14 |archive-url=https://web.archive.org/web/20230814010543/https://www.bbc.com/news/science-environment-66407099 |url-status=live }}</ref><ref>{{Cite web |url=https://nplus1.ru/news/2023/08/11/muon-g-2-new-results |title=Эксперимент Muon g-2 измерил аномальный магнитный момент мюона с рекордной точностью<!-- Заголовок добавлен ботом --> |access-date=2023-08-13 |archive-date=2023-08-13 |archive-url=https://web.archive.org/web/20230813131529/https://nplus1.ru/news/2023/08/11/muon-g-2-new-results |url-status=live }}</ref><!-- 
, а преодоление рубежа 5σ в физике элементарных частиц является эквивалентом открытия-->. Окончательные результаты за полные шесть лет измерений были представлены в июне 2025 года, дав новое среднемировое значение {{Nobr|1={{math|''a''}}{{sub|μ}} = {{val|0.001165920705|(114)}}}}<ref>{{cite web |author = |url =https://news.fnal.gov/2025/06/muon-g-2-most-precise-measurement-of-muon-magnetic-anomaly/ |title =Muon g-2 announces most precise measurement of the magnetic anomaly of the muon |lang = en|website = https://news.fnal.gov/|publisher = Fermi National Accelerator Laboratory|date =2025-06-03 |accessdate = 2025-11-02 }}</ref>. Этот результат оказался ближе к последним теоретическим предсказаниям, что предполагает отсутствие аномалии<ref>{{cite journal | author=Aliberti, R., et. al. | journal=Physics Reports | title=The anomalous magnetic moment of the muon in the Standard Model: an update | volume=1143 | pages=1–158 | date= 2025 | doi=10.1016/j.physrep.2025.08.002 }}</ref>.

В апреле 2022 года физики из международной коллаборации {{нп5|CDF|||Collider Detector at Fermilab}} в своем исследовании, сделанном на основе обработки данных 10 лет работы коллайдера «[[Тэватрон]]», продемонстрировали, что масса [[W-бозон]]а на 0,09% выше, чем предсказывает Стандартная модель<ref>{{Cite web |url=https://www.science.org/doi/10.1126/science.abk1781 |title=Источник |access-date=2022-04-22 |archive-date=2022-04-13 |archive-url=https://web.archive.org/web/20220413142608/https://www.science.org/doi/10.1126/science.abk1781 |url-status=live }}</ref><ref>{{Cite web |url=https://habr.com/ru/news/t/660655/ |title=Измерения массы W-бозона не совпали со Стандартной моделью / Хабр<!-- Заголовок добавлен ботом --> |access-date=2022-04-22 |archive-date=2022-04-28 |archive-url=https://web.archive.org/web/20220428080722/https://habr.com/ru/news/t/660655/ |url-status=live }}</ref>.

== См. также ==
* [[Нерешённые проблемы современной физики]]
* [[Квантовая теория поля]]
* [[Теория всего]]

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
'''На русском:'''
* {{книга|заглавие = Стандартная модель и её расширения|автор = Емельянов В. М.|место = Москва|издательство = [[Физматлит]]|год = 2007|страниц = 584|серия = Фундаментальная и прикладная физика|isbn = 978-5-922108-30-0|ref = Емельянов}}
* {{книга|автор = Райдер Л.|заглавие = Квантовая теория поля|место = Москва|издательство = Мир|год = 1987|страниц = 512|ref = Райдер}}

'''На иностранных языках:'''
* {{книга |автор = Nagashima Y.|заглавие = Elementary Particle Physics: Foundations of the Standard Model|ссылка = https://books.google.ru/books?id=QYlX6AL4CtwC&printsec=frontcover&hl=ru#v=onepage&q&f=false|издательство = Wiley|год = 2013|volume = 2|pages = 614|ref = Nagashima}}
* {{книга |автор = Schwartz, M.D.|заглавие = Quantum Field Theory and the Standard Model|ссылка = https://books.google.ru/books?id=HbdEAgAAQBAJ&printsec=frontcover&hl=ru#v=onepage&q&f=false|место = Cambridge|издательство = Cambridge University Press|год = 2013|pages = 952|ref = Schwartz}}
* {{книга |автор = Langacker P.|заглавие = The Standard Model and Beyond|ссылка = https://books.google.ru/books?id=dpANo3e_pS8C&printsec=frontcover&hl=ru#v=onepage&q&f=false|издательство = CRC Press|год = 2010|pages = 670|ref = Langacker}}

== Ссылки ==
* {{cite web|author = Игорь Иванов|title = Физика элементарных частиц в 2018 году. Часть 1|url=https://elementy.ru/novosti_nauki/433402/Fizika_elementarnykh_chastits_v_2018_godu_Chast_1/t2653111/LHC|publisher = «Элементы»|date = 2019-01-09|access-date = 2020-06-13|ref = Иванов}}
* {{cite web|url = https://written.ru/articles/science/history_of_high_energy_physics|title = История развития теоретической физики высоких энергий|author = Роман Парпалак|date = 2011-06-20|access-date = 2012-07-23|archive-url = https://www.webcitation.org/69Moz9hmE?url=http://written.ru/articles/science/history_of_high_energy_physics|archive-date = 2012-07-23|ref = Парпалак|url-status = live}}
* {{cite web|author = Владислав Кобычев, Сергей Попов|website = «Популярная механика» № 2, 2015|url = https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/432638|title = Половинка от магнита|ref = Кобычев, Попов}}
* {{cite web|url = https://www.nkj.ru/archive/articles/23220/|title = Хиггс открыт. Что дальше?|ref = www.nkj.ru}}

{{ВС}}

{{перевести|en|Standard Model}}
{{Нерабочие сноски|дата=2025-11-11}}

[[Категория:Физика элементарных частиц]]
[[Категория:Стандартная модель|*]]
[[Категория:Космология]]