3.6.3 Теорії елементарних частинок

Перелік відомих частинок не вичерпується лептонами й адронами, які є будівельним матеріалом речовини. У цей перелік не включено, наприклад, фотон. Є ще один тип частинок, які не є будівельним матеріалом матерії, а безпосередньо забезпечують чотири фундаментальні взаємодії, тобто утворюють своєрідний "клей", що не дозволяє світу розпадатися на частини.

Носієм електромагнітної взаємодії є фотон. Теорію електромагнітної взаємодії обґрунтовує квантова електродинаміка.

Носії сильної взаємодії — глюони. Глюони — носії взаємодії між кварками, які пов'язують їх попарно або трійками.

Носіями слабкої взаємодії є три частинки — і -бозони. їх було відкрито лише в 1983 р. Радіус слабкої взаємодії надзвичайно малий, тому його носіями повинні бути частинки з великими масами спокою. Відповідно до принципу невизначеності час існування частинок з такою великою масою спокою повинен бути надзвичайно коротким — усього лише близько с.

Висловлюється думка про можливе існування носія гравітаційного поля — гравітон. Подібно до фотонів, гравітони рухаються зі швидкістю світла; отже, це частинки з нульовою масою спокою. Але цим подібність між гравітонами й фотонами вичерпується. У той час як фотон має спін 1, спін гравітона дорівнює 2. Ця важлива відмінність визначає напрямок сили: при електромагнітній взаємодії однойменно заряджені частинки (електрони) відштовхуються, а при гравітаційній — усі частинки притягаються одна до одної. Власне кажучи, гравітони можна зафіксувати за допомогою експерименту. Але оскільки гравітаційна взаємодія дуже слабка й у квантових процесах практично не виявляється, то безпосередньо зафіксувати гравітони дуже складно й поки що цього зробити не вдалося.

Класифікація частинок — їх поділ на лептони, адрони й носії взаємодій — вичерпує світ відомих нам субатомних частинок. Кожен вид частинок відіграє свою роль у формуванні структури матерії, Всесвіту.