표준 모형

표준 모형(Standard Model)은 입자 물리학에서 기본 힘과 기본 입자들을 설명하는 이론적 틀이다. 이 모형은 전자기력, 강한 상호작용, 약한 상호작용의 세 가지 기본 힘을 통합하고, 이 힘을 매개하는 입자들인 보존을 포함한다.

표준 모형은 크게 기본 입자와 이들을 연결하는 힘의 매개입자로 구성된다. 기본 입자는 쿼크와 렙톤으로 나뉜다. 쿼크는 원자핵을 구성하는 입자로, 6종류(업, 다운, 스트레인지, 챔프, 바텀, 탑)가 존재한다. 렙톤은 전자, 뮤온, 타우와 이들의 중성 입자인 뉴트리노로 이루어져 있다.

힘의 매개입자는 각 힘을 전파하는 입자들로, 전자기력의 경우 광자, 강한 상호작용의 경우 글루온, 약한 상호작용의 경우 W와 Z 보존이 있다. 표준 모형은 또한 힉스 입자(Higgs boson)를 포함하는데, 이는 입자에게 질량을 부여하는 메커니즘을 설명한다.

표준 모형은 20세기 중반부터 발전해 왔으며, 다양한 실험적 결과와 일치함을 통해 그 정당성을 확보했다. 2012년, CERN에서의 대형 강입자충돌기(LHC) 실험을 통해 힉스 입자가 발견되면서 표준 모형의 핵심 요소가 확인되었다. 하지만 표준 모형은 중력과의 통합, 다크 매터, 다크 에너지와 같은 여러 설명되지 않은 현상들을 포함하지 못하기 때문에, 물리학자들은 이를 넘어서는 새로운 이론을 연구하고 있다.