quote:
In het kort: het standaardmodel beschrijft de interactie tussen elementaire deeltjes als elektronen, protonen, neutronen, muonen, neutrino's, tauonen, quarks etc etc. Da's nogal een dierentuin aan deeltjes, maar in het dagelijks leven heb je vooral te maken met de deeltjes die materie opbouwen: protonen, neutronen en elektronen. Protonen en neutronen bestaan uit quarks.
Nou is er een bepaalde symmetrie die ontzettend belangrijk is in de natuurkunde, namelijk ijksymmetrie. Het standaardmodel kan met behulp van deze symmetrie heel elegant de verschillende krachten beschrijven, maar daarvoor moet je aannemen dat alle deeltjes massaloos zijn. Da's dus een extra symmetrie die je moet aannemen.
Werk je dit uit, dan krijg je het standaardmodel. Alleen, we weten dat niet alle deeltjes massaloos zijn. Dus aan het end van het verhaal moeten we die massasymmetrie weer breken en alle deeltjes hun massa teruggeven. Het mechanisme wat hiervoor zorgt heet het Higgsmechanisme, en het doet het via het zogenaamde Higgsdeeltje. Het klinkt wat omslachtig, maar het is een bijzonder elegante manier om je krachten te beschrijven. Dit Higgsdeeltje koppelt dan aan alle bekende elementaire deeltjes, en zorgt voor massatermen in je vergelijkingen.
Op die manier heb je je ijksymmetrie kunnen behouden, en kun je er massieve deeltjes mee beschrijven. Wat ijksymmetrie precies is is wat lastig uit te leggen, maar je kunt het vergelijken met zoiet als "om afstanden te meten mag het niet uitmaken wat voor lengteschalen je gebruikt". Dus als ik nou een meetlat met centimeters, inches of lichtjaren gebruik, de fysica blijft hetzelfde.
Ijksymmetrie is een vrij aannemelijke symmetrie, maar waarom ze geldt weten we niet: we poneren het slechts, en kijken wat de formules van je eisen. In dit geval eisen de formules van je dat je bepaalde correctietermen introduceert: ijksymmetrie geldt alleen als je hulpvelden introduceert. Dat blijken exact de verschillende krachtvelden te zijn.