প্রমিত মডেল

মৌলিক কণাসমূহের প্রমিত মডেল

মৌলিক কণাসমূহের প্রমিত মডেল (Standard Model of Elementary Particles) হলো কণা পদার্থবিদ্যার একটি পরিপূর্ণ তত্ত্ব, যা দ্বারা মহাবিশ্বের সকল মৌলিক কণা এবং চারটি মৌলিক বল (মহাকর্ষ বল, তড়িৎ-চৌম্বকীয় বল, সবল নিউক্লিও বল এবং দূর্বল নিউক্লিও বল) এর মধ্যে তিনটিকে (মহাকর্ষ বল বাদে অন্য তিনটি) ব্যাখ্যা করা হয়। এর সাহায্যে অনেক কণা সম্পর্কে ভবিষ্যদ্বাণী করা হয়েছে, যার অনেকগুলো পরবর্তী সময়ে সত্য বলে প্রমাণীত হয়েছে।

এটির আবিষ্কারকে পদার্থবিজ্ঞানের অন্যতম সফল এবং গুরুত্বপূর্ণ কাজ হিসেবে বিবেচনা করা হয়। এটিকে পর্যায় সারণীর মতো একটি ছক আকারে উপস্থাপন করা হয়, তবে পর্যায় সারণীর সাথে এর মূল পার্থক্য হচ্ছেঃ পর্যায় সারণীতে (Periodic Table) সকল মৌলিক পদার্থ বা মৌল স্থান পেয়েছে, অপরদিকে স্ট্যান্ডার্ড মডেলে সকল মৌলিক কণিকা এবং মৌলিক বলের বাহক স্থান পেয়েছে।

স্ট্যান্ডার্ড মডেলের ফর্মুলা

স্ট্যান্ডার্ড মডেল অসংখ্য বিজ্ঞানীর দীর্ঘকালের পরিশ্রমের ফসল। বিংশ শতাব্দির শেষার্ধ থেকে শুরু করে এখন পর্যন্ত এর বহুবার উন্নয়ন করা হয়েছে। ধারণা করা যায়, এই সারণীটি এখনো অসম্পূর্ণ। এটি এখনো মহাকর্ষ বলকে ব্যাখ্যা করতে পারে না। মহাকর্ষ বলের ক্যারিয়ার হিসেবে গ্র্যাভিটন নামক কণার ভবিষ্যদ্বাণী করা হয়েছে। অবশ্য আইন্সটাইনের সাধারণ আপেক্ষিকতার তত্ত্ব অনুযায়ী মহাকর্ষ কোন বল নয়, বস্তুর ভরের প্রভাবে স্থান-কালের পরিবর্তন ঘটার কারণে মহাকর্ষ অনুভূত হয়।

বর্ণনা

স্ট্যান্ডার্ড মডেলকে প্রধাণত দুইটি অংশে ভাগ করা যায়ঃ ১.পদার্থ গঠনকারী মৌলিক কণা বা ফার্মিয়ন এবং ২. মৌলিক বলের বাহক বা বোজন। ফার্মিয়ঙ্গুলোকে আবার দুই ভাগে ভাগ করা হয়েছেঃ কোয়ার্ক এবং লেপটন। অপরদিকে বোজনকেও দুইভাগে ভাগ করা যায়ঃ গেজ বোজন বা ভেক্টর বোজন এবং স্কেলার বোজন।

কণাসমূহ

ফার্মিয়ন

ফার্মিয়নসমূহের সংগঠন

	আধান	প্রথম প্রজন্ম		দ্বিতীয় প্রজন্ম		তৃতীয় প্রজন্ম
কোয়ার্কসমূহ	${\displaystyle {}_{+{\frac {2}{3}}}}$	আপ	${\displaystyle u}$	চার্ম	${\displaystyle c}$	টপ	${\displaystyle t}$
	${\displaystyle {}_{-{\frac {1}{3}}}}$	ডাউন	${\displaystyle d}$	স্ট্রেঞ্জ	${\displaystyle s}$	বোটম	${\displaystyle b}$
লেপ্টনসমূহ	${\displaystyle {}_{-1}}$	ইলেকট্রন	${\displaystyle e^{-}}$	মিউয়ন	${\displaystyle \mu ^{-}}$	টাউ	${\displaystyle \tau ^{-}}$
	${\displaystyle {}_{0}}$	ইলেকট্রন নিউট্রিনো	${\displaystyle \nu _{e}}$	মিউয়ন নিউট্রিনো	${\displaystyle \nu _{\mu }}$	টাউ নিউট্রিনো	${\displaystyle \nu _{\tau }}$

তাত্ত্বিক দিক

প্রমিত মডেল ফার্মিয়নসমূহের তালিকা

এই টেবিলটি পার্টিকল ডাটা গ্রুপের সংগৃহীত তথ্যের অংশের ওপর ভিত্তি করে বানানো হয়েছে।^[১]

প্রমিত মডেলে বাম দিকস্থ ফার্মিয়ন

প্রজন্ম ১
ফার্মিয়ন (বাম দিকস্থ)	প্রতীক	বৈদ্যুতিক আধান	Weak isospin	Weak hypercharge	কালার চার্জ [lhf ১]	ভর[lhf ২]
ইলেকট্রন	${\displaystyle e^{-}\,}$	${\displaystyle -1\,}$	${\displaystyle -1/2\,}$	${\displaystyle -1\,}$	${\displaystyle \mathbf {1} \,}$	511 keV
পজিট্রন	${\displaystyle e^{+}\,}$	${\displaystyle +1\,}$	${\displaystyle 0\,}$	${\displaystyle +2\,}$	${\displaystyle \mathbf {1} \,}$	511 keV
Electron neutrino	${\displaystyle \nu _{e}\,}$	${\displaystyle 0\,}$	${\displaystyle +1/2\,}$	${\displaystyle -1\,}$	${\displaystyle \mathbf {1} \,}$	< 0.28 eV[lhf ৩][lhf ৪]
Electron antineutrino	${\displaystyle {\bar {\nu }}_{e}\,}$	${\displaystyle 0\,}$	${\displaystyle 0\,}$	${\displaystyle 0\,}$	${\displaystyle \mathbf {1} \,}$	< 0.28 eV[lhf ৩][lhf ৪]
Up quark	${\displaystyle u\,}$	${\displaystyle +2/3\,}$	${\displaystyle +1/2\,}$	${\displaystyle +1/3\,}$	${\displaystyle \mathbf {3} \,}$	~ 3 MeV[lhf ৫]
Up antiquark	${\displaystyle {\bar {u}}\,}$	${\displaystyle -2/3\,}$	${\displaystyle 0\,}$	${\displaystyle -4/3\,}$	${\displaystyle \mathbf {\bar {3}} \,}$	~ 3 MeV[lhf ৫]
Down quark	${\displaystyle d\,}$	${\displaystyle -1/3\,}$	${\displaystyle -1/2\,}$	${\displaystyle +1/3\,}$	${\displaystyle \mathbf {3} \,}$	~ 6 MeV[lhf ৫]
Down antiquark	${\displaystyle {\bar {d}}\,}$	${\displaystyle +1/3\,}$	${\displaystyle 0\,}$	${\displaystyle +2/3\,}$	${\displaystyle \mathbf {\bar {3}} \,}$	~ 6 MeV[lhf ৫]
প্রজন্ম ২
ফার্মিয়ন (বাম দিকস্থ)	প্রতীক	বৈদ্যুতিক আধান	Weak isospin	Weak hypercharge	কালার চার্জ [lhf ১]	ভর [lhf ২]
মিউওন	${\displaystyle \mu ^{-}\,}$	${\displaystyle -1\,}$	${\displaystyle -1/2\,}$	${\displaystyle -1\,}$	${\displaystyle \mathbf {1} \,}$	106 MeV
Antimuon	${\displaystyle \mu ^{+}\,}$	${\displaystyle +1\,}$	${\displaystyle 0\,}$	${\displaystyle +2\,}$	${\displaystyle \mathbf {1} \,}$	106 MeV
Muon neutrino	${\displaystyle \nu _{\mu }\,}$	${\displaystyle 0\,}$	${\displaystyle +1/2\,}$	${\displaystyle -1\,}$	${\displaystyle \mathbf {1} \,}$	< 0.28 eV[lhf ৩][lhf ৪]
Muon antineutrino	${\displaystyle {\bar {\nu }}_{\mu }\,}$	${\displaystyle 0\,}$	${\displaystyle 0\,}$	${\displaystyle 0\,}$	${\displaystyle \mathbf {1} \,}$	< 0.28 eV[lhf ৩][lhf ৪]
Charm quark	${\displaystyle c\,}$	${\displaystyle +2/3\,}$	${\displaystyle +1/2\,}$	${\displaystyle +1/3\,}$	${\displaystyle \mathbf {3} \,}$	~ 1.337 GeV
Charm antiquark	${\displaystyle {\bar {c}}\,}$	${\displaystyle -2/3\,}$	${\displaystyle 0\,}$	${\displaystyle -4/3\,}$	${\displaystyle \mathbf {\bar {3}} \,}$	~ 1.3 GeV
Strange quark	${\displaystyle s\,}$	${\displaystyle -1/3\,}$	${\displaystyle -1/2\,}$	${\displaystyle +1/3\,}$	${\displaystyle \mathbf {3} \,}$	~ 100 MeV
Strange antiquark	${\displaystyle {\bar {s}}\,}$	${\displaystyle +1/3\,}$	${\displaystyle 0\,}$	${\displaystyle +2/3\,}$	${\displaystyle \mathbf {\bar {3}} \,}$	~ 100 MeV
প্রজন্ম ৩
ফার্মিয়ন (বাম দিকস্থ)	প্রতীক	বৈদ্যুতিক আধান	Weak isospin	Weak hypercharge	কালার চার্জ[lhf ১]	ভর[lhf ২]
Tau	${\displaystyle \tau ^{-}\,}$	${\displaystyle -1\,}$	${\displaystyle -1/2\,}$	${\displaystyle -1\,}$	${\displaystyle \mathbf {1} \,}$	1.78 GeV
Antitau	${\displaystyle \tau ^{+}\,}$	${\displaystyle +1\,}$	${\displaystyle 0\,}$	${\displaystyle +2\,}$	${\displaystyle \mathbf {1} \,}$	1.78 GeV
Tau neutrino	${\displaystyle \nu _{\tau }\,}$	${\displaystyle 0\,}$	${\displaystyle +1/2\,}$	${\displaystyle -1\,}$	${\displaystyle \mathbf {1} \,}$	< 0.28 eV[lhf ৩][lhf ৪]
Tau antineutrino	${\displaystyle {\bar {\nu }}_{\tau }\,}$	${\displaystyle 0\,}$	${\displaystyle 0\,}$	${\displaystyle 0\,}$	${\displaystyle \mathbf {1} \,}$	< 0.28 eV[lhf ৩][lhf ৪]
Top quark	${\displaystyle t\,}$	${\displaystyle +2/3\,}$	${\displaystyle +1/2\,}$	${\displaystyle +1/3\,}$	${\displaystyle \mathbf {3} \,}$	171 GeV
Top antiquark	${\displaystyle {\bar {t}}\,}$	${\displaystyle -2/3\,}$	${\displaystyle 0\,}$	${\displaystyle -4/3\,}$	${\displaystyle \mathbf {\bar {3}} \,}$	171 GeV
Bottom quark	${\displaystyle b\,}$	${\displaystyle -1/3\,}$	${\displaystyle -1/2\,}$	${\displaystyle +1/3\,}$	${\displaystyle \mathbf {3} \,}$	~ 4.2 GeV
Bottom antiquark	${\displaystyle {\bar {b}}\,}$	${\displaystyle +1/3\,}$	${\displaystyle 0\,}$	${\displaystyle +2/3\,}$	${\displaystyle \mathbf {\bar {3}} \,}$	~ 4.2 GeV

বোজন

গেজ বোজন

হিগস বোজন

These are not ordinary abelian charges, which can be added together, but are labels of group representations of Lie groups. Mass is really a coupling between a left-handed fermion and a right-handed fermion. For example, the mass of an electron is really a coupling between a left-handed electron and a right-handed electron, which is the antiparticle of a left-handed positron. Also neutrinos show large mixings in their mass coupling, so it's not accurate to talk about neutrino masses in the flavor basis or to suggest a left-handed electron antineutrino. The Standard Model assumes that neutrinos are massless. However, several contemporary experiments prove that neutrinos oscillate between their flavour states, which could not happen if all were massless. It is straightforward to extend the model to fit these data but there are many possibilities, so the mass eigenstates are still open. See neutrino mass. W.-M. Yao et al. (Particle Data Group) (২০০৬)। "Review of Particle Physics: Neutrino mass, mixing, and flavor change" (পিডিএফ)। Journal of Physics G। 33: 1। arXiv:astro-ph/0601168 । ডিওআই:10.1088/0954-3899/33/1/001। বিবকোড:2006JPhG...33....1Y।  The masses of baryons and hadrons and various cross-sections are the experimentally measured quantities. Since quarks can't be isolated because of QCD confinement, the quantity here is supposed to be the mass of the quark at the renormalization scale of the QCD scale.

Log plot of masses in the Standard Model.

তথ্যসূত্র

1. W.-M. Yao et al. (Particle Data Group) (২০০৬)। "Review of Particle Physics: Quarks" (পিডিএফ)। Journal of Physics G। 33: 1। arXiv:astro-ph/0601168 । ডিওআই:10.1088/0954-3899/33/1/001। বিবকোড:2006JPhG...33....1Y। 

বহিঃসংযোগ

• "LHC sees hint of lightweight Higgs boson" "New Scientist".
• "Standard Model may be found incomplete," New Scientist.
• "Observation of the Top Quark" at Fermilab.
• "The Standard Model Lagrangian. ওয়েব্যাক মেশিনে আর্কাইভকৃত ২১ নভেম্বর ২০০৮ তারিখে" After electroweak symmetry breaking, with no explicit Higgs boson.
• "Standard Model Lagrangian ওয়েব্যাক মেশিনে আর্কাইভকৃত ৬ নভেম্বর ২০১২ তারিখে" with explicit Higgs terms. PDF, PostScript, and LaTeX versions.
• "The particle adventure." Web tutorial.
• Nobes, Matthew (2002) "Introduction to the Standard Model of Particle Physics" on Kuro5hin: Part 1, Part 2, Part 3a, Part 3b.