Стандартная модель (СМ) – теоретическая конструкция в физике элементарных частиц, описывающая электромагнитное, слабое и сильное ядерное взаимодействие, все элементарные частицы.

Физика последних 2-3 веков представляла собой совокупность разделов (частных теорий), содержащих в каждом множество описаний явлений, законов, математических соотношений, связывающих порой непростые переменные и множество разнообразных понятий, …. Одних элементарных частиц насчитывалось более 60, что затрудняло общение и работу самих ученых.

Стремление как-то все это упорядочить, описать устройство, свойства и законы Вселенной, привести в состояние доступное для понимания и усвоения учащимися и даже простыми людьми (обывателями), сформировать у них достаточно ясную и понятную картину окружающего нас материального мира (мировоззрения), привело к необходимости выявить первооснову, установить стержневое, объединяющее все выявленные и установленные данные, направление дальнейшего развития самой физики.

Другими словами, потребовалось создать одну общую теорию, объединяющую и согласующую все существующие частные теории. Упрощая подход, будем считать, что единая теория не более, чем модель Вселенной или некоторой ее части, а также набор правил, которые помогают соотнести практические наблюдения и положения теории.

Цель публикации в первую очередь образовательная, познавательная, популяризация науки, а также стремление привлечь в ряды исследователей, в науку приток новых молодых умов, вызвать в таких умах стремление к поиску ответов на возникающие вопросы.  Масштабность темы требует ввести разумные ограничения на излагаемый материал после краткого панорамного её рассмотрения.

О единой физической теории материи

Материя (от лат. māteria «вещество») — одно из основных понятий физики, общий термин, определяющийся множеством всего содержимого пространства-времени и влияющий на его свойства. Всегда желательно иметь ясное представление о материи, видеть ее элементы (частицы\античастицы), располагать доказательствами их существования. Для этого человек вооружает свой орган зрения разными приборами (микроскопами, телескопами и др.). С поверхности Земли мы имеем возможность смотреть на мир (на Вселенную) лишь через два узеньких окошка: видимый свет и радиодиапазон.

Вооружившись «Хабблом» человек дополнил возможность наблюдения в ультрафиолетовом окошке (диапазоне) с очень высоким разрешением, а телескоп «Джеймс Уэбб» дополнил возможности инфракрасным окошком (диапазоном). В каждом диапазоне Вселенная выглядит по-своему, расширяя кругозор восприятия мира. Телескоп «Спектр РГ» с 2020 года дополнил получение изображений Вселенной в рентгеновском диапазоне.

Теория хороша, если удовлетворяет требованиям:

• точно описывает большой класс наблюдений на основе модели, содержащей ограниченное число произвольных элементов;

• позволяет делать точные предсказания о результатах будущих наблюдений.

И тем не менее, любая физическая теория всегда условна и является лишь предположением.

Доказать теорию очень трудно. Сколько бы раз результаты экспериментов ни совпадали с предсказаниями теории, никогда нельзя быть уверенным, что в следующий раз не возникнет противоречие. Но одно-единственное наблюдение не согласующееся с предсказаниями теории, опровергает ее. И необходимо отбросить такую теорию или пересмотреть.

Конечная цель физической науки состоит в том, чтобы дать миру людей единую теорию, которая описывает всю Вселенную. 

Сегодня ученые описывают Вселенную в понятиях двух основных частных теорий – общей теории относительности (ОТО) и теории квантовой механики (ТКМ). Обе состоялись в первой половине двадцатого столетия. Они дали нам ядерную энергию и микроэлектронную революцию. ОТО описывает действия гравитации и крупномасштабную структуру Вселенной от нескольких километров до 10²⁴ километров, вторая ТКМ, – напротив имеет дело с предельно малыми масштабами, порядка миллионной доли от миллионной доли сантиметра.

Эти частные теории, как известно, несовместимы друг с другом вместе они не могут быть правильными. Именно разработка квантовой теории гравитации главная задача сегодняшней физики, которая должна включать в себя обе нынешние теории. Фундаментальная тяга человечества к знанию – достаточное основание для продолжения поисков такой теории.

Каждое понятие (термин), вводимые при анализе явлений, новая величина требовали пояснений и описаний. В итоге физики пришли к решению создать Стандартную модель мира, в которой, начиная от некоторой первоосновы, последовательно излагались бы все уже известные факты, явления и намечались дальнейшие пути научного постижения мира.

Для получения базовых частиц материи, описания их свойств и законов, управляющих их взаимодействиями, часто предсказываемых теорией явлений, сейчас создаются мощные дорогостоящие ускорители заряженных частиц. Исторически впервые в 1928 г был разработан и создан Видероэ бетатрон, а в 1932 г. Э. Лоуренс (Нобелевская премия 1939 г) создал 1-й циклотрон.

Важным вопросом о свойствах материи является такое взаимодействие элементарных частиц, которое приводит к появлению тех или иных форм жизни, не обязательно связанных с возникновением белкового вещества и уподоблению земной жизни. Скорее всего общим для многих форм жизни должно быть условие самоорганизации элементов на атомном, молекулярном или на каком-то ином уровне.

При этом другие уровни вовсе не отрицаются. Мы земляне знаем только те формы, которые нас окружают, но в целом пока плохо представляем, что же такое жизнь и как она проявляется в развитии материи. Мы можем встретить проявления жизни, живой организм и возможно не понять, что это как раз то, что нас интересует.  

Стандартная модель вещества

Шелдон Глэшоу, Абдус Салам и Стивен Вайнберг разделили в 1979 году Нобелевскую премию по физике за создание Стандартной модели, и придавшие ей современную форму.

Напомним, что регистрация возникающих в ускорителях частиц осуществляется по трекам на фотографиях, оставляемых разлетающимися при соударениях частицами и осколками. Эти следы (треки) подобие инверсионного следа самолета – возникают в камере с окошком, заполняемой насыщенным водяным паром. Пролетающая частица оставляет вдоль траектории движения цепочку ионов, на которых конденсируется пар, делая видимым след частицы. Такая камера – это детектор невидимых частиц. Современными являются, используемые в БАК детекторы ATLAS, Аlice, LHCb и CMS. 

 К современным ускорителям для расщепления ядер атомов относят:

• Протонный суперсинхротрон (туннель 6,9 км, 270–315GeV),

• Большой электрон-позитронный коллайдер,

• Большой адронный коллайдер (БАК) (туннель 26 км, 104 GeV, обошелся в $6 млрд),

• Релятивистский коллайдер тяжелых ионов.

Потребляя колоссальную энергию, эти ускорители разгоняют частицы, например, электрон менее чем за секунду 47 тысяч раз оборачивается по 7-километровому туннелю. Встречаясь на таких скоростях, одни частицы раскалываются на множество других, еще более мелких. Они возникают и снова исчезают за 10^-24 секунды, а самые медлительные из них существуют не более чем 10^-7 секунды. Названия частиц и их семейств (мы встречаем, например, в учебниках, справочниках и даже в газетах, кроссвордах).

Это адроны, мюоны, пионы, гипероны, мезоны, каоны, фермионы, бозоны, барионы, тахионы. Названия частицам диктуются разными мотивами и причинами, например, фермионы названы в честь Энрико Ферми, а бозоны – в честь индийского физика С.Н. Бозе, известных нам по распределениям квантовой статистики.

В 1960-х годах физик М. Гелл-Манн придумал новый класс частиц для того, чтобы показать, что все адроны (протоны, нейтроны и др., подчиняющиеся сильному ядерному взаимодействию) образованы из еще меньших, еще более элементарных частиц. Их стали называть кварками. Кварк — элементарная частица и фундаментальная составляющая материи.

С углублением понимания роли и функций кварков возникла необходимость подразделять их на виды.

Кварки малы, чтобы иметь цвет, вкус или другие физические свойства, их рассортировали в шесть категорий – верхние, нижние, странные, очарованные, прелестные (открыт 1977) и истинные (открыт 1995) кварки, Эти категории физики называют ароматами и, в свою очередь, делят по цвету – красный, зеленый и синий. Частицы лептон тау-нейтрино (открыт 2000), W- и Z-бозоны (открыты 1981). Существование этих частиц экспериментально подтверждено. Каждой частице соответствует античастица.

Например, отрицательному электрону соответствует положительно заряженный позитрон (открыт 1932) К. Андерсоном (Нобелевская премия 1936), предсказал теоретик Поль Дирак.

Можно также упомянуть теоретический гравитон. Пока что его существование не доказано, но возможно в будущем ученые смогут найти этот теоретический бозон.

Появилась Стандартная модель (завершена 2000), которая, по существу, служит чем-то вроде набора составных частей для субатомного мира. Это шесть кварков, шесть лептонов, пять известных бозонов и шестого, предсказанного – бозона Хиггса, плюс три из четырех физических взаимодействий: сильное и слабое ядерные и электромагнитное (без гравитационного).

В СМ фермионы («вещество») и бозоны(«взаимодействие») тоже элементарные частицы. Взаимодействия частиц приводят к превращение одних элементарных частиц в другие. И даже превращение вещества во взаимодействие и наоборот (гипотетическая суперсимметрия). Пример, позитрон с электроном порождают фотон, который спустя некоторое время распадается на исходную пару частиц. Этим и объясняется многообразие элементарных частиц. СМ не является теорией всего, так как не описывает тёмную материю, тёмную энергию и не включает в себя гравитацию.

Фермионы (адроны и лептоны) для описания материи, им требуется определенное пространство для размещения.

Адроны:

• барионы (нуклоны: протон (2u + d) и нейтрон (u +2d) состоят из трех кварков каждый),

• мезоны (частица + античастица);

Лептоны ()

Бозоны () для описания взаимодействия частиц-фермионов, к наличию пространства не требовательны. Взаимодействие бозонов: электромагнитное реализуется безмассовыми фотонами – свет; слабое ядерное реализуется фермионами; сильное ядерное реализуют (склеивают) глюоны.

В приведенном описании мы видим, что барионы построены из кварков. Почему же кварки не могут вылететь из протона? Для этого должны существовать какие-то силы, удерживающие кварки внутри. Теория этих сил под названием «квантовая хромодинамика» была предложена в середине 1970-х годов. Переносчиками сил в этой теории стали глюоны (от английского слова glue — «клей»). Глюоны «склеивают» кварки внутри адронов и не выпускают наружу. Но строго математически обосновать и вычислить эту силу пока не получается.

Темная материя, которая не излучает и не отражает свет, но оказывает гравитационное воздействие на обычную материю, является для науки загадкой Вселенной, которая беспокоит науку. Говорят, космос большею частью и состоит из нее, а мы не знаем, что это такое. Имеется большой дисбаланс в количестве во Вселенной вещества и антивещества, хотя при большом взрыве их должно было быть поровну. Но этого не произошло, и мы имеем дело в основном с веществом.

Во Вселенной доминирует не обычное барионное вещество, а нечто другое. До этого открытия считалось, что 99% вещества во Вселенной находится в ионизированном состоянии и представляет собой плазму. Но оказалось, что обычного вещества и плазмы во вселенной очень мало. Как же удалось обнаружить темную материю, если мы даже увидеть ее не можем?

Наблюдения за движением звезд показали, что, если бы звезды не удерживались гравитацией некоторого неизвестного нам темного вещества, они бы просто разлетелись. То есть, существует некая субстанция, которая их притягивает (удерживает друг «возле» друга). Видимое нами вещество звезды бы не удержало. В мире Силы притяжения и силы отталкивания (гравитация и антигравитация) существуют всегда вместе. За открытие ускоренного расширения Вселенной присуждена Нобелевская премия по физике 2011 Солу Перлмуттеру, Брайану Шмидту и Адаму Рису.

Сейчас учеными осуществляется активный поиск элементарных частиц\античастиц, которые могут представлять собой реальную физическую основу темного вещества. Физики теоретики пытаются их вычислить, а практики на ускорителях ставят эксперименты.

Гравитационные волны – это периодические сжатия и растяжения самого пространства. Эффект от этой «ряби» в структуре пространства – колебания размеров вещей – можно измерить, чем наука и воспользовалась на детекторе LIGO.Характерный энергетический масштаб для квантовой гравитации называется Планковской массой и выражается через постоянную Планка, скорость света и гравитационную постоянную следующим образом: 

Гравитационные волны искали с 1970-х, построили немало разных детекторов, и наконец в 2015-м сотрудники американской гравитационной обсерватории LIGO объявили, что зафиксировали волны, исходящие от пары сливающихся чёрных дыр. Авторы открытия во главе с инициатором проекта Кипом Торном в 2017 году получили Нобелевскую премию. Что же такого эпохального в этом открытии, если учёные лишь подтвердили старую теорию?

Как предварительный результат СМ объединила две главные предшествующие теории — квантовую теорию электрослабого взаимодействия и квантовую хромодинамику — во внутренне стройную теорию, которая описывает взаимодействие между всеми известными частицами в терминах квантовой теории поля (КТП).

Элементарные частицы в квантовой теории поля описываются не как микроскопические твердые шарики, не как материя, а как колебания квантовых полей. Полагают, что фундаментальными строительными блоками материи являются кварки. Их скрепляют между собой частицы, называемые глюонами. Кварки с глюонами образуют протоны и нейтроны, вещество атомных ядер.

К лептонам относят электроны и нейтрино. Кварки и лептоны вместе называют фермионами. Бозоны – частицы, порождающие и передающие взаимодействия. К ним относятся, в частности, фотоны и глюоны. Для наделения частиц массой введен бозон Хиггса, существование которого подтверждено в 2012 году. 

Предложенное описание представляет самую простую модель, объясняющую все, что происходит в мире элементарных частиц. Сами физики признают, что Стандартной модели не хватает изящества и простоты. Она слишком сложна для понимания и оказалась неполна. В ней не упоминается гравитация, не объясняет она и проблему массы. Чтобы придать частицам массу, пришлось вводить воображаемый бозон Хиггса, который как оказалось существует и распадается на Z-бозон и фотон. В возрасте 84 лет Хиггсу вручена Нобелевская премия 2013 год.

Распад происходит через промежуточную «петлю» «виртуальных» частиц, которые появляются и исчезают и не могут быть обнаружены напрямую. Именно среди этих виртуальных частиц и могут скрываться новые, не входящие в Стандартную модель. Вывод сделан как результат обработки данных прошлых лет, полученных от двух детекторов ATLAS и CMS.

Обнаружив элементарную частицу загадочного поля, которым покрыта вся Вселенная, ученые с уверенностью говорят, что это поле Хиггса существует. Бозон Хиггса – квант этого поля, теоретически предсказанная элементарная скалярная частица обнаружена (2012 г) в эксперименте на БАК. Стандартная модель доказана, и можно утверждать, что человечество постигло базовые принципы мироздания.

Удачная аналогия проявления поля Хиггса и его взаимодействия с другими частицами, которые представляются пенопластовыми шариками, следующая: шарики на гладкой твердой поверхности легкий порыв ветерка заставляет разлететься, но если шарики на поверхности воды, то для их движения потребуются большие усилия. Шарики в воде (в поле Хиггса) как бы приобрели массу и тормозятся, становятся инертными.

Внешними параметрами стандартной модели являются:  

• массы лептонов (3 параметра, нейтрино принимаются безмассовыми) и кварков (6 параметров), интерпретируемые как константы взаимодействия их полей с полем бозона Хиггса,

• два параметра поля Хиггса (его квант — бозон Хиггса), которые связаны однозначно с его вакуумным средним и массой 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.

• параметры CKM‑матрицы смешивания кварков — три угла смешивания и одна комплексная фаза, нарушающая CP‑симметрию — константы взаимодействия кварков с электрослабым полем.

Основные положения СМ:

1. Всё вещество состоит из 12 фундаментальных квантовых полей (кваркового, глюонного, поля Хиггса,  электромагнитного и др.), квантами которых являются фундаментальные частицы со спином ½ — фермионы, т.е. видимая материя,

2. Кварки участвуют в сильных, слабых и электромагнитных взаимодействиях;

3. Частицами-переносчиками взаимодействий являются бозоны: 8 глюонов  для сильного взаимодействия (группа симметрии SU(3)); 3 тяжелых калибровочных бозона (W⁺, W⁻, Z⁰) для слабого взаимодействия (группа симметрии SU(2)); один фотон для электромагнитного взаимодействия (группа симметрии U(1)). Наш мир симметричен относительно трёх типов  взаимодействий (калибровочных преобразований). 

4. слабое взаимодействие (в отличие от электромагнитного и сильного) может смешивать фермионы из разных поколений.

Поколение — часть классификации элементарных частиц, относящаяся к фундаментальным фермионам (кваркам и лептонам).

Первое поколение включает в себя: электрон, электронное нейтрино, d-кварк и u-кварк.

Второе поколение включает в себя: мюон, мюонное нейтрино, s-кварк и c-кварк.

Третье поколение включает в себя: тау-лептон, тау-нейтрино, b-кварк и t-кварк.

Пояснения к обозначениям, использованным выше. U (1) – это группа Ли вращений вокруг точки на плоскости. SU (2) – следующая по простоте группа Ли описывает слабое взаимодействие, и картинка с W± и Z-бозонами, нейтрино — доступно объясняется. Следующая группа Ли SU (3) – понятно описывает кварки и 8 типов глюонов. Суперсимметрия была предложена Ю. Гольфандом и Е. Лихтманом в 1971 году в ФИАН. 

Но суть сводится к тому (комментирует Еоl 14.8.2015), что в основе понимания квантовой теории поля и Стандартной Модели лежит симметрия. Три простейшие(sic!) непрерывные симметрии — SU (3), SU (2), U (1) — полностью составляют Стандартную модель. Задав же симметрию, теоретики могут полностью предсказать, какие частицы (кварки, лептоны), какие переносчики взаимодействия (глюоны, W± и Z бозоны, фотоны), сколько разных типов/поколений будет, как они будут взаимодействовать. А симметрии-то, повторюсь, простейшие! И таким образом, всё это выстраивается в очень красивую и последовательную теорию, которую за это так и любят теоретики.

Комбинированная чётность, CP-симметрия, CP-инвариантность —это произведение двух симметрий: C — зарядовое сопряжение, которое превращает частицу в её античастицу, и P — чётность, которая создает зеркальное изображение физической системы.

СКМ-матрица, матрица Каби́ббо — Кобая́си — Маска́вы (ККМ-матрица, матрица смешивания кварков), в Стандартной модели физики элементарных частиц — унитарная матрица, которая содержит информацию о силе слабых взаимодействий, изменяющих аромат.

Недостатки СМ.  Не объясняет доминирования материи во Вселенной. Описывает только малую долю того, что есть во Вселенной. Не ясна причина иерархии масс и констант связи, зачем нужны три поколения частиц. Стандартная модель — теория строения и взаимодействий элементарных частиц — не может описать темную материю и многие другие явления во Вселенной. Содержит слишком много параметров. Не включены гравитационные явления. Естественная масса Н ≈ 10¹⁹ ГэВ – внутреннее противоречие СМ.

Барионная асимметрия Вселенной тоже никак СМ не описывается. Барионная асимметрия — это преобладание частиц над античастицами. Частицы и античастицы аннигилируют, то есть взаимно уничтожают друг друга. В Стандартной модели барионная асимметрия Вселенной возможна только в теории, описывающей мир из трех и более поколений.

При наличии одного или двух поколений барионная асимметрия невозможна, а значит, и существование материи тоже. Во Вселенной сейчас нет антивещества: ни антипротонов, ни антинейтронов, нет антиядер, — хотя взаимодействия в Стандартной модели исключительно симметричные относительно замены частиц на античастицы».

Теория струн. Суперструны

Существует множество различных подходов к квантовой гравитации, таких как теория струн и петлевая квантовая гравитация, большинство из этих различных подходов объединяет то, что существует минимальная длина, ниже которой пространства не существует.

Многие из этих подходов предсказывают, что существует также максимальная энергия, и ни один объект во Вселенной не может иметь энергию, превышающую эту максимальную энергию. Исследовательская группа включила эффект минимальной длины и максимальной энергии в космологическую модель, после чего они получили циклическую вселенную. Но в нашем тексте мы остановимся подробнее лишь на теории струн.

Теория суперструн (1971) - это попытка объяснить все частицы и  фундаментальные силы природы в рамках одной теории путем моделирования их как колебаний крошечных суперсимметричных струн (пружинок). Это все же достаточно тяжелая для понимания вещь, понять которую можно лишь с позиций квантовой теории поля.  Известны пять теорий суперструн (типа I, типа IIA, типа IIB, HO и HE) рассматриваются как разные границы единой теории, условно называемой М-теорией.

Теперь собрав все воедино, физики пришли к концепции, которую назвали теорией суперструн. Эта теория постулирует, что все эти мелкие объекты вроде кварков и лептонов, которые принимались нами за частицы, в действительности своего рода струны – вибрирующие энергетические нити, колеблющиеся в пространстве одиннадцати измерений, включающих три измерения, которые мы знаем, плюс время и семь других измерений, нам неизвестных.

Струны эти очень малы – настолько малы, что выглядят точечными частицами.

Масса элементарной частицы определяется энергией колебаний ее струны. Один вид колебания (колебательная мода) — одна частица, другой вид — другая. Вибрации струны придают частицам их уникальные свойства – массу, заряд и прочее. Становится понятно, почему, например, массы элементарных частиц именно такие, какие есть.

Введением дополнительных измерений, теория суперструн позволяет физикам объединить квантовые и гравитационные законы в один удивительный и сравнительно аккуратный пакет. Описание структуры Вселенной и поведения суперструн в рамках этой теории воспринимается как что-то абсолютно недоступное для понимания. Колебания (вибрации) суперструн описываются в пространствах и с еще более расширенным числом измерений (до 26 измерений).

На память приходят результаты Гильберта, которые он получил при 26-ти кратном интегрировании. Или многочлен простых чисел с 26-ю переменными.

Струнная теория породила еще одну М-теорию, которая включает кроме (помимо струн) поверхности-мембраны, или просто браны, как стало модным их называть в мире физики.  Как походя пошутил кто-то из ее авторов, мембраны отличаются от струн примерно тем же, чем лапша отличается от вермишели.

Спин — собственный момент количества движений элементарных частиц в пространстве
Солитон — структурно устойчивая уединённая волна, распространяющаяся в нелинейной среде.

М-теория – теории многомерных мембран — по сути, это те же струны, но не проволочные нити, а плоские и объемные. При низких энергиях частиц М-теория описывается теорией, называемой 11-мерной супергравитацией. В этой теории есть мембрана и пять брана в качестве солитонов, но нет струн.

В геометрии и физике спиноры /spɪn/ являются элементами векторного пространства, основанного на комплексных числах, которое может быть связано с евклидовым пространством. Спинор преобразуется линейно, когда евклидово пространство подвергается небольшому (бесконечно малому) вращению, но в отличие от геометрических векторов и тензоров, спинор преобразуется в отрицательное значение, когда пространство поворачивается на 360 ° (см. рисунок). Спинору требуется поворот на 720 °, чтобы вернуться в исходное состояние.

Для биспинорного классического поля электрона, получено в 1928 г., выведенное Дираком (Нобелевская премия 1933) релятивистски инвариантное уравнение, движения применимое также для описания других точечных фермионов со спином ½. Уравнение Дирака вместе с уравнениями Максвелла позволяет объяснить взаимодействие свободных электронов с электромагнитным полем, рассеяние света на электроне (эффект Комптона), рождение фотоном электронно – позитронной пары и др

Все лептоны и кварки описываются комплексными решениями уравнения Дирака. Но у уравнения Дирака есть и действительное решение, справедливое только для нейтральных частиц. Поскольку нейтрино не имеет электрического заряда, оно может быть описано и с помощью этого решения, найденного Этторе Майораной

Согласно M-теории получается, что основа Вселенной — не только одномерные струны. Могут существовать и двухмерные аналоги струн — мембраны, и трёхмерные, и четырёхмерные… Эти конструкции были названы бранами (струна — 1-брана, мембрана — 2-брана, и так далее). М-теория оперирует двумерными и пятимерными бранами, но даже базовая теория бран на данный момент все ещё находится в разработке. Существование бран экспериментально не подтверждено — на данном этапе развития теории считается, что браны принципиально ненаблюдаемы.

Иллюстрацией, разъясняющей суть этой теории широкому кругу читателей, является цитата в доступной и популярной газете The New York Times.

«Этот экпиротический процесс берет начало в далеком неопределенном прошлом с пары плоских пустых мембран, расположенных параллельно друг другу в искривленном пятимерном пространстве… Две мембраны, которые образуют стены пятого измерения, могли внезапно появиться из небытия, как квантовая флуктуация в еще более отдаленном прошлом, а затем разойтись»

Бесспорно. И непонятно. Кстати, «экпиротический» происходит от греческого слова, означающего «большой пожар».

Заключение

Приведена Стандартная модель, описывающая материю. Установлен количественный состав и перечень элементарных частиц материи, которые объединены общей внутренне непротиворечивой теорией.

Выполнена и приведена классификация элементарных частиц.

Показано взаимодействие частиц в разных ситуациях и природных явлениях.

Приведены возможные направления дальнейшего развития теории (теория струн, М-теория)
Стандартная модель вещества
Теория суперструн (1971) 
М-теория – теории многомерных мембран