Elektroslaba sila
<s>Elektroslaba teorija je teorija ustanovljena pri pokušajima formulacije konzistentne teorije slabih međudjelovanja (slaba nuklearna sila), po uzoru na kvantnu elektrodinamiku.</s><s>Konstrukciju takve teorije započeli su u 1960-ima S. L. Glashow, A. Salam i S. Weinberg, temeljeći je na četirima prijenosnicima sile (baždarni bozoni) od kojih su dva nabijena, a dva neutralna.</s><s>Eksperimentalna potvrda dodatne, neutralne slabe struje, koju ta konstrukcija predviđa, donijela je tim autorima Nobelovu nagradu za fiziku 1979.</s><s>Za samu matematičku formulaciju te teorije, koja omogućuje i njezinu iscrpnu provjeru pokusima, 1999. dodijeljena je još jedna Nobelova nagrada za fiziku G. ’t Hooftu i M. Veltmanu.</s>

<s>Standardna teorija čestica i sila 
Standardna teorija čestica i sila je kvantnomehanički teorijski opis potvrđen pokusima standardnoga modela čestica kojim su opisane elementarne čestice i njihova elektroslaba i jaka međudjelovanja.</s><s>S teorijske strane opis se temelji na svojstvu renormalizabilnosti (uklonjivosti beskonačnosti koje se pojavljuju pri izračunu kvantnih petlji), a s pokusima na slaganju izmjerenih vrijednosti s onima koje daju teorijska predviđanja na razini kvantnih petlji.</s><s>U 1960-ima je kvantna elektrodinamika bila jedina poznata značajna baždarna teorija.</s><s>Daljnji razvoj postignut je dokazom da su i baždarne teorije sa samointerakcijom (poznate kao Yang-Millsove teorije) renormalizabilne te da renormalizabilnost vrijedi i ako je baždarna simetrija spontano slomljena.</s><s>Elektroslaba teorija objedinjuje elektromagnetske i jake procese na sličan način kao što Maxwellovo elektromagnetsko ujedinjenje povezuje električne i magnetske pojave.</s><s>Uz elektroslabi dio, standardna teorija uključuje i opis jake sile s pomoću baždarne simetrije, takozvane SU(3) boje.</s><s>Ukupno su sile standardne teorije opisane s 12 baždarnih bozona.</s>

<s>Elektroslabi dio i dio jake sile dvije su odvojene sastavnice standardne teorije.</s><s>Zajedničko im je da se oslanjaju na relativističku teoriju polja i na dodatni princip Yang-Millsove lokalne simetrije.</s><s>Riječ je o jednom od presudnih koraka poopćavanjem već poznatih globalnih (prostorno-vremensko neovisnih) internih simetrija na lokalne, zahtjevom da se u svakoj prostorno-vremenskoj točki može učiniti neovisna rotacija u određenom unutrašnjem prostoru.</s><s>Najprije se početkom 1970-ih spoznalo da su elektromagnetska i slaba međudjelovanja opisana SU(2)×U(1) Yang-Millsovom teorijom, a potom da se i temeljno jako međudjelovanje kvarkova i gluona može svesti na SU(3) Yang-Millsovu teoriju boje.</s><s>Utvrđena renormalizabilnost omogućuje precizne proračune koji su izloženi provjerama pokusa.</s><s>Posebna je epizoda bilo svođenje jake sile na teoriju polja.</s><s>Ona je zaokružena dodjeljivanjem Nobelove nagrade 2004.</s><s>D. J. Grossu, H. D. Politzeru i F. A. Wilczeku za otkriće asimptotske slobode u teoriji jakoga međudjelovanja.</s><s>Pošto je postalo jasno da je jaka sila vezana za svijet kvarkova zatočenih unutar dimenzija čestica koje oni izgrađuju, jakost te sile mora rasti pri svakom pokušaju razdvajanja kvarkova.</s><s>Pokusna potvrda asimptotske slobode stavila je kvantnu kromodinamiku uz bok elektroslabe teorije i time ustanovila ukupnu teoriju baždarnoga područja, koja se temelji na umnošku grupa U(1)×SU(2)×SU(3), s malim brojem parametara (3 kontinuirane promjenljive jakosti vezanja) može se kvantitativno (brojčano) opisati golem broj rezultata mjerenja.</s><s>Ustanovljavanje asimptotske slobode za Yang-Millsove komponente SU(2) i SU(3) u umnošku "1×2×3" otvara mogućnost susreta jakosti takozvanih abelovskog i neabelovskih naboja i potiče proučavanje teorija velikog ujedinjenja.</s><s>Takvo stvarno ujedinjenje naboja pokazuje mogućnost veze fizikalne stvarnosti i ideala matematičke elegancije.</s><s>Na tom tragu izrasla su i poopćena supersimetrična ujedinjenja, gdje i čestice različitoga spina ulaze u isti multiplet.</s>

<s>Slaba nuklearna sila</s>

<s>Slabu nuklearnu silu je najteže objasniti od svih temeljnih sila zbog toga što se ona najmanje uklapa u definiciju sile.</s><s>Jaku nuklearnu silu moguće je zamisliti kao privlačnu silu između kvarkova, ali pojmovi "privlačna" i "odbojna" zapravo ne odgovaraju pri opisu slabe nuklearne sile.</s><s>Razlog tomu je što slaba nuklearna sila zapravo mijenja subatomske čestice iz jedne vrste u drugu, unutar iste generacije ili između generacija.</s><s>Stoga je slaba nuklearna sila razlog grupiranja kvarkova i leptona u generacije.</s><s>Dakle, nju osjećaju i kvarkovi i leptoni, a ne samo jedna vrsta čestica.</s><s>Jaka nuklearna sila je jedina od temeljnih sila čije djelovanje osjeća samo jedna vrsta čestica.</s>

<s>Ako se dva leptona nađu u dometu slabe sile, tada je za njih moguće da prijeđu iz jedne vrste u drugu vrstu leptona, ali samo unutar iste generacije.</s><s>Na primjer, elektron se može promijeniti u elektronski neutrino i obrnuto, ali elektron ne može prijeći u mionski neutrino ili u mion.</s><s>Dakle, slaba sila može djelovati na leptone samo unutar iste generacije, ali ne i između generacija.</s>

<s>Kada su u pitanju kvarkovi, stvari su malo složenije.</s><s>Slaba nuklearna sila može promijeniti jedan kvark u drugi, unutar iste generacije, ali i između generacija kvarkova.</s><s>Na primjer, djelovanjem slabe nuklearne sile gornji kvark (u) se može promijeniti u donji kvark (d), isto tako ali rjeđe može se promijeniti u strani (s) ili u dubinski kvark (b).</s>

<s>Temeljna međudjelovanja</s>

<s>Fundamentalne interakcije, osnovne sile ili temeljno međudjelovanje je međudjelovanje elementarnih čestica: gravitacijsko, elektromagnetsko, jako i slabo.</s><s>Sva poznata međudjelovanja posljedica su tih 4 temeljnih međudjelovanja.</s><s>Temeljna međudjelovanja međusobno se razlikuju po česticama na koje djeluju, jakosti, dosegu i česticama koje ih prenose.</s><s>Jako međudjelovanje djeluje na kvarkove i gluone, slabo međudjelovanje na kvarkove i leptone, elektromagnetsko međudjelovanje na sve čestice nabijene električnim nabojem, a gravitacijsko međudjelovanje na sve čestice koje imaju masu.</s><s>Gravitacijsko međudjelovanje između elementarnih čestica je iznimno slabo, slabo međudjelovanje je malo jače, elektromagnetsko još jače i jako je međudjelovanje najjače.</s><s>Doseg elektromagnetskog i gravitacijskog međudjelovanja je beskonačan, a doseg jakog i slabog međudjelovanja je kratak, približno poput promjera atomske jezgre.</s><s>Jako međudjelovanje prenose gluoni, elektromagnetsko fotoni, slabo W± i Z0 bozoni a gravitacijsko gravitoni (koji nisu pokusima potvrđeni).</s>

<s>(1) približne veličine.</s><s>Točne vrijednosti ovise o česticama i energiji.</s>

<s>Međudjelovanja elementarnih čestica danas su opisana standardnim modelom čestica, odnosno standardnom teorijom čestica i sila.</s><s>Utemeljena su na umnošku grupa U(1)×SU(2)×SU(3).</s><s>Svakoj od grupa u tom umnošku svojstven je određeni naboj, koji je izvor pridruženoga baždarnoga bozona, prijenosnika danoga temeljnoga međudjelovanja.</s><s>Temeljna međudjelovanja prenosi dvanaest baždarnih bozona: foton, elektromagnetsko međudjelovanje, dva masivna W-bozona i neutralni Z-bozon slabo međudjelovanje, i osam gluona jako međudjelovanje kao što to opisuje kvantna kromodinamika (međudjelovanja kvarkova i gluona koji posjeduju jaki naboj nazvan bojom).</s><s>Jedan od glavnih ciljeva fizike elementarnih čestica je ujedinjenje temeljnih međudjelovanja.</s><s>Do sada su u elektroslaboj teoriji ujedinjeni slabo i elektromagnetsko međudjelovanje u elektroslabo međudjelovanje.</s>

<s>Elementarne čestice</s>

<s>Elementarna čestica ili temeljna čestica spada u podgrupu subatomskih čestica i odlikuje se najvećim stupnjem elementarnosti (temeljnosti).</s><s>Temeljnost novootkrivenih subatomskih čestica ovisi o tom imaju li strukturu, mogu li se sastaviti od već postojećih čestica ili se mogu svesti na već poznate čestice.</s><s>Prema standardnom modelu čestica smatra se da 12 temeljnih čestica izgrađuje svu tvar u svemiru: leptoni (elektron, mion, tauon i njima pripadajući neutrini) i kvarkovi.</s><s>Prijenosnici međudjelovanja između čestica tvari su bozoni: fotoni, gluoni, W-bozoni, Z-bozoni i Higgsovi bozoni.</s>

<s>Kvarkovi i leptoni raspoređeni u parove koji čine tri naraštaja (generacije ili obitelji): 
 elektron (e) i njegov neutrino νe te gornji (u) i donji (d) kvark; 
 mion (μ) i njegov neutrino νμ te čarobni ili šarmantni (c) kvark i strani ili čudni (s) kvark; 
 tauon (τ) i njegov neutrino ντ te dubinski (b) kvark ili kvark ljepote i vršni (t) kvark ili kvark istine.</s>

<s>Sva je tvar građena od lakih temeljnih čestica prvoga naraštaja, dok se teži kvarkovi pronalaze u sudarima u ubrzivačima čestica ili kozmičkom zračenju.</s><s>Te čestice nose naboje koji su izvori temeljnih sila (fundamentalne interakcije) i u tom je glavno značenje njihove temeljnosti.</s><s>Danas su te sile opisane standardnom teorijom čestica i sila.</s>

<s>Elektromagnetizam</s>

<s>Elektromagnetizam je grana klasične fizike koja istražuje uzroke i uzajamnu povezanost električnih i magnetskih pojava, objašnjava svjetlosne pojave i zakone optike, te sve ostale vrste elektromagnetskih valova.</s><s>Razvoj elektromagnetizma započeo je početkom 19. stoljeća pokusima H. C. Ørsteda i M. Faradaya, proširio se teorijskim radovima J. C. Maxwella, koji je sve zakonitosti elektromagnetizma sažeo u četiri jednadžbe (Maxwellove jednadžbe), pokusima i teorijskim radovima H. A. Lorentza i H. R. Hertza, a vrhunac je dosegnuo u specijalnoj teoriji relativnosti A. Einsteina.</s>

<s>Izvori</s>

<s>Fizika elementarnih čestica
Nuklearna fizika</s>

