Гравитон, базон Хиггса, фермион Майорана

Стандартная модель считается сегодня основной моделью описания микромира. В рамках модели классифицируются почти все известные в мире элементарные частицы и фундаментальные взаимодействия, кроме гравитационного, а именно: сильное, слабое и электромагнитное.

Гравитационное поле возникает из совокупности частиц, которые представляют массу в невесомости, балансируя среди масс других полей и их отношений плотности.

Например, как воздух и вода:

1. Молекула воды  H2O весит 18у.е. 
2. Молекула воздуха O2 весит 32у.е. 
3. Гравитация действует одинаково на все вещества.
4. Линейные размеры молекул воды и воздуха практически одинаковы — 0,3 нм (в том смысле что это не полимеры плотность которых может как то коррелировать с размерами их молекул)
5. Куб воды весит 1000кг, тогда как куб воздуха 20гр, т.е. в 50000 раз меньше. 

При повышении температуры и испарении водяные пары легче воздуха.

Температура кипения жидкого воздуха составляет -194,35 градусов C (78,80 К; -317,83 градусов F)

Для воды эта точка составляет 100 °C. Однако вспомните, что во время дождя лужи испаряются после прояснения неба, особенно когда выходит солнце. При испарении фаза воды также переходит из жидкой в парообразную, и это происходит при температурах, далеко не равных 100 °C.

В космосе всё относительно и гравитон проявляется в результате температурного изменения плотности (конвекция)

В Стандартную модель входят:
- фермионы, которые называют «строительными кирпичиками Вселенной» — к ним относятся - кварки и лептоны;
- бозоны — частицы-переносчики взаимодействия;
- бозон Хиггса 

Формально масса кварка составляет около 1/100 массы протона или 1.67Е-26 г. 

Именно с помощью бозонов происходит взаимодействие между фермионами. Например, при сильном взаимодействии кварки обмениваются друг с другом особым бозоном — глюоном.

Бозоны — это частицы, которые переносят взаимодействие между другими частицами, таким образом, любое притяжение или отталкивание между частицами происходит за счёт того, что они обмениваются бозонами.

Бозон Хиггса — это неделимая частица, которая отвечает за механизм появления масс у некоторых других элементарных частиц.

Частица, движущаяся сквозь хиггсовское поле, приобретает массу таким же образом, как знаменитость, появившись на вечеринке, собирает вокруг себя своих почитателей, то есть «обрастает» массой. При этом толпа будет перемещаться по комнате вслед за знаменитостью.

Ученые полагают, что до Большого взрыва — события, которого привело к созданию всего, все частицы не имели массы. В момент Большого взрыва и через 10–12 секунд после него частицы вступили во взаимодействие с полем Хиггса, что придало им массу. Если бы этого не случилось, они просто бы разлетелись по космическому пространству, так и не соединившись в атомы и молекулы и в конечном итоге никогда бы не образовали все то, что существует сейчас.

ЦЕРН на своей официальной странице в 2022 году подвел итоги изучения бозона Хиггса. Физики сделали огромный шаг вперед в понимании Вселенной: например, они получили данные, что поле Хиггса было установлено во всей Вселенной через десятую долю миллиардной доли секунды после Большого взрыва.

С начала работы БАК в 2010 году было открыто более 60 составных частиц, предсказанных Стандартной моделью: некоторые из них — экзотические «тетракварки» и «пентакварки».

Сам бозон Хиггса может указывать на явления, которые, возможно, ответственны за темную материю во Вселенной.

В 1937 году талантливый физик Этторе Майорана, анализируя уравнение Дирака для движущегося электрона, вычислил, что он может существовать не только как частица или античастица, но и сочетать оба этих состояния одновременно.

"Фермион Майораны — по сути, половинка обычной частицы. Они возникают только парами. Если в каком-то месте появился один, то где-то поблизости, а может быть, бесконечно далеко, находится второй. Если сделать что-то с одним, это повлияет и на его пару".

В 2014 году группа Али Яздани из Принстонского университета (США) придумала конструкцию для наблюдения за "ангельскими" частицами. Они уложили цепочку атомов железа поверх слоя сверхпроводника из олова и создали такие условия, что электроны образовали пары со своими античастицами (в данном случае, дырками), а на концах цепочки остались частицы без пары — майорановские фермионы.

Если одна квазичастица рождается внутри вихря в центре сверхпроводящего островка, то вторая неизбежно появляется где-то на краю.

"Какое-то время эти две половинки фермиона живут независимой жизнью. Рано или поздно они, конечно, встретятся и аннигилируют. Но их отдельное существование достаточно продолжительно, чтобы успеть пронаблюдать.