Es handelt sich um das gegenwärtig am meisten benutzte Modell vom grundlegenden Aufbau der Materie.

Es besteht aus 2 Gruppen von Elementarteilchen: die Gruppe der Materie-Teilchen und der Austausch-Teilchen (Wechselwirkungs-Bosonen), unter denen das Higgs-Teilchen eine Sonderrolle spielt. Die Antiteilchen sind hinzu zu denken.

Zu den Leptonen gehören Elektron, Muon (deutsch: Myon), Tau-Teilchen und Elektron-Neutrino, Muon-Neutrino und Tau-Neutrino. Die 6 Quarks heißen Up, Charm und Top bzw. Down, Strange und Bottom. Sie werden in 3 Generationen eingeordnet, nämlich UP / DOWN und Elektron bzw. Elektron-Neutrino, CHARM / STRANGE und Muon bzw. Muon-Neutrino sowie TOP / BOTTOM und Tau bzw. Tau-Neutrino. Die bekannten Austauschteilchen sind die Eichbosonen Gluon, Photon bzw. Z-Boson und W-Bosonen (Vektorbosonen). Das zusätzliche Higgs-Boson verschafft den Eichbosonen W⁺, W^- und Z und damit auch den Leptonen und Quarks ihre Masse.

Die Namen dienen nur zur Unterscheidung. Mit dem Quark STRANGE ist z.B. eine in unserer Erfahrungswelt nicht vorkommende Eigenschaft verbunden, der man irgendeinen Namen geben musste, der nicht schon für etwas anderes "verbraucht" ist. Man entschied sich für "Strangeness" (engl. Seltsamkeit). Niemand kann sagen, was hier "seltsamer" sein soll als bei anderen Quarks.

Die Anziehung elektrisch geladener Teilchen wird durch den Austausch von Photonen beschrieben. Wie kann man sich das vorstellen?

Ein didaktisches Modell dazu vergleicht mit zwei Hunden, die sich um einen Knochen streiten. Mal hat der eine mehr Glück, mal der andere. Durch den ständigen Austausch des Knochens bleiben beide Hunde miteinander verbunden. Ähnlich bleiben Quarks in den schweren Teilchen (Nukleonen mit 3 Quarks und andere schwere Teilchen mit je 2 Quarks) durch den Austausch von Gluonen gebunden. Die Vektorbosonen W⁺, W^- und Z vermitteln analog die "schwache Wechselwirkung", die für den ß-Zerfall verantwortlich ist.

Das Standardmodell kann die meisten beobachteten Eigenschaften von Teilchen und Austauschteilchen quantitativ wiedergeben. Dagegen kann es die Gravitation mit deren bislang hypothetischen Austauschteilchen, den Gravitonen, nicht beschreiben und versagt bei extrem hohen Energien, wie sie beim Urknall eine Rolle spielten. Es sagt nichts aus über die noch hypothetische Dunkle Materie und Dunkle Energie.

Es gibt viele Versuche, das Standardmodell zu erweitern, z.B. mit der String-Theorie, der supersymmetrischen Supergravitation oder der Schleifenquantengravitation, die jedoch bisher (2019) nicht zum Erfolg führten.

Die Nukleonen Proton und Neutron sind keine Elementarteilchen. Sie bestehen jeweils aus 3 Quarks, die durch den Austausch von Gluonen aneinander gebunden sind. Sie gehören zu den "schweren" Teilchen, den so genannten "Baryonen". Sie sind Fermionen.

Aus 2 Quarks gebildete Teilchen heißen Mesonen (wie z.B. das Pion). Sie sind Bosonen. Baryonen und Mesonen bilden die zwei Gruppen von Hadronen.

[Nach heutiger Bezeichnungsvereinbarung sind Myonen keine Mesonen, da sie nicht aus Quarks aufgebaut sind. Sie sind Leptonen. Die Bezeichnung μ-Meson (My-Meson bzw. Mü-Meson) ist heute also überholt.]

Es gibt 4 fundamentale Wechselwirkungen (WW):

1. die "starke Kraft", vermittelt durch den Austausch von Gluonen,

2. die elektromagnetische WW, vermittelt durch den Austausch von Photonen,

3. die "schwache Kraft", vermittelt durch den Austausch der Bosonen W⁺, W^- und Z,

4. die Gravitationskraft, vermutlich vermittelt durch den Austausch von Gravitonen.

In den 60-er Jahren des 20. Jahrhunderts gelang es, die elektromagnetische WW mit der "schwachen Kraft" zur "elektroschwachen Wechselwirkung" vereinigen. 1979 erhielten S. Glashow, S. Weinberg und A. Salam für die Theorie dazu den Nobelpreis.

In der Grand Unified Theory (GUT; Große vereinheitlichte Theorie) wird versucht, die starke, elektromagnetische und die schwache WW zu vereinigen.

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( November 2019 )