چند ذره در طبیعت وجود دارد؟ فیزیکدانان ذرات مدتهاست با این سؤال سروکله میزنند. ۱۲ ذره در مدل استاندارد برای طبیع کافی ست؟یا ذرات دیگری هم با جرم بالاتر وجود دارند که در آزمایشهای تجربی دیده شدهاند؟ این سؤالها را پژوهشگران KIT، CERN و دانشگاه هامبولت در آلمان پاسخ دادهاند. این ذرات بنیادی فرمیون نامیده میشوند که مؤلفههای بنیادی عالم هستند. هرنوع مادهای که بر روی زمین و یا با تلسکوپ در آسمان میبینیم، از همین گونه مواد تشکیل شدهاند. اولریش نیرسته، استاد فیزیک نظری کالسروهه (KIT) میگوید:«ولی برای مدتها مشخص نبود که همهی این مؤلفهها را میشناسیم.»
مدل استاندارد ذرات ۱۲ ذره فرمیونی را معرفی میکند که ویژگیهای مشابهی دارند. براساس همین ویژگیها، به سه نسل تقسیم میشوند که بخشی از ۴ نسل ذرات هستند. فقط نسل اول ذرات بیرون از شتابدهندهها به مقدار قابل رویتی وجود دارند و میبینیم. بین اینها الکترون و، نوترینو، کوارکهای بالا و پایین هستند. دوتای آخری ذرات سنگینتر را تشکیل میدهند مثل نوترون و پروتون.
اوتو اِبِرهارت و مارتین وایباخ میگویند:«ولی چرا در طبیعت دو نسل سوم و چهارم هم وجود دارند؟ نیازی به آنها بوده؟ آیا نسلهای بیشتری از ذرات وجود دارند؟ حداقل یک پاسخ را تاکنون میدانیم: دقیقاً سه نسل از فرمیونها در مدل استاندارد فیزیک ذرات وجود دارند!»
نیرسته خاطر نشان میکند:«ولی نکته جالب این است که اگر هیگز کشف شود، بازهم یک سؤال باقی میماند! چرا ماده بیش از پادماده در عالم وجود دارد؟»
Otto Eberhardt, Geoffrey Herbert, Heiko Lacker, Alexander Lenz, Andreas Menzel, Ulrich Nierste, Martin Wiebusch.Impact of a Higgs Boson at a Mass of 126 GeV on the Standard Model with Three and Four Fermion Generations. Physical Review Letters, 2012; 109 (24) DOI:10.1103/PhysRevLett.109.241802