標準モデルは、美しいものです。 素粒子物理学の最も厳密な理論であり、その予測は信じられないほど精密で正確です。 自然界の17の構成要素である6つのクォーク、6つのレプトン、4つの力の担い手となる粒子、そしてヒッグス粒子を数学的に示しています。 これらは、電磁力、弱い力、強い力によって支配されています。
メキシコ国立自治大学（UNAM）の研究者であるサウル・ラモス氏は、「『我々は何者か』という問いに対して、標準モデルはその答えを持っています。 “
過去50年間、このようなシステムによって、科学者たちは素粒子物理学を1つの方程式に組み込み、私たちの周りの世界で見ることができるもののほとんどを説明することができました。
しかしながら、その大きな予測力にもかかわらず、標準モデルは5つの重要な疑問に答えることができません。これが、素粒子物理学者が自分たちの仕事がまだ終わっていないことを知っている理由です。
Why do neutrinos have mass?
標準モデルの粒子のうち3つは、異なるタイプのニュートリノです。 標準模型では、光子のように、ニュートリノは質量を持たないと予測されています。
しかしながら、科学者たちは、3つのニュートリノが動くことによって振動したり、互いに変化したりすることを発見しました。
「今ある理論を使うと、間違った答えが出てしまいます」とノースウェスタン大学のアンドレ・デ・グヴェア教授は言います。
標準モデルはニュートリノを間違っていましたが、どの程度間違っているかはまだわかりません。
標準モデルはニュートリノを間違っていましたが、どの程度間違っているかはまだわかりません。結局のところ、ニュートリノが持つ質量は非常に小さいのです。
ダークマターとは何ですか？
科学者たちは、銀河が目に見える物質の重力に基づいて、本来よりもはるかに速く回転していることに気づいたとき、何かが欠けていることに気付きました。 あまりにも速く回転しているので、本来ならば引き裂かれていてもおかしくないのです。
暗黒物質は、宇宙の27％を占めると考えられていますが、標準電波には含まれていません。
暗黒物質は宇宙の27％を占めると考えられていますが、標準モデルには含まれていません。 米国エネルギー省SLAC国立研究所の研究者で、メキシコの高高度水チェレンコフ観測所で暗黒物質の研究などを行っているアンドレア・アルバート氏は、「暗黒物質が通常の物質と何らかの相互作用をしていることがわかれば、新しいモデルが必要になりますが、それは新しいモデルと標準モデルがつながっていることを意味します。 “それは大きなゲームチェンジャーになるでしょう。”
なぜ宇宙にはこんなにも多くの物質があるのか？
大型ハドロン衝突型加速器での粒子の衝突や、他の粒子の崩壊など、物質の粒子が誕生するときには、通常、反物質の粒子も一緒に登場します。
科学者たちは、ビッグバンで宇宙が形成されたとき、物質と反物質が等しく生成されたはずだと考えている。
科学者たちは、ビッグバンで宇宙が形成されたとき、物質と反物質が等しく生成されるはずだったと考えています。しかし、何らかのメカニズムによって、物質と反物質が完全に破壊されるという通常のパターンから逃れ、私たちの周りの宇宙は物質で占められています。
標準モデルでは、この不均衡を説明できません。 標準モデルでは説明できないので、様々な実験で物質と反物質の研究を行い、何が原因でバランスが崩れたのかを調べています。
なぜ宇宙の膨張は加速しているのか
科学者が宇宙の膨張を測定できるようになる前は、ビッグバンの後、宇宙の膨張は早く始まり、時間が経つにつれて遅くなってきたと推測されていました。 そのため、宇宙の膨張が減速していないどころか、むしろ加速しているという衝撃がありました。
ハッブル宇宙望遠鏡と欧州宇宙機関の観測装置「ガイア」による最新の測定結果によると、銀河は1秒間に45マイル（約160km）の速さで私たちから遠ざかっていることがわかりました。
この速度は、暗黒エネルギーと呼ばれる説明のつかない時空の性質が、宇宙を押し広げているからだと考えられています。 ダークエネルギーは、宇宙のエネルギーの約68％を占めると考えられています。 “
Is there a particle related to the force of gravity?
標準モデルは重力を説明するために設計されたものではありません。
しかし、理論物理学者たちは、光子と呼ばれる粒子が電磁力を伝えるのと同じように、グラビトンと呼ばれる素粒子が重力を伝えるのではないかと考えています。
「LIGOによって重力波の存在が確認された後、私たちは次のように尋ねています：可能な限り小さい重力波は何か？
LIGOによって重力波の存在が確認された後、今度は「最小の重力波とは何か？ しかし、さらに根本的な謎があるという。 時空間の幾何学性の源は何なのか？ 時空間の幾何学性の源は何か？
グイホサ氏によれば、まだまだ探求すべきことはたくさんあるという。 “
「最終的に完璧な理論を手に入れたとしても、その限界を超えるために、さまざまな状況で実験を行うことになるでしょう」
「これは科学的手法の典型的な例です」とアルバートは言います。 “答えを出すたびに、さらに疑問が生まれ、何もできないのです」
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