جهان از چه ذراتی ساخته شده؟
پاسخ کوتاه هر چیزی که تا حالا لمس کردی، از میز و آب تا بدن خودت، فقط از سه نوع ذره ساخته شده: کوارک بالا، کوارک پایین و الکترون. طبیعت از این ذره‌ها نسخه‌های سنگین‌تر هم داره، ولی اون نسخه‌ها به نسخه‌های سبک‌تر تبدیل می‌شن. نیروها هم ذره‌های خودشون رو دارن و بوزون هیگز به خیلی از این ذره‌ها جرم می‌ده. فهرست رایج فیزیک‌دان‌ها روی هم هفده ذره داره. ولی ماده‌ی معمولی فقط حدود پنج درصد از کل ماده و انرژی جهانه و این فهرست بقیه‌ی جهان رو توضیح نمی‌ده.
سه قطعه برای ساختن همه‌چیز
یه لیوان آب، یه تیکه آهن و یه برگ درخت رو بذار کنار هم. به چشم هیچ ربطی به هم ندارن. ولی اگه هر کدوم رو تیکه‌تیکه کنی و همین‌طور ریزتر بری، به قطعه‌های مشترک می‌رسی. همه‌ی ماده‌ی معمولی، یعنی تمام عنصرهای جدول تناوبی، فقط از سه نوع ذره ساخته شده: کوارک بالا، کوارک پایین و الکترون.
ساختنش مثل لگو بازی کردنه. دو تا کوارک بالا و یه کوارک پایین رو بذار کنار هم تا یه پروتون بسازی. یه کوارک بالا و دو تا کوارک پایین یه نوترون می‌سازن. پروتون‌ها و نوترون‌ها کنار هم هسته‌ی اتم رو می‌سازن و الکترون‌ها دور هسته‌ان.
حالا ببین اگه بخوای یه کوارک رو از بقیه جدا کنی چی می‌شه. این کار جواب نمی‌ده. کوارک‌ها فقط توی گروه وجود دارن و تنها پیدا نمی‌شن. هرچی از هم دورترشون کنی، نیروی بینشون بیشتر می‌شه، مثل کشی که هرچی بیشتر بکشیش سفت‌تر می‌شه.
چرا فهرست درازتر می‌شه
پس سه قطعه کافیه؟ برای ساختن ماده‌ی پایدار، بله کافیه. ولی طبیعت از این قطعه‌ها نسخه‌های سنگین‌تر هم داره. روی هم می‌شه دوازده ذره‌ی ماده که نصفشون کوارکن و نصفشون از خانواده‌ی الکترون. نسخه‌های سنگین‌تر پایدار نمی‌مونن و به نسخه‌های سبک‌تر تبدیل می‌شن. برای همین چیزهای دور و برمون فقط از سبک‌ترین نسخه‌ها ساخته شدن.
فهرست همین‌جا تموم نمی‌شه، چون نیروها هم ذره‌ی حامل دارن. برق و آهن‌ربا با ذره‌ی نور کار می‌کنن. نیروی بین کوارک‌ها یه ذره‌ی مخصوص داره که مثل چسب نگهشون می‌داره. نیروی ضعیف هم با دو ذره کار می‌کنه. یه ذره‌ی دیگه هم مونده که بهش می‌گن بوزون هیگز.
این‌ها رو که با هم بشمری، فهرست رایج فیزیک‌دان‌ها درمیاد. ولی این شمارش یه قرارداده. اگه شکل‌های مختلف هر ذره رو جدا حساب کنی، عدد خیلی بزرگ‌تر می‌شه.
جرم از کجا میاد
بوزون هیگز رو توی برخورددهنده‌ی بزرگ هادرونی پیدا کردن، دستگاهی که ذره‌ها رو به هم می‌کوبه. این ذره به کوارک‌ها، الکترون و دو ذره‌ی نیروی ضعیف جرم می‌ده. پس شاید فکر کنی معمای جرم حل شده.
حالا یه پروتون رو بذار روی ترازو. جرم خود سه کوارکش فقط حدود یک درصد جرم پروتونه. پس بقیه‌ی جرم از خود قطعه‌ها نمیاد.
جواب توی حرکته. کوارک‌ها و ذره‌های چسب توی پروتون گیر افتادن و دارن حرکت می‌کنن. این حرکت و این گیر افتادن انرژی دارن، و طبق رابطه‌ی معروف اینشتین، این انرژی به شکل جرم ظاهر می‌شه. ذره‌های چسب خودشون انگار جرمی ندارن، ولی توی این انرژی سهم دارن. یعنی بیشتر جرم پروتون از انرژی درون خودش میاد، نه از جرم قطعه‌هاش.
جایی که فهرست تموم می‌شه
هر چی تا اینجا گفتیم درباره‌ی ماده‌ی معمولی بود. این ماده فقط حدود ۵ درصد از کل ماده و انرژی جهانه. از همین کل، بیشتر از یک‌چهارم ماده‌ی تاریکه و بیشتر از دو سوم هم انرژی تاریکه.
فهرست هفده‌تایی ما ماده‌ی تاریک، انرژی تاریک و گرانش رو توضیح نمی‌ده. پس این فهرست با همه‌ی موفقیتش تصویر کامل جهان نیست. دانسته‌ها دقیقاً همین‌جا تموم می‌شن.
یه چیز دیگه هم بازه، و این یکی درباره‌ی خود کلمه‌ی «ذره»ست. ما تا اینجا ذره رو قطعه صدا کردیم، ولی توی فیزیک امروز ذره یه لرزشه توی چیزی که همه‌ی فضا رو پر کرده. با این حال خود فیزیک‌دان‌ها هنوز روی یه تعریف نهایی از ذره توافق ندارن. قدم بعدی اینه که بفهمیم اون بخش بزرگ جهان که بیرون از این فهرست مونده از چی ساخته شده.
ماده‌ی معمولی از کوارک بالا، کوارک پایین و الکترون ساخته شده و فهرست رایج، با نسخه‌های سنگین‌تر و ذره‌های نیرو و بوزون هیگز، به هفده ذره می‌رسه. این فهرست ماده‌ی تاریک، انرژی تاریک و گرانش رو توضیح نمی‌ده.
این پاسخ از کجا آمده
هر چیزی که بالا خواندی از این ۸ منبع بیرون آمده. اگر خواستی خودت سرچشمه را ببینی، لینک‌ها همین‌جاست.