すべての自然は、ほんの一握りの構成要素である基本的な粒子から成り立っており、それらの粒子はわずかな方法で互いに影響し合っています。 1970年代、物理学者たちは、これらの粒子と相互作用を記述する一連の方程式を開発しました。
標準モデルには、いくつかのパズルのピースがありませんが（暗黒物質を構成すると考えられている粒子、重力を伝える粒子、ニュートリノの質量の説明など）、他のほとんどすべての観測された現象を極めて正確に把握することができます。
しかしながら、自然の基本的な秩序についての最良の理解を集約した枠組みであるにもかかわらず、標準モデルはまだまとまった視覚化ができていません。
最も一般的な可視化である、粒子の周期表を考えてみましょう。
このアプローチでは、粒子間の関係についての洞察は得られません。
この方法では、粒子間の関係を知ることができません。力を伝える粒子（電磁力を伝える光子、弱い力を伝えるWボゾンとZボゾン、強い力を伝えるグルーオン）は、その力が作用する物質粒子（クォーク、電子とその親族）と同じ立場に置かれます。
2013年に公開された映画『Particle Fever』では、別の表現が用いられました。
この映像では、後述する理由により、標準モデルの要であるヒッグス粒子の中心性が適切に強調されていますが、実際にはヒッグス粒子は光子やグルーオンに影響を与えていないにもかかわらず、ヒッグス粒子は光子やグルーオンの隣に配置されています。 また、円の象限は誤解を招く恐れがあります。例えば、光子は触れた粒子にしか結合しないということを暗示していますが、実際にはそうではありません。
新しいアプローチ
イリノイ州フェルミ国立加速器研究所の素粒子物理学者であるChris Quigg氏は、何十年もの間、標準モデルをどのように視覚化するかを考えてきました。より強力な視覚表現によって、人々が自然界の既知の粒子に慣れ親しみ、それらの粒子がより大きく完全な理論的枠組みにどのように適合するかを考えるきっかけになることを期待していました。 クイッグは、標準模型の基本的な秩序と構造をより明確に表現している。 自然界に存在する左巻きと右巻きの粒子が、それぞれ三角形の一般化であるシンプレックスを形成していることから、彼はこの方式を「ダブルシンプレックス」と呼んでいます。
二重シンプレックスを最初から構築してみましょう。
一番下のクォーク
物質粒子には、レプトンとクォークという2つの主要な種類があります。 (ただし、自然界に存在するあらゆる種類の物質粒子には、同じ質量を持ちながら他のすべての点で反対の性質を持つ反物質粒子も存在します。
まず、クォークについて説明します。特に、原子核の陽子と中性子を構成する2種類のクォークについて説明します。 3分の2の電荷を持つ「アップクォーク」と、3分の1の電荷を持つ「ダウンクォーク」である。
アップ・クォークとダウン・クォークは、進行方向に対して時計回りに回転しているか、反時計回りに回転しているかによって、「左巻き」と「右巻き」に分かれます。 これは、クォークが、弱い力の担い手の1つである、+1または-1の電荷を持つWボゾンと呼ばれる粒子を交換することで起こります。
不思議なことに、自然界には右巻きのWボゾンは存在しません。
不思議なことに、自然界には右巻きのWボゾンは存在しません。つまり、右巻きの上下のクォークはWボゾンを放出したり吸収したりすることができず、お互いに変身することはありません。 クォークは、赤、緑、青のいずれかの色の電荷を持つことができます。
強い力によって、色の異なるクォークは陽子や中性子などの複合粒子に結合されますが、これらの粒子は色の電荷を持たない「無色」です。
クォークは、強い力の担い手であるグルーオンと呼ばれる粒子を吸収したり放出したりすることで、色を変えます。 これらの相互作用は、三角形の側面を形成します。 グルーオンはそれ自体が色の電荷を持っているので、クォークだけでなく、グルーオン同士でも常に相互作用しています。 グルーオン同士の相互作用は、三角形の中を埋め尽くしています。