Характеристики элементарных частиц
В стандартной модели бозон Хиггса, взаимодействуя с самим собой, испускает и поглощает частицы, энергия которых проявляется как масса. В рамках этой модели тонкая настройка необходима элементарным частицам для удержания их масс от поглощения масштабом Планка или более высокими энергиями объединения (проблема калибровочной иерархии). Этому было предложено несколько возможных объяснений (техницвет, суперсимметрия и др.), но все они пока не получили экспериментального подтверждения. Замечено также, что если бы у элементарных частиц отсутствовал спин, не было бы, в частности, электромагнитного и гравитационного взаимодействий. Отсутствие изоспина у адронов привело бы к отсутствию сложных стабильных ядер.
Для иллюстрации следствий тонкой настройки, однако, часто выбираются протон, нейтрон и электрон. Протон в 1836 раз массивнее, чем электрон, что влияет на орбиту электронов вокруг атомного ядра. Если это соотношение (β) было бы больше или меньше, это исключило бы возможность образования молекул. Было также подсчитано, что в случае существования распада протона звёзды растратят своё горючее в течение ста лет, что будет недостаточно для образования жизни. Изменение массы протона или нейтрона всего примерно на одну тысячную исходной величины привело бы к нестабильности атома водорода, наиболее распространённого элемента во Вселенной. При этом уменьшение массы нейтрона на 0,2 % приведёт к тому, что протоны в одиночном состоянии превращались бы в нейтроны, позитроны и нейтрино. Позитроны при этом аннигилировали бы с электронами, рождая жёсткое гамма-излучение и космическое пространство оказалось бы заполненным изолированными нейтронами, нейтрино, гамма-квантами и, возможно, небольшим числом стабильных лёгких ядер, что исключило бы возможность зарождения известных форм жизни. С другой стороны, увеличение массы нейтронов на доли процента привело бы к их превращениям в протоны даже внутри тех ядер, которые в нашем мире стабильны. Такие ядра разрывались бы электрическими силами, производя множество свободных протонов. Присоединяя электроны, они бы стали образовывать атомы водорода, что в итоге создало бы безжизненную водородную среду без комплексной химии. Изменение массовой доли преобразующихся в энергию атомов водорода (с 0,007 до 0,006 или 0,008 %) также приведёт к неблагоприятным для жизни последствиям. При этом стабильным должен быть также и дейтерий, поскольку в противном случае не был бы возможен обычный путь образования элементов тяжелее водорода. Дейтрон является стабильным, поскольку нейтрону, как выразился И. Новиков, «энергетически невыгодно» распасться в дейтроне на протон, электрон и антинейтрино. Исключительно малая масса электрона по сравнению с другими элементарными частицами регулируется неравенством me<∆m. Увеличение массы электрона нарушило бы это неравенство, что привело бы к катастрофическим последствиям. В то же время для существования сложных структур необходимо неравенство ∆m<εсв+mе, требующее малую разность масс нейтрона и протона. По другим подсчётам, для объекта размером с человека изменение величины заряда электрона или протона на одну миллиардную долю привело бы к разрыву объекта силой электростатического отталкивания.
