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粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型,標(biāo)準(zhǔn)模型62種基本粒子

  • 物理
  • 2025-04-06

粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型?粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型方程介紹如下:F = Gm1m2/r2。粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型(Standard Model of Particle Physics)是一種用來(lái)描述微觀粒子物理學(xué)的理論框架。它由三個(gè)基本 的互相作用(弱相互作用、強(qiáng)相互作用和電磁相互作用)和四種基本 粒子(輕子、輕質(zhì)子、輕中子和輕引力粒子)組成。那么,粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型?一起來(lái)了解一下吧。

粒子物理科普

之前速說(shuō)量子中提到過(guò)在目前標(biāo)準(zhǔn)粒子模型中物質(zhì)的最基本單元是夸克然后加上各種玻色子共同構(gòu)成了我們常見的物質(zhì)以及它們相互之間的作用力但是這中間唯獨(dú)不包含引力

蛛網(wǎng)模型的三種情況

粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型

作為現(xiàn)代物理學(xué)的最高成就,粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型無(wú)疑取得了巨大的成功。在當(dāng)今世界各種粒子加速器中,粒子之間的碰撞行為都在標(biāo)準(zhǔn)模型的預(yù)測(cè)之中。粒子加速器越強(qiáng)大,實(shí)驗(yàn)值和理論值越接近。

那么,什么是粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型?這套理論是如何創(chuàng)立的?它有多強(qiáng)大?

在自然界中,無(wú)論力的作用是怎樣的,從根本上都可以歸咎為四種基本力:主宰天體的引力、主宰帶電粒子的電磁力、主宰原子核的強(qiáng)核力和弱核力。

這四大基本力都有各自的理論進(jìn)行描述,例如,引力由廣義相對(duì)論來(lái)描述,電磁力由麥克斯韋電磁場(chǎng)方程組來(lái)描述。但包括愛因斯坦在內(nèi)的物理學(xué)家認(rèn)為,四大基本力在本質(zhì)上是統(tǒng)一的,可以由同一個(gè)理論來(lái)描述。但縱然是愛因斯坦,他終其一生也沒(méi)能完成大統(tǒng)一理論。

愛因斯坦想要統(tǒng)一引力和電磁力,始終沒(méi)有成功。后來(lái)的物理學(xué)家從其他角度入手,大統(tǒng)一理論開始有了起色。

楊振寧建立了楊米爾斯理論,這為后來(lái)的電磁力和弱核力統(tǒng)一奠定基礎(chǔ)。電弱統(tǒng)一之后,強(qiáng)核力通過(guò)量子場(chǎng)論被統(tǒng)一起來(lái)。最終,物理學(xué)家得到了統(tǒng)一電磁力、弱核力和強(qiáng)核力的粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型。正因?yàn)槿绱耍瑮钫駥幵谑飞献顐ゴ蟮奈锢韺W(xué)家中可以排到前20名,他對(duì)現(xiàn)代物理學(xué)的貢獻(xiàn)無(wú)疑是巨大的。

一個(gè)好的理論不僅能夠準(zhǔn)確描述已有的現(xiàn)象,而且還能預(yù)言未知的東西。

量子標(biāo)準(zhǔn)模型

標(biāo)準(zhǔn)模型中62種基本粒子:(嚴(yán)格說(shuō)未包括引力子共61種)

規(guī)范粒子13種:

傳遞強(qiáng)相互作用的媒介——膠子8種

傳遞弱相互作用的媒介——中間玻色子W+W-Z0

傳遞電磁作用的媒介——光子

傳遞萬(wàn)有引力的假想粒子——引力子

特殊粒子1種:

為了實(shí)現(xiàn)電弱相互作用在低于250Gev的能量范圍內(nèi)分解為電磁相互作用和弱相互作用的特殊粒子——希格斯 粒子。

夸克36種:

六味:上夸克,下夸克;粲夸克,奇異夸克;底夸克,頂夸克

三色:紅 綠 藍(lán)

夸克有六味,每味三色,再加上各自對(duì)應(yīng)的反粒子,總共36種不同狀態(tài)的夸克。

輕子12種:

電子e μ子 τ子 以及各自的中微子共六種,它們的反粒子六種

合計(jì):13+1+36+12=62種

標(biāo)準(zhǔn)模型62種基本粒子

粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型里,基本粒子一共有62個(gè),

目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)存在61種,尚差1種重(引)粒子未發(fā)現(xiàn)

粒子物理學(xué)中,基本粒子(英語(yǔ):elementary particle)是組成物質(zhì)最基本的單位。目前在標(biāo)準(zhǔn)模型理論的架構(gòu)下,已知的基本粒子可以分為費(fèi)米子(包含夸克和輕子)以及玻色子(包含規(guī)范玻色子和希格斯粒子,也稱傳播子)。由兩個(gè)或更多基本粒子所組成的則稱作復(fù)合粒子(如中子、質(zhì)子、和介子)。

我們?nèi)粘I钪械奈镔|(zhì)由原子所組成。過(guò)去原子被認(rèn)為是基本粒子,原子這個(gè)詞來(lái)自古希臘語(yǔ)中“不可切分的”。之后,原子核被發(fā)現(xiàn)是由質(zhì)子和中子所構(gòu)成。20世紀(jì)前、中期的基本粒子是指質(zhì)子、中子、電子、光子和各種介子,這是當(dāng)時(shí)人類所能探測(cè)的最小粒子。隨著實(shí)驗(yàn)和量子場(chǎng)論的進(jìn)展,發(fā)現(xiàn)質(zhì)子、中子、介子是由更基本的夸克和膠子所組成。同時(shí)人類也陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了性質(zhì)和電子類似的一系列輕子,還有性質(zhì)和光子、膠子類似的一系列規(guī)范玻色子。這些都是現(xiàn)代的物理學(xué)所理解的基本粒子。

基本粒子(次原子粒子),分類如下:

費(fèi)米子

基本費(fèi)米子分為 2 類:夸克和輕子。

夸克

目前的實(shí)驗(yàn)顯示共存在6種夸克,和他們各自的反粒子。這6種夸克又可分為3“代”。他們是

第一代:u(上夸克) d(下夸克)

第二代:s(奇異夸克) c(粲夸克)

第三代:b(底夸克) t(頂夸克)

它們的質(zhì)量關(guān)系(見上圖)。

量子和粒子的區(qū)別

粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型是關(guān)于已知物質(zhì)的微觀最基本單元:輕子和夸克,最基本相互作用:三種規(guī)范相互作用:強(qiáng)相互作用、電磁相互作用和弱相互作用,產(chǎn)生粒子質(zhì)量機(jī)制,黑格斯機(jī)制及其量子,輕子、夸克、希格斯粒子和規(guī)范相互作用的量子相互作用和轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)理論。

以上就是粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的全部?jī)?nèi)容,粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型是描述已知物質(zhì)微觀最基本單元的理論框架。它涵蓋了輕子和夸克這兩種基本粒子,以及它們之間通過(guò)三種規(guī)范相互作用:強(qiáng)相互作用、電磁相互作用和弱相互作用,進(jìn)行相互作用和轉(zhuǎn)化的機(jī)制。這些規(guī)范相互作用是宇宙中最基本、最強(qiáng)大的力,它們決定了粒子的行為及其質(zhì)量。內(nèi)容來(lái)源于互聯(lián)網(wǎng),信息真?zhèn)涡枳孕斜鎰e。如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除。

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