构成物质的最小组织的基本粒子
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/23 00:22:41
构成物质的最小组织的基本粒子
构成物质的最小组织的基本粒子
构成物质的最小组织的基本粒子
基本粒子指人们认知的构成物质的最小最基本的单位.但是因为物理学的不断发展,人类对物质构成的认知逐渐深入,因此基本粒子的定义随时间也是有所变化的.目前物理学认为的基本粒子可以分为夸克、轻子、规范玻色子和希格斯粒子四大类.此外也有理论认为可能存在质量非常大的超粒子.
夸克
目前的实验显示共存在6种夸克(quark),和他们各自的反粒子.这6种夸克又可分为3“代”.他们是
第一代：u（上夸克） d（下夸克）
第二代：s（奇异夸克） c（粲夸克）
第三代：b（底夸克） t（顶夸克）
轻子
共存在6种轻子（lepton)和他们各自的反粒子.其中3种是电子和与它性质相似的μ子和τ子.而这三种各有一个相伴的中微子.他们也可以分为三代：
第一代：e（电子） νe（电子中微子）
第二代：μ（μ子） νμ（μ子中微子）
第三代：τ（τ子） ντ（τ子中微子）
规范玻色子
这是一类在粒子之间起媒介作用、传递相互作用的粒子.之所以它们称为“规范玻色子”,是因为它们与基本粒子的理论杨-米尔斯规范场理论有很密切的关系.自然界一共存在四种相互作用,因此也可以把规范玻色子分成四类.
引力相互作用：引力子（graviton）
电磁相互作用：光子（photon）
弱相互作用（使原子衰变的相互作用）：W 及 Z 玻色子,共有3种：W + ,W − ,Z0
强相互作用（夸克之间的相互作用）：胶子（gluon）
希格斯粒子
希格斯粒子(Higgs)是粒子物理标准模型中唯一还没有在加速器上产生出来的粒子.粒子物理学家们认为希格斯粒子与其他粒子的相互作用使其他粒子具有质量.相互作用越强质量就越大.希格斯粒子本身质量极大,目前的加速器能量还无法达到,而理论的计算也比较困难.物理学家们普遍希望能够在2008年将要开始运行的LHC加速器上产生出希格斯粒子.
标准模型预言存在2种希格斯粒子：H + 和H0,但是也有很多科学家提出其他的可能性.
超粒子
除了以上这些实验已经证明的基本粒子之外,理论粒子物理学家为了解释某些现有理论无法解释的实验现象,而猜想我们的宇宙中可能存在有质量非常巨大的超粒子.它们质量非常的大（相对一般粒子如质子而言）,因此现有的加速器还无法制造他们.但是因为量子波动的存在,因此它们可能在非常短的时间间隔内和非常小的概率下与我们可见的粒子发生相互作用,因此它们可以间接的探测到.目前每种粒子都被认为存在对应的超粒子.并且被用来解释某些物理现象.例如夸克quark的超粒子squark用来解释正反粒子数目的不对称,以及中微子neutrino的超粒子neutrilino用来解释为什么中微子的质量如此之小（但不是0）,等等.
另外,还有最新的弦理论.
弦理论是理论物理学上的一门学说.弦理论用一段段“能量弦线”作最基本单位以模拟世界上所有物质结构,大至星际银河,小至电子,质子,夸克一类的基本粒子都由这一维的“能量线”所组成.中文文献上,一般写作“弦”或“弦”.
较早时期所建立的粒子学说则是认为所有物质是由零维的“点”状粒子所组成,也是目前广为接受的物理模型,也很成功的解释和预测相当多的物理现象和问题,但是此理论所根据的“粒子模型”却遇到一些无法解释的问题.比较起来,“弦理论”的基础是“波动模型”,因此能够避开前一种理论所遇到的问题.更深的弦理论学说不只是描述“弦”状物体,还包含了点状、薄膜状物体,更高维度的空间,甚至平行宇宙.值得注意的是,弦理论目前尚未能做出可以实验验证的准确预测.