隨著學生們的注意力集中,老師繼續講吓去:
“20世紀30年代以來,人們在對宇宙射線的研究中陸續發現了一些新的粒子。
粒子之間存在著相互作用,有強相互作用、電磁相互作用、弱相互作用和引力相互作用,其中引力相互作用非常弱,可以忽略。透過這些相互作用,產生新粒子或發生粒子衰變等粒子轉化現象。
按照參與相互作用的性質將粒子分成以下幾類:規範粒子。即傳遞相互作用的媒介粒子,已發現的有傳遞電磁作用的光子和傳遞弱作用的、z粒子。輕子。不直接參與強作用可直接參與電磁作用和弱作用的粒子,已發現的有電子、μ子、t子和相伴的電子中微子ve、μ子中微子、t子中微子及它們的反粒子共12種。
強子,直接參與強作用,也參與電磁作用和弱作用的粒子。其中自旋為整數的強子稱為介子,自旋為半整數的強子稱為重子。強子的數目眾多,其中大部分是透過強作用衰變的粒子,其壽命極短,是不穩定的粒子,也稱為共振態。<靜質量,以能量表示)、壽命t平均壽命,指靜止系的平均壽命)、電荷q以質子的電荷為單位)、自旋j以為單位)、宇稱p、同位旋i、同位旋第3分量i3、重子數b、輕子數e、、r、奇異數s、粲數c、底數d等等。
在現有實驗的精度下,輕子的行為類似點粒子,沒有顯示出具有內部結構,而強子顯示是複合粒子,具有一定的結構。按照現代粒子物理的觀點,介子由一對正反夸克構成,重子由3個夸克構成,輕子和夸克屬於同一層次。
基本粒子是構成一切物質實體的基本成分;也指量子理論中有基本力的粒子。
嚴格地說,基本粒子是不能再分解為任何組成部分的粒子。在這一定義下,只有夸克和輕子兩種基本粒子。但是,雖然質子和中子由夸克組成,這兩類重子都不可能分解為它們的夸克成分,因為獨立的夸克是不能存在的。所以,儘管質子和中子以及其他重子由夸克組成,它們常被看成是基本粒子。
直到19世紀末,原子一直被認為是物質的基本建築砌塊。後來,英國粒子物理學先驅、劍橋卡文迪什實驗室的約瑟夫·約翰·湯姆遜(josephjohnthoson,1856—1944),發現原子產生的一種輻射能夠用原子自身分裂出來的帶電微粒流來解釋,知道這種帶電微粒就是電子。”
很快的,曙光學院的新生們透過老師的講解知道了解了更多關於這些微觀世界的東西,他們也在學會作為人類最重要的一個特質——思考。
在他們看來既然電子帶負電荷,而原子呈電中性,很明顯,原子內部必然有另外的帶正電荷的粒子,以抵消電子的負電荷。20世紀初葉,工作於曼徹斯特的紐西蘭裔物理學家歐內斯特·盧瑟福後來繼湯姆孫任卡文迪什實驗室主任證明,這一正電荷與原子的大部分質量一起,都集中在很小的中心核內。
起初人們認為,原子核是電子與荷正電的質子的混合物。到了1932年,也在卡文迪什實驗室工作的詹姆斯·查特威克(jaeschadick,1891—1937)才發現了不帶電的質量幾乎與質子一樣的中子。於是原子核被解釋成由強核相互作用,或強力,維持在一起的質子和中子的集合。
那時,這三種粒子——電子、質子和中子——似乎是構成一切物質的僅有基本粒子,但宇宙射線研究和粒子加速器中高能粒子束互相轟擊的實驗卻表明,還存在其他型別‘亞原子’粒子;不過這些‘新’粒子是不穩定的,它們將迅速‘衰變’成其他粒子簇射,以我們熟悉的電子、質子和中子告終。
重要的是應該懂得,這些新粒子根本不是存在於粒子加速器中互相轟擊的粒子(如質子)的‘內部’;它們是從注入加速器的能量中,按照阿爾伯特`愛因斯坦的公式或者,在所討論的情況下,更恰當的是創造出來的。
然而,在它們的短暫壽命期間,它們是具備質量和電荷等特徵的真正粒子。這樣的粒子,應該曾經在大爆炸的高能條件下大量出現。
物理學家不知道如何將這些粒子納入一個圓滿的物理理論,他們試圖解釋這些粒子之間基本力的作用方式。他們這樣做時,仿效光子攜有帶電粒子之間的電磁力,想借助另一類攜帶著力的粒子——介子。但介子又是用什麼東西製造的呢?
1964年物理學家蓋爾曼提出夸克模型,認為強子由更基本的成分組成,這種成分叫做夸克ark。夸克模型經過幾十年的發展,已被多數物理學家接受。
有一段時期,局面極其混亂。但1960和1970年代發展的夸克理論使局面趨於明朗。夸克理論認為,所有已知粒子可以分成兩族。一族由夸克組成,能夠‘感知’只在夸克之間起作用的強力,叫做強子。另一族叫做輕子,它們不能感知強力,但參與以所謂的弱力做媒介的相互作用或稱弱相互作用,比如,放射衰變包括β衰變過程就是弱相互作用引起的。強子既能參與強相互作用,也能感知弱力。
輕子是名副其實的基本粒子,它們不由任何別的東西構成。典範的輕子就是電子,電子與另一種叫做中微子(嚴格說應是電子中微子)的輕子相伴生。當電子參與放射衰變這類過程時,總有中微子捲入。
由於一些無人知曉的原因,這一基本影象已經複製了兩次,產生了三‘代’輕子。除電子本身外,還有比較重的叫做μ介子,它們除了比電子重207倍外,完全像是電子;還有一種甚至更重的粒子叫做t粒子,它的質量接近質子的兩倍。
這兩種重電子各有其自己的中微子,所以輕子族有六種(三對)粒子。雖然μ介子和t粒子都能在粒子加速器中用能量製造或從宇宙線產生,但它們很快衰變,轉化成電子或中微子。
喜歡星輪之逆天小道士請大家收藏:()星輪之逆天小道士書更新速度全網最快。