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粒子物理標準模型,標準模型62種基本粒子

  • 物理
  • 2025-04-06

粒子物理標準模型?粒子物理標準模型方程介紹如下:F = Gm1m2/r2。粒子物理學標準模型(Standard Model of Particle Physics)是一種用來描述微觀粒子物理學的理論框架。它由三個基本 的互相作用(弱相互作用、強相互作用和電磁相互作用)和四種基本 粒子(輕子、輕質子、輕中子和輕引力粒子)組成。那么,粒子物理標準模型?一起來了解一下吧。

粒子物理科普

之前速說量子中提到過在目前標準粒子模型中物質的最基本單元是夸克然后加上各種玻色子共同構成了我們常見的物質以及它們相互之間的作用力但是這中間唯獨不包含引力

蛛網模型的三種情況

粒子物理標準模型

作為現代物理學的最高成就,粒子物理標準模型無疑取得了巨大的成功。在當今世界各種粒子加速器中,粒子之間的碰撞行為都在標準模型的預測之中。粒子加速器越強大,實驗值和理論值越接近。

那么,什么是粒子物理標準模型?這套理論是如何創立的?它有多強大?

在自然界中,無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、主宰原子核的強核力和弱核力。

這四大基本力都有各自的理論進行描述,例如,引力由廣義相對論來描述,電磁力由麥克斯韋電磁場方程組來描述。但包括愛因斯坦在內的物理學家認為,四大基本力在本質上是統一的,可以由同一個理論來描述。但縱然是愛因斯坦,他終其一生也沒能完成大統一理論。

愛因斯坦想要統一引力和電磁力,始終沒有成功。后來的物理學家從其他角度入手,大統一理論開始有了起色。

楊振寧建立了楊米爾斯理論,這為后來的電磁力和弱核力統一奠定基礎。電弱統一之后,強核力通過量子場論被統一起來。最終,物理學家得到了統一電磁力、弱核力和強核力的粒子物理標準模型。正因為如此,楊振寧在史上最偉大的物理學家中可以排到前20名,他對現代物理學的貢獻無疑是巨大的。

一個好的理論不僅能夠準確描述已有的現象,而且還能預言未知的東西。

量子標準模型

標準模型中62種基本粒子:(嚴格說未包括引力子共61種)

規范粒子13種:

傳遞強相互作用的媒介——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

傳遞萬有引力的假想粒子——引力子

特殊粒子1種:

為了實現電弱相互作用在低于250Gev的能量范圍內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

夸克有六味,每味三色,再加上各自對應的反粒子,總共36種不同狀態的夸克。

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:13+1+36+12=62種

標準模型62種基本粒子

粒子物理標準模型里,基本粒子一共有62個,

目前已經發現存在61種,尚差1種重(引)粒子未發現

粒子物理學中,基本粒子(英語:elementary particle)是組成物質最基本的單位。目前在標準模型理論的架構下,已知的基本粒子可以分為費米子(包含夸克和輕子)以及玻色子(包含規范玻色子和希格斯粒子,也稱傳播子)。由兩個或更多基本粒子所組成的則稱作復合粒子(如中子、質子、和介子)。

我們日常生活中的物質由原子所組成。過去原子被認為是基本粒子,原子這個詞來自古希臘語中“不可切分的”。之后,原子核被發現是由質子和中子所構成。20世紀前、中期的基本粒子是指質子、中子、電子、光子和各種介子,這是當時人類所能探測的最小粒子。隨著實驗和量子場論的進展,發現質子、中子、介子是由更基本的夸克和膠子所組成。同時人類也陸續發現了性質和電子類似的一系列輕子,還有性質和光子、膠子類似的一系列規范玻色子。這些都是現代的物理學所理解的基本粒子。

基本粒子(次原子粒子),分類如下:

費米子

基本費米子分為 2 類:夸克和輕子。

夸克

目前的實驗顯示共存在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)

它們的質量關系(見上圖)。

量子和粒子的區別

粒子物理標準模型是關于已知物質的微觀最基本單元:輕子和夸克,最基本相互作用:三種規范相互作用:強相互作用、電磁相互作用和弱相互作用,產生粒子質量機制,黑格斯機制及其量子,輕子、夸克、希格斯粒子和規范相互作用的量子相互作用和轉化的基礎理論。

以上就是粒子物理標準模型的全部內容,粒子物理標準模型是描述已知物質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,以及它們之間通過三種規范相互作用:強相互作用、電磁相互作用和弱相互作用,進行相互作用和轉化的機制。這些規范相互作用是宇宙中最基本、最強大的力,它們決定了粒子的行為及其質量。內容來源于互聯網,信息真偽需自行辨別。如有侵權請聯系刪除。

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