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第二十八节 基本粒子理论
作者:陈少毅 来源:本站原创 点击:206次 评论:0

作者简介:陈少毅,汉族。1962年5月4日出生,大学本科学历,中教高级职称,高级中学教师,现已退休。


一、基本粒子理论介绍

1.基本粒子

基本粒子是一种术语,指人们认知的构成物质的最小或/及最基本的单位。即:在不改变物质属性的前提下的最小体积物质。它是组成各种各样物体的基础,且并不会因为小而断定它不是某种物质。但在夸克理论提出后,人们认识到基本粒子也有复杂的结构,故一般不提"基本粒子"这一说法。

根据作用力的不同,粒子分为强子轻子传播子三大类。

2.种类

62种基本粒子:

(一)、轻子 (12种){轻子主要参与弱作用,带电轻子也参与电磁作用,不参与强作用。}

01.电子,02、正电子(电子的反粒子),03、μ子,04、反μ子,05、τ子,06、反τ子

07.电子中微子,08、反电子中微子,09、μ子中微子,10、反μ子中微子

11.τ子中微子12、反τ子中微子

(二)、夸克 (36种)Quark,层子、亏子 (6味×3色×正反粒子=36种)

13.红上夸克,14、反红上夸克,15、绿上夸克,16、反绿上夸克17、蓝上夸克

18.反蓝上夸克,19、红下夸克,20、反红下夸克,21、绿下夸克,22、反绿下夸克

23.蓝下夸克,24、反蓝下夸克,25、红粲夸克,26、反红粲夸克,27、绿粲夸克

28.反绿粲夸克,29、蓝粲夸克,30、反蓝粲夸克,31、红奇夸克,32、反红奇夸克

33.绿奇夸克,34、反绿奇夸克,35、蓝奇夸克,36、反蓝奇夸克,37、红顶夸克

38.反红顶夸克,39、绿顶夸克,40、反绿顶夸克,41、蓝顶夸克,42、反蓝顶夸克

43.红底夸克,44、反红底夸克,45、绿底夸克,46、反绿底夸克,47、蓝底夸克

48.反蓝底夸克

(三)、规范玻色子(规范传播子) (14种)

49.引力型-中性胶子(Ⅰ型开弦) 上夸克-上夸克

50.引力型-中性胶子(Ⅰ型开弦) 反上夸克-反上夸克

51.磁力型-中性胶子(Ⅰ型闭弦) (反)下夸克-(反)下夸克

52、磁力型-中性胶子(Ⅰ型闭弦) 夸克-反夸克

53.阳电力型胶子 上夸克-下夸克            

54.阴电力型胶子 上夸克-下夸克

55、阳电力型胶子 反上夸克-反下夸克        

56.阴电力型胶子 反上夸克-反下夸克

57.光子(光量子)      

58.引力子(还是一个假设)    

59.W+玻色子

60.W-玻色子          61、Z玻色子            62、希格斯玻色子HiggsBoson

3.基本粒子理论

基本粒子的结构、相互作用和运动转化规律的理论,它的理论体系就是量子场论。按照量子场论的观点,每一类型的粒子都由相应的量子场描述,粒子之间的相互作用就是这些量子场之间的耦合,而这种相互作用是由规范场量子传递的。

20世纪30年代以来,基本粒子理论在实验的基础上有了很大进展。在粒子结构方面,人们已经通过对称性的研究深入到了一个层次,肯定了强子是由层子和反层子组成的,对真空特别是对真空自发破缺也有了新的认识。在相互作用方面,发展了可描述电磁相互作用的量子电动力学,发展了能统一描述弱相互作用和电磁相互作用的弱电统一理论,可用于描述强相互作用的量子色动力学。它们无一例外都是量子规范场理论,并且都在很大程度上与实验一致,从而使人们对各种相互作用的规律性有了更深一层的了解。

基本粒子理论在本质上是一个发展中的理论,它在许多方面还不能令人满意。其中有两个具有哲学意义的理论问题尚待澄清,即:层次结构问题(见物质结构层次)和相互作用统一问题(见相互作用的统一理论)。在物质结构的原子层次上,可以把原子中的电子和原子核分割开来;在原子核层次上,也可以把组成原子核的质子和中子从原子核中分割出来。可是进入到"基本粒子"层次后,情况有了变化。这种变化在于强子虽然是由带"色"的层子和反层子组成的,但却不能把层子或反层子从强子中分割出来。这种现象被称为"色"禁闭。于是,在"基本粒子"层次,物质可分的概念增添了新的内容。可分并不等于可分割,强子以层子和反层子作为组分,但却不能从强子中分割出层子和反层子。"色"禁闭现象的原因至今还未能从理论上找到明确答案。80年代已知的层子、反层子已达36种,轻子、反轻子已达12种,再加上作为力的传递者的规范场粒子以及 Higgs粒子,总数已很多,这就使人们去设想这些粒子的结构。物理学家们对此已经给出许多理论模型,但各模型之间差别很大,还很难由实验验证和判断究竟哪个模型正确。

二、疑点:

1.概念

基本粒子从概念上看是组成物质最基本的粒子,从属性上说最基本粒子应该是质量最小,体积最小,能量最小,不可再分,结构简单,稳定存在。可是基本粒子模型中发现的基本粒子大多数都是瞬间存在,自己都不能稳定存在如何能构成万物?

2.夸克原子结构理论

该理论认为质子和中子是由上下夸克构成的,上下夸克到现在也没有找到,其它夸克找到了,但是存在时间很短,并不能组成质子和中子,为什么有用的夸克找不到,没有用的夸克找到了?找不到就说是夸克禁闭了,那么没有用的4种夸克找到了,它们为什么就不禁闭了。

3.稳定性

62种基本粒子中绝大多数是不能稳定存在的,要是构成万物的基本粒子第一个属性就应该是能够稳定存在。

4.种类数量

原子核是由质子和中子构成,那么62种基本粒子不可能是构成质子和中子的粒子,种类数量太多,既然不是构成原子的粒子,为什么还叫基本粒子。

5.基本粒子

为什么基本粒子不基本,为什么基本粒子不能稳定存在?

更新:2020/10/25 6:41:54 编辑:fengyefy
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