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“基本粒子”到底有多少种
基本粒子的概念也在随着物理学的发展而不断的变化着,人们的认识也在朝着揭示微观世界的更深层次不断地深入。
1 “基本粒子”的“祖孙”三代
从汤姆孙发现电子到1932年发现中子,人们认识到质子、中子、电子和光子可以称为基本粒子。当时一度认为一切都已搞清楚:质子和中子构成一切原子核;原子核和电子则构造了自然界的一切原子和分子,而光子仅仅是构成光与电磁波的最小单元。然而好景不长,对物质结构的这样一种“圆满”的解释并没能持续多久,人们很快发觉当时所发现的基本粒子不能圆满地解释核力。
第一代:
1935年著名的日本物理学家汤川秀树(1907~1981年)大胆假设,很可能还有未曾发现的新粒子。汤川秀树认为,就像电磁相互作用是通过交换光子而实现的那样,核力是通过核子间交换一种介子而实现的。他还估算出了这种粒子的质量大约是电子质量的200倍。两年之后,美国物理学家卡尔·戴维·安德孙(1905~ 年)在宇宙射线中发现了一种带电粒子,它的质量是电子的200倍左右,被命名为“m(缪)介子”。理论预言的成功使人们倍感欣慰,但进一步的考察却令人十分扫兴。因为这种m介子根本不与核子相互作用,很明显,它不可能是汤川秀树所预言的粒子。
1947年,巴西物理学家塞色,M·G·拉帝斯等人利用核乳胶在宇宙射线中又发现了一种介子——p介子。p介子的性质完全符合汤川秀树的预言,能够解释核力。实际上,“m介子”不是介子而是一种轻子,所以现在将m介子称为“m 子”。到1947年,人们认识的粒子已达14种之多。其中包括当时已发现的光子(g),正负电子(e±),正负m 子(m ±),三种p介子(p±, p0),质子(p)和中子(n)10种;另外4种就是1956年在实验室中被发现的正反电子中微子(按此在新窗口浏览) 、反质子(按此在新窗口浏览)和反中子(按此在新窗口浏览)。这14种粒子各有用武之地,其中质子、中子和电子构成一切稳定的物质;光子是电磁力的传递者,p介子传递核力,中微子在b衰变中扮演不可缺少的角色(b衰变是原子核自发地放射出电子或正电子,或者俘获原子内电子轨道上的一个电子,而发生的转变);而m子则在宇宙射线中出现。以上这些就构成了第一代粒子。
第二代:
稳定的秩序似乎并没有维持多久,“完满”的旧理论很快就被一系列新的疑问所冲破。在发现p 介子的1947年,人们利用宇宙射线在云室中拍下了两张有V字形径迹的照片,衰变产物是p±介子和质子(p)。这两种径迹不能用任何当时已发现的第一代粒子来解释,于是人们很自然的想到,这一定是两种未发现的粒子衰变所形成的。在之后的几年里,人们拍摄了十多万张宇宙射线照片,终于发现了这两种不带电的新粒子。其中一个质量为电子质量的1000倍,现在被叫做“k0介子”;另一个约为电子质量的2200倍,现在称为 l粒子(读“兰布塔”)。我们称它们为第二代粒子,这是因为它们有两个明显的特点:(1) 产生快,衰变慢;(2) 成对(协同)产生,单个衰变。这些特点用过去的理论是无法解释的,所以又称它们为“奇异粒子”。
为了对这些奇异粒子进行定量研究,光靠宇宙射线是不够的。50 年代初,一些大型加速器陆续建成,使人们有可能利用加速器所加速的粒子来轰击原子核,以研究奇异粒子。
到1964年人们又陆续发现了一批奇异粒子,使人们发现的粒子种类达到了33种。这些奇异粒子统称为“第二代粒子”。
第三代:
如果我们把已发现的30多种粒子按它们的稳定程度来分类,那么其中有的粒子是稳定的,例如质子、电子等;有的粒子却要自发地衰变成其它粒子,例如m ±、p±、π0、k0、λ0……等。它们衰变的时间一般在10-20 ~10-16秒或大于10-10秒,分别属于电磁作用衰变和弱作用衰变。到了60年代,由于加速器的能量逐步提高和高能探测器的迅速发展,在实验上也发现了衰变时间在10-24~10-23秒范围的快衰变粒子,其衰变属强作用衰变。这些粒子被称为“共振态粒子”,也称“第三代粒子”。由于它们的出现,使粒子种类猛增到上百
基本粒子表
你问的问题是实在是难~!
1
粒子从宇宙诞生之初就存在世上,是它们造就了我们,我常想那些原子,用140亿年穿越时间和空间来创造我们,好让我们能相遇,完整对方。
2
愿做你的NADH,
你的每一次呼吸,
都有我的参与。
——石森林
3
一百三十七亿年前,有了宇宙。宇宙的寿命是从爆炸那一刻开始的,没有人知道爆炸之前发生了什么。爆炸散出的物质、尘埃,构成了宇宙里的一切。恒星、行星、山河。你我。
4
“死亡仅仅是我乘上一个根号下负一,而转世也仅仅是我在千万灵魂中遇到了我的复共轭,至此我乘上你,虚数变为一,我变成所见的实体。 ”
5
我凝视你凹函数般的脸庞。微分了忧伤,积分了希望,我要和你追逐黎曼最初的梦想。感情已发散,收敛难挡,没有你的极限,柯西抓狂,我的心已成自变量,函数因你波起波荡。
6
你是费米,我是玻色,让我们携手凝聚,在超导的世界自由前行——凝聚态物理
7
你我质量都不大
可我站在你1m远时,你对我的吸引力
却远大于667乘10的负11次方
8
除了米、千米以外,有一个听起来就很漫长但很美丽的单位。叫做光年,光在一年的奔走里,越过高山、越过深海、越过漫长漫长用脚走不出来的道路。最终变成了肉眼可见的灿烂,而你我便是如此。
9
我等了4亿年,离你1亿五千万公里,46亿年里,留下我们牵手共画的几十亿个圆,我们遥远又相近,你是宇宙粒子中的幸运的存在,而我为了你闪闪发光。
10
你就像∫f(x′)dx
而我正如f(x)
我只不过是你的一个选择
而你却是我唯一的答案
11
“我努力向你靠近,你却极力将我推离。”
(原理:同种电荷相互排斥)
12
我们见到的太阳是8分钟之前的太阳,见到的月亮是13秒之前的月亮。
见到一英里以外的建筑是5微秒之前的存在,即使你在我一米之外,我见到的也是3纳米秒以前的你。我们所眼见的都是过去。
但即便如此,我们的心意能在这狭小的空间里传递,
纵使人山人海,我也希望,下一刻我首先拥抱到的只有你。
13
如果我们不幸被上帝扔到数轴两端
正负无穷,生死相断
没关系,只要求个倒数
我们就能永远相伴
14
你和我就是整个世界
愿做一条RNA
即使单链
却能拥有U
15
“如果你的心是X轴,那我就是个正弦函数,围你转动,有收有放。”
“庞加莱回归”:每一次人生都是重蹈覆辙,宇宙可能在不断轮回
庞加莱回归
一滴墨汁被滴入装满清水的杯子后,会渐渐地融入到水中,想要让墨汁恢复到原来的样子,几乎是不可能实现的事情,但是有一个理论却指出,任何一个粒子在经历漫长的时间后,都会回到无限接近于最初的位置,只能无限接近,不可能真正实现完全回归。
也就是说,从量子理论中来看,不仅仅是墨汁可以恢复,破镜也可以重圆,只不过一个粒子想要回归到最初的位置需要十分漫长的事件,甚至是万亿年千万亿年也不止,而这样一个粒子回到最初位置的过程,就被称为“庞加莱回归”。
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