基本粒子的定义与分类

发布时间:2018-09-26 11:39:18   来源:文档文库   
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基本粒子的定义与分类

基本粒子的定义与分类

1)基本粒子的定义及其变化

基本粒子是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。

目前在粒子物理学中,标准模型理论认为的基本粒子可以分为夸克(quark)、轻子(lepton)、规范玻色子(boson)和希格斯粒子四大类。标准模型理论之外也有理论认为可能存在质量非常大的超粒子。

传统上(20世纪前、中期)的基本粒子是指质子、中子、电子、光子和各种介子,这是当时人类所能探测的最小粒子。而现代物理学发现质子、中子、介子都是由更加基本的夸克和胶子(gluon)构成。同时人类也发现了性质和电子类似的一系列轻子,还有性质和光子、胶子类似的一系列规范玻色子。这些是现代的物理学所理解的基本粒子。

2)基本粒子的分类

费米子:基本费米子分为两类:夸克和轻子。

夸克:目前的实验显示共存在6种夸克,其中包括它们各自的反粒子。这6种夸克又可分为3“代”。它们是:

第一代:u(上夸克) d(下夸克)

第二代:s(奇异夸克) c(魅夸克)

第三代:b(底夸克) t(顶夸克)

它们的质量关系是 。另外值得指出的是,他们之所以未能被早期的科学家发现,原因是夸克决不会单独存在(顶夸克例外,但是顶夸克太重了而衰变又太快,早期的实验无法制造)。他们总是成对的构成介子,或者3个一起构成质子和中子这一类的重子。这种现象称为夸克禁闭理论。这就是为什么早期科学家误以为介子和重子是基本粒子。

轻子:共存在6种轻子与它们各自的反粒子。其中3种是电子和与它性质相似的 子和 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)、 (电中微子)

第二代: (μ子)、 (μ中微子)

第三代: (τ子) (τ中微子)

玻色子:玻色子是依随玻色-爱因斯坦统计,自旋为整数的粒子。

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。

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/2173d07f7275a417866fb84ae45c3b3567ecddc9.html

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