第8章　粒子物理.ppt

五、激光冷却与原子搏陷 * §8　粒子物理 　　粒子物理是研究物质最基本结构的学科 1897年汤姆孙发现电子 1919年卢瑟福发现质子 §8.1 粒子分类和相互作用 一.相互作用 二．粒子分类 1、反粒子 三．粒子的观测 ?光子转化为正负电子对 正负电子对湮没-两个相反方向的 ?光子 安德森观察到了正电子的径迹 通常称电子为粒子，正电子为反粒子，正电子是人类第一次在实验上发现的“反粒子”，而正、反粒子的成对存在是自然界的普通现象。从1955年起陆续发现了反质子、反中子、反中微子、反介子、反超子等。 2.中微子 3.?子和?介子的发现 中性粒子，其静止质量几乎为0 ?子 这种粒子与核子的相互作用很弱 的发现( ) 四.守恒量 一、三代轻子： §8.2 轻子与弱相互作用 中微子与反中微子不是同种粒子： ??和?e不是同种粒子。 二、宇称不守恒： １.?-?之谜(两个重介子) 矛盾-上式如宇称守恒则?和?具有不同的宇称-不同粒子 而它们有相同的质量和寿命及各种其他性质 2.宇称不守恒—弱相互作用过程中宇称不守恒 1956年李政道和杨振宁提出并建议如下实验来进行验证 ?衰变是宇称守恒,则沿自旋方向相同和相反方向发射的 ?粒子数目都是一样. 3、吴健雄等的实验 向与钴核自旋相反方向飞出的电子比与钴核自旋相同方向飞出的电子多40% 宇称在弱相互作用中不守恒 三．中间玻色子与弱电统一 §8.2 强子与强相互作用 二、夸克模型 夸克的特点—夸克是自旋为1/2的费米子,重子数为1/3.每个夸克都有相应的反夸克,电荷是e/3的整数倍 重子都是由三种夸克组成,反重子都是由三种反夸克组成 介子都是由一种夸克和一种反夸克组成 三、胶子 其是强相互作用的媒介了 四、渐近自由理论 　　夸克间的距离越近，强作用力越弱。当夸克间彼此非常接近时，强作用力是如此之弱，以至它们的行为完全就像自由粒子。物理学家们将这种现象称为“渐近自由”，反过来也是正确的，即当夸克间的距离越大时，强作用力就越强。 当代物理学前沿的两大世界难题 看不见夸克 对称性破缺 五、夸克层次的粒子分类 １.规范玻色子-13种 2.费米子-48种 　 被激光囚禁的铷原子云。表面温度越低，被囚禁的铷原子云的尺寸越小，更多的铷原子云处在同一的量子态。