粒子物理标准模型详细版.ppt

什么是轻子 轻子就是不参与强相互作用的费米子，它们参与弱相互作用与电磁作用。它们的自旋为1/2。至今实验上还没有发现轻子有任何结构，所以通常被认为自然界最基本的粒子之一。 已经发现的轻子包括电子、μ子、τ子三种带一个单位负电荷的粒子，分别以e-、μ-、τ-表示，以及它们分别对应的电子中微子、μ子中微子、τ子中微子三种不带电的中微子，分别以νe、νμ、ντ表示。加上以上六种粒子各自的反粒子，共计12种轻子。 ..... * 发现轻子 １８９７年，英国物理学家汤姆孙发现电子，因此荣获１９０６年诺贝尔物理学奖。这是人类认识的第一个基本粒子，不仅打破了道尔顿的“不可分”的原子， 而且打破了物质结构的“终极”观念，把科学研究引上了一条出人意料的道路。于是，在２０世纪前夕，科学家面临着一个完全陌生而又非常奇特的世界。　　１９５３年，美国物理学家莱因斯和柯万一起取得了开拓性的成就，发现了电子型中微子，因此获得了１９９５年诺贝尔物理学奖。　　１９６２年美国哥伦比亚大学的莱德曼等人，在布鲁克海文国家实验室里，发出了μ子和μ子型中微子，并且发现中微子有不同类型，因此获得了１９８８年诺贝尔物理学奖。　　１９７５年，美国物理学家佩尔等人的实验发现了重轻子即τ轻子　，因此获得了１９９５年诺贝尔物理学奖。 ２０００年，由美日韩希腊等国５４人组成的国际科研小组，利用美国费米实验室的加速器经过３年的合作研究，首次发现了表明τ中微子存在的直接证据。至此，粒子物理学标准模型中的１２种基本粒子经百余年的探索，终于被人类全部发现。 ..... * 什么是媒介子 如前所述，物质之间存在相互作用，而传递这种作用的粒子称为媒介子 1 强相互作用 ，媒介子为 介子 或 胶子 2 弱相互作用，媒介子为 中间玻色子 3 电磁相互作用，媒介子为 光子 4 万有引力，媒介子为 引力子 ..... * 有关引力子 目前，前三种相互作用的媒介子都已在实验上证明了或者至少找到存在的证据了。 而第四种，引力子 尚未在实验上发现。在量子色动力学的标准模型下，万有引力是靠引力子传播的，如果这种引力子存在，也就在一定程度上解释了万有引力的本源。而引力子至今未发现存在的证据。至于有没有引力子，依然是个迷。 ..... * 引力和电磁力 引力和电磁力在此不再赘述 ..... * 弱相互作用 有两种弱相互作用，一种是有轻子(电子e，中微子ν，μ子以及它们的反粒子)参与的反应，如β衰变，μ子的衰变以及π介子的衰变等；另一种是Κ介子和∧超子的衰变。这两种弱相互作用的强度相同，都比强相互作用弱1012倍，相互作用时间约为10^(-6)～10^(-8)s 。 ..... * 强相互作用 强相互作用是作用于强子之间的力，是所知四种宇宙间基本作用力最强的，也是作用距离最短的（大约在 10-15 m 范围内）。核子间的核力就是强相互作用，它抵抗了质子之间的强大的电磁力，维持了原子核的稳定。现在物理学家认为强相互作用的产生与夸克、胶子有关。 ..... * ..... * Higgs粒子 光子 g和中间玻色子(w+、w-及z0 )分别是电磁相互作用和弱相互作用的媒介子，在电弱统一理论中，这四种粒子都是电弱作用的场量子，它们都是零质量的粒子。但是由于对称性的破缺，只有一种媒介子(g光子)保持了零质量，而其他三种获得了巨大的质量。致使对称性破缺的机制，称为希格斯(higgs)机制。所以理论上确信，必定还存在一种被称为希格斯粒子的粒子。 传递引力相互作用的媒介子是引力子g，是引力场量子，它是自旋为2的零质量粒子。希格斯粒子和引力子，是理论上被预言而在实验中尚未得到存在的直接证据的两个粒子。 ..... * fd fd fd fd fd fd fd fd fd fd fd fd fd fd fd fd fd fd fd fd fd fd fd ..... * 引 言 自古以来，寻找宇宙的终极规律一直是人们的梦想。近代科学发现，宏观尺度上的宇宙和微观尺度上的基本粒子存在某些紧密地联系。 因此，微观尺度上粒子的基本模型也就成为了解释宇宙奥秘的钥匙。 ..... * 什么是标准模型 自然界有四种基本作用力，万有引力，电磁力，弱作用力跟强作用力。电磁力跟弱作用力已经被统一成为电弱理论。标准模型便是在次原子尺度下希望统合电弱作用力跟强作用力的理论。  ..... * 什么是标准模型 原子 原子核 中子 夸克 近几十年来，通过基本粒子物理学家不断的努力，人造加速器的发展，以及借着外层空间高能的宇宙射线，建立了一套学说，以解释宇宙中最基本的组成份子以及其间的交互作用力，