基本粒子的理论

1. 基本粒子的理论

 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。 在弱电统一理论获得成功之后，人们又探求强作用和弱作用、电磁作用三者之间的统一，提出了各种大统一模型理论。这种理论预言质子也会衰变，其寿命约为1032±2年。但还没有得到实验上的证实。在探索力的统一理论时不能不考虑引力。但引力和弱作用力、电磁作用力、强作用力有重要差别，因为它直接与空间、时间的测度有联系，它的传递者──引力子的自旋不同于其他三种作用力的传递者，它的耦合常数有量纲～(质量)-2 ，从而会出现无穷多种发散，不能重整化。如果再考虑到A.爱因斯坦所提出的引力方程的非线性性质，就更增加了引力理论量子化、重整化的困难。初步的探讨认为，引力场也是一种规范场，这就意味着引力和其他三种基本力在逻辑上最终会统一起来。但从问题的深度上可以看到，有一些关键性的因素人们还没有掌握。

2. 粒子物理理论现在都在做些什么？

我目前是在做LHCb的实验，简单地介绍一下实验方向。首先高能物理已经是一个非常复杂的学科，它的实验早就不是小球和滑块了。就拿LHC来说，它包括加速器和四个探测器组，后面有人做软件和物理分析。我想，做加速器和探测器部分的人应该不会总是在写代码吧（笑）。我们主要是做物理分析的。应该说，物理分析的入门门槛很低，但是真的只是入门门槛。如果只是做一些截面分支比测量之类的工作，自然不需要太多的知识。可是如果真的想要独当一面，我虽然没有和其他的学科进行过比较，但是我想应该比大部分所谓难入门的学科水都要深得多吧。说一下这些水：先是理论和唯象：我做完冷核物质效应的分析，然而仍然不知道理论在说什么。师兄之前在STAR做一个v2的测量（记不清了大概是），他说他本来觉得学完量子场规范场和流体总应该知道自己在做什么了吧，然而并没有。至少把理论和实验的结果拿出来对比要去找哪些是合适的理论吧。然后是我们自己的物理分析：物理分析总的来说就是计数，把粒子数数对了，这个实验也就完成了。但是这里面问题仍然很多。这其实和许多物理实验分支一样，要做非常复杂的误差处理。就拿我自己的分析来说，组内有人声称我们的其中一个系统误差没有考虑。我自己认为这个已经考虑进去了，但是我自己又不敢来辩，因为数据分析学得不好心里没底。而且波是会干涉的，态是会振荡的，没学过相关的东西自己能做？只会写代码自然是不行的，只会写代码怎么能在本底中看见一个pentaquark的峰。

3. 基本粒子有哪些

4. 量子力学中的基本粒子都有哪些？

量子力学中的基本粒子就是构成物质的最基本的单元。根据作用力的不同,粒子分为强子、轻子和传播子三大类。
1、强子就是是所有参与强力作用的粒子的总称。它们由夸克组成，已发现的夸克有五种,它们是：上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克和底夸克.理论预言还有第六种夸克存在,已命名为顶夸克,但目前尚未发现。现有粒子中绝大部分是强子,质子、中子、π介子等都属于强子.轻子就是只参与弱力、电磁力和引力作用,而不参与强相互作用的粒子的总称；
2、轻子共有六种,包括电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子.电子、μ子和τ子是带电的,所有的中微子都不带电；τ子是1975年发现的重要粒子,不参与强作用,属于轻子,但是它的质量很重,是电子的3600倍,质子的1.8倍,因此又叫重轻子；
3、传播子也属于基本粒子.传递强作用的胶子共有8种,1979年在三喷注现象中被间接发现,它们可以组成胶子球,但至今尚未被直接观测到.传递弱作用的W+,W-和Z0.中间玻色子是1983年发现的,非常重,是质子的80一90倍。

5. 基本粒子有哪些

基本粒子，物理学术语，指人们认知的构成物质的最小或/及最基本的单位，是组成各种各样物体的基础。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，基本粒子分为夸克、轻子和传播子三大类。在量子场论的理论框架下，这些基本粒子作为点粒子来处理。
基本粒子同样是一门交叉语言哲学的学科。有着多学科的科学应用。科学家利用粒子加速器加速一些粒子，有时候用粒子相撞的方法，来研究基本粒子的性质和组成。
中文名
基本粒子
外文名
elementary particle
定义
不变物质属性前提最小体积物质
本质
组成各种各样物体的基础
研究方式
用粒子加速器加速一些粒子
快速
导航
粒子种类
 
理论
 
粒子发现表
 
发展历程
特征
大小
基本粒子是组成各种各样物体的基础，基本粒子要比原子、分子小得多，现有最高倍的电子显微镜也不能观察到。质子、中子的大小，只有原子的十万分之一。而轻子和夸克的尺寸更小，还不到质子、中子的万分之一。
质量
粒子的质量是粒子的另外一个主要特征量。按照粒子物理的规范理论，所有规范粒子的质量为零。而规范不变性以某种方式被破坏了，使夸克、轻子、中间玻色子获得质量。现有的粒子质量范围很大。光子、胶子是无质量的，电子质量很小，π介子质量为电子质量的280倍；质子、中子都很重，接近电子质量的2000倍。
已知最重的粒子是顶夸克。己发现的六种夸克，从下夸克到顶夸克，质量从轻到重。中微子的质量非常小，己测得的电子中微子的质量为电子质量的七万分之一。
寿命
粒子的寿命是粒子的第三个主要特征量。电子、质子、中微子是稳定的，称为 "长寿命"粒子；而其他绝大多数的粒子是不稳定的，即可以衰变。一个自由的中子会衰变成一个质子、一个电子和一个中微子； 一个π介子衰变成一个μ子和一个中微子。粒子的寿命以强度衰减到一半的时间来定义。质子是最稳定的粒子，实验已测得的质子寿命大于10的33次方年。
对称性
粒子与粒子之间具有对称性。有一种粒子，必存在一种反粒子。1932年科学家发现了一个与电子质量相同但带一个正电荷的粒子，称为正电子；后来又发现了一个带负电、质量与质子完全相同的粒子，称为反质子；随后各种反夸克和反轻子也相继被发现。一对正、反粒子相碰可以湮灭，变成携带能量的光子，即粒子质量转变为能量；反之，两个高能粒子碰撞时有可能产生一对新的正、反粒子，即能量也可以转变成具有质量的粒子。
自旋
粒子还有另一种属性—自旋。自旋为半整数的粒子称为费米子，为整数的称为玻色子。
首先对基本粒子提出自转与相应角动量概念的是1925年由 Ralph Kronig 、George Uhlenbeck 与 Samuel Goudsmit 三人所为。然而尔后在量子力学中，透过理论以及实验验证发现基本粒子可视为是不可分割的点粒子，是故物体自转无法直接套用到自旋角动量上来，因此仅能将自旋视为一种内在性质，为粒子与生俱来带有的一种角动量，并且其量值是量子化的，无法被改变（但自旋角动量的指向可以透过操作来改变）。
守恒
物质是不断运动和变化的，在变化中也有些东西不变，即守恒。粒子的产生和衰变过程就要遵循能量守恒定律。此外还有其他的守恒定律，例如质量守恒、动量守恒、角动量守恒，以及微观现象中不连续的宇称守恒、电荷守恒，还有重子数守恒、轻子数守恒、奇异数守恒、同位旋守恒等。
双重属性
微观世界的粒子具有双重属性粒子性和波动性。描述粒子的粒子性和波动性的双重属性，以及粒子的产生和消灭过程的基本理论是量子场论。量子场论
族
电荷
质量（MeV）
平均寿命（s）
共有的衰变产物
反粒子
轻子
μ
-e
106
2.2*10^-6
evμv-e
μ+
展开全部
和规范理论十分成功地描述了粒子及其相互作用。
分族特性
注：表中粒子的质量是按能量单位1MeV（兆电子伏）给出的。如果与日常单位比较1MeV相当于以1kW功率工作1.6*10^-16s.

相互作用标准模型（英文）

相互作用标准模型
结构
基本粒子的秘密
1932年，狄拉克关于正电子存在的预言被证实，1936年安德森因此获得诺贝尔物理学奖。1955年塞格雷和钱伯林利用高能加速器发现了反质子，他们因此获1959年物理奖。第二年又有人发现了反质子。
保罗·狄拉克
1959年王淦昌等人发现了反西格玛负超子。这些都为反物质的存在提供了证据。莱因斯等利用大型反应堆，经过3年的努力，终于在1956年直接探测到铀裂变过程中所产生的反中微子。他因此获 1995年物理学奖。到1968年，人们才探测到了来自太阳的中微子。
1947年鲍威尔利用自己发明的照相乳胶技术在宇宙线中找到了1934年汤川秀树提出的介子场理论中预言的介子。汤川秀树获1949年物理奖，鲍威尔获 1950年物理奖。
到50年代末，基本粒子的数目已达30种。这些粒子绝大多数是从宇宙射线中发现的。自1951年费米首次发现共振态粒子以来，至80年代已发现的共振态粒子达300多种。
所有的基本粒子都是共振态，共振态的发现其实已经揭开了基本粒子的秘密，即所有的基本粒子都是共振态．共振态分二类，一类是不稳定的，如强子类；另一类是稳定的，如电子．中子等．它门不容易发生自发衰变．不存在绝对稳定的基本粒子，如电子在一定的条件下也会堙灭（与正电子相遇时）。产生基本粒子的外因是物质波的交汇，交汇处形成波包．内因是交汇处发生了共振，客观表现为共振态－－即基本粒子的产生．
夸克模型
基本粒子如此之多，难道它们真的都是最基本、不可分的吗？近40年来大量实验实事表明至少强子是有内部结构的。1964年盖尔曼提出了夸克模型，认为介子是由夸克和反夸克所组成，重子是由三个夸克组成。他因此获1969年物理奖。1990年弗里德曼、肯德尔和泰勒因在粒子物理学夸克模型发展中的先驱性工作而获物理奖。1965年，费曼、施温格、朝永振一郎因在量子电动力学重整化和计算方法的贡献，对基本粒子物理学产生深远影响而获物理奖。温伯格和萨拉姆等以夸克模型为基础，完成了描述电磁相互作用和弱相互作用的弱电统一理论。他们因此而获1979年物理奖。统一场论的发展正向着把强相互作用统一起来的大统一理论和把引力统一进来的超统一理论前进。并且这种有关小宇宙的理论与大宇宙研究的结合，正在推进着宇宙学的进展。
夸克模型

6. 基本粒子有哪些？，粒子呢？

原子不属于基本粒子。 基本粒子是指那些不能再分的粒子，当然是在不改变属性的情况下。 基本粒子分为费米子（自旋为二分之一）和玻色子（自旋为整数），费米子比较孤立，不喜欢群聚，但是玻色子就是那种爱热闹的粒子。 
费米子又分为夸克和轻子，各种夸克都是基本粒子。 各种正反电子，和中微子属于轻子之一。 
玻色子有 光子，胶子（原子核里传达强力的一种虚拟粒子），各种玻色子（传达弱力的粒子）。

7. 粒子有哪些

：①规范粒子。即传递相互作用的媒介粒子，已发现的有传递电磁作用的光子和传递弱作用的W?、W?、Z?粒子。②轻子。不直接参与强作用可直接参与电磁作用和弱作用的粒子，已发现的有电子、μ子、τ子和相伴的电子中微子ve、μ子中微子、τ子中微子及它们的反粒子共12种。③强子。直接参与强作用，也参与电磁作用和弱作用的粒子。其中自旋为整数的强子称为介子，自旋为半整数的强子称为重子。强子的数目众多，其中大部分是通过强作用衰变的粒子，其寿命极短，是不稳定的粒子，也称为共振态

8. 基本粒子有来哪些

挺多的 但现在科学家也不能确定是否粒子还能分得更小 目前的分类是 强子 轻子 传播子
强子
  强子就是是所有参与强力作用的粒子的总称。它们由夸克组成，已发现的夸克有六种，它们是：顶夸克、上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克和底夸克。其中理论预言顶夸克的存在，2007年1月30日发现于美国费米实验室。现有粒子中绝大部分是强子，质子、中子、π介子等都属于强子。(另外还发现反物质,有著名的反夸克,现已被发现且正在研究其利用方法,由此我们推测，甚至可能存在反地球,反宇宙)
轻子
  轻子就是只参与弱力、电磁力和引力作用，而不参与强相互作用的粒子的总称。轻子共有六种，包括电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子。电子、μ子和τ子是带电的，所  基本粒子
有的中微子都不带电，且所有的中微子都存在反粒子；τ子是1975年发现的重要粒子，不参与强作用，属于轻子，但是它的质量很重，是电子的3600倍，质子的1.8倍，因此又叫重轻子。
传播子
  传播子也属于基本粒子。传递强作用的胶子共有8种，1979年在三喷注现象中被间接发现，它们可以组成胶子球，由于色禁闭现象，至今无法直接观测到。光子传递电磁相互作用，而传递弱作用的W+，W-和Z0，胶子则传递强相互作用。重矢量玻色子是1983年发现的，非常重，是质子的80一90倍