(1)基本粒子概述

更新于 2026年10月13日 版权声明
(1)基本粒子概述

科学对物质世界的认识起步很晚,直到20世纪初才认识原子,当时人们认为原子是物质世界的基本单元。后来英国的卢瑟福发现原子是由电子绕原子核构成。1922年,美国的康普顿用X光散射确认了光子的存在。1932年查德威克发现了中子,人们这才知道,原子结构由电子、质子、中子组成。对物质元素而言,此三者是基本。在粒子世界中,此三者与其他粒子相比,可以看作是静态、稳定的粒子。科学认识到了构成物质世界的基本粒子,可这些基本粒子又是怎么来的?为了弄清这个问题,科学又无止境地发现了许多粒子。那么到底什么粒子才是初始粒子?从八卦的角度来看,基本粒子只有一种,就是以太子。问题是以太子如何构成了其他粒子。

随着实验技术的不断发展,粒子物理学能够在高真空环境下以粒子对撞产生新粒子。1936年人们发现了质量处在电子与质子之间的μ介子;1947年发现了π介子,接着又发现了k介子及质量超过质子的∧超子、∑超子、三超子;20世纪60年代起发现了成百种寿命极短、强相互作用的粒子,称为共振态粒子。到20世纪60年代中期,人们已认识了几百种强子。强子包括重子、反重子、介子。强子由层子(即夸克)、反层子(反夸克)构成。1974年,由正负电子直线加速对撞,人们发现了J/ψ介子,1978年发现了γ介子,1975年发现了t层子。1983年,通过400Gev质子同步加速器中质子的对撞,人们发现了W+、W-、Zo粒子,其静止质量是质子的90~100倍,被称为中间玻色子。1984年t层子的存在被证实,t层子已经是第六种层子。由于质子加速器的建立,新粒子层出不穷,所以需要归类。根据作用力的不同,粒子分为强子(夸克构成)、轻子、传播子(玻色子)三大类。从大小尺度看,基本粒子比原子小。质子、中子是原子的十万分之一,轻子、电子和夸克是质子的万分之一。光子、胶子无静质量。相对于六种静态粒子来说,粒子物理学中的61种基本粒子都可以看作动态粒子。这就类似于静态八卦运行产生64种卦态。所以,对撞产生的基本粒子不可能多于64种。即使将来科学技术再发达,加速能力再提高,仍然只能产生最多64种基本粒子。

粒子物理学中的61种基本粒子按重量可分为轻子、重子,也可分为带电粒子、不带电粒子。人们通常简单地把所有粒子归为玻色子和费米子两类,前者有13种,后者有48种。传递强作用的8个胶子和光子,弱作用的W+、W-、Zo三种弱子,再加上引力子,这13种粒子属于玻色子。玻色子中包含尚未被发现的引力子,费米子中包含尚未被证实的希格斯粒子,即所谓“上帝粒子”。(https://www.daowen.com)

基本粒子的种类,也具有六种为一组的特征,类似于六行。48种费米子可看作(6+18)×2=48,即由带电的6个轻子(电子、μ子、τ子、电子中微子、μ子中微子、τ子中微子)和18个重子组成,这24种粒子又各分正反,从而成为48种粒子。

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