第八章_粒子和其相互作用.pdf

第八章 粒子及其 相互作用 Chap.8 粒子及其相互作用 1 在夸克和轻子层次上, 粒子分类: 三代夸克： 规范矢量玻色子 P − γ, J 1 ,m 0 u c t ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ± P − ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ W J 1 , m 80.42GeV d s b 0 P − ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ Z J 1 ,m 91.19GeV 三代轻子： P − g J 1 ,m 0,coloured v v v ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ e μ τ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ − − − 和Higgs标量玻色子 e μ τ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ MH下限 ~ 100GeV / c2 Chap.8 粒子及其相互作用 2 在夸克轻子的层次上讨论粒子的相互作用 夸克带有电荷、弱荷和色荷。参加电弱和强作用 带电轻子只代电弱荷，参与电弱作用 中微子只带弱荷只参与弱作用 Chap.8 粒子及其相互作用 3 §8.1 带有电磁作用荷的粒子的相互作用― 量子电动力学(QED) 电磁相互作用 满足规范变换U(1)不变性 , 电荷守恒; 存在着一种与带电粒子相耦合的长作用力程的规范 场―电磁场,场量子为光子; pc −− m 0 ±1 光子J 1 , γ , 螺旋度 电磁相互作用产生的光子是左右螺旋度出现几率相 等的光子 Chap.8 粒子及其相互作用 4 8.1.1 电磁作用的费曼图 电磁作用是带电粒子之间通过交换光子来实现的。作用 顶点: Chap.8 粒子及其相互作用 5 时间轴选自下向上。带箭头的实线表示带电粒子，箭号与时间轴同向 的为粒子，反向的为反粒子。在作用顶点发射或者吸收光子，光子用 波纹线表示。每个顶点必须满足电荷、重子数、轻子数等相加性量子 数守恒。荷电粒子可以是带电的轻子，也可以是夸克。 Chap.8 粒子及其相互作用