物质的基本粒子.pptVIP

第1页，共28页，星期日，2025年，2月5日物质的基本粒子我的世界是由许许多多的基本粒子构成的.大到宇宙天体,小至细胞原子.历史上人们为认识物质不断努力着.古希腊哲学家指出我们的物质世界是由许许多多”原子”组成的.(不过这里的”原子”只是一种抽象化了的概念,并非我们现在生活中所指原子)再如中国古代的哲人们认为任何物质都是由一种基本的粒子组成的.第2页，共28页，星期日，2025年，2月5日这是一些朴素的基本粒子认识观.到十九世纪人们通过化学反应中物质的分子原子数量保持不变,而认为原子是组成物质的基本粒子.直到1897年汤姆逊发现电子后,原子其实也不是组成物质最基本的粒子它也有自己的结构.再后来随着1919年质子的发现和1932年查德威克发现中子,人们才认识到原子是由中子.电子.质子所构成.第3页，共28页，星期日，2025年，2月5日尔后，1932年发现正电子，1937年汤川秀树发现u子，1947年科学家又发现K介子和介子（介子是质量介于质子和电子之间的粒子），再到后来科学家们从宇宙射线中发现了另外一些基本粒子，特别是粒子加速器的发明使基本粒子的数目大量增加。第4页，共28页，星期日，2025年，2月5日同时人们发现，许多粒子都有和它质量相同但电荷相反的粒子，这些粒子叫作反粒子（1927年狄拉克提出电子的方程即狄拉克方程它满足狭义相对论且能够解释实验中已观测到的电子自旋可取+1/2和-1/2，并预言正电子的存在并预言一切构成物质的粒子都有反粒子）。第5页，共28页，星期日，2025年，2月5日例如电子的反粒子是正电子，质子的反粒子叫反质子，它是科学家于1955年发现的。新粒子的发现使人们的视野不断开阔，目前已发现的基本粒子达数百种，并且这一数目还在不断的增加。第6页，共28页，星期日，2025年，2月5日基本粒子的分类按基本粒子之间的主要相互作用，它们大体可分为三类：强子.轻子和媒介子。强子：核子之间的核力，是一种比电磁作用强得多的相互作用，叫强相互作用。凡是参加强相互作用的粒子都叫强子，质子是最早发现的强子。强子又分重子（中子.质子.超子）和介子两类第7页，共28页，星期日，2025年，2月5日轻子：轻子都不参加强相互作用，目前只发现六种这六种粒子都有自己的反粒子。电子是最早发现的轻子。u子从它的许多性质来看它也属于轻子。1975年又发现了一种质量很大的轻子，称为t子，也叫重轻子。还有三种中微子（电子中微子u子中微子t子中微子）也属于轻子。媒介子：是传递物质间相互作用的粒子，例如光子.引力子弱力的媒介有Z和W,强力的媒介有8种颜色（这里的颜色不是我们日常生活中所说的颜色）的胶子。第8页，共28页，星期日，2025年，2月5日其中这些粒子中除了质子电子光子等少数粒子能够稳定存在，其它粒子大都是不稳定的。例如中子的寿命为9.3×100秒，再如u子的寿命为2.2×10秒，中性介子的寿命为0.83×10秒。它们在衰变的过程中也会产生一些其它粒子第9页，共28页，星期日，2025年，2月5日结合上面事例以及我们已掌握的大量事实我们可以断定宇宙中这些基本粒子间存某种联系（中子衰变产生质子负电子和中微子，而质子回释放一个正电子同时生成中子和中微子）。第10页，共28页，星期日，2025年，2月5日而且我们可以断定我们宇宙中的每一个粒子都有自己特定的功能，它们各尽所能，从而使我们的宇宙在某一方程的支配下正常运转。虽然对于这些粒中的大部分，我还不清楚它们的作用，但是每一个粒子肯定担当着一特定的角色。第11页，共28页，星期日，2025年，2月5日但我们要相信我们宇宙的能力，她绝对能确她所生产的东西既不是废品，同时又是独一无二的.第12页，共28页，星期日，2025年，2月5日思考再如上面我提到反粒子。电子和正电子碰撞时湮灭（？）（自然界三大守恒定律）。任何粒子都有它的反粒子，而我们的宇宙就是由这些基本粒子组成。或许我们的宇宙在开始时就不存在，在某一时刻（这里时刻应是不准确的，那时应不存在时空）世上有了正反粒子的出现于是有了宇宙。第13页，共28页，星期日，2025年，2月5日粒子的反粒子的存在，一定程度上是由我们的宇宙的对称性决定的。我们应感叹我们的宇宙是如此美妙，她把世上的事都安排的尽善尽美。第14页，共28页，星期日，2025年，2月5日任何一个细微之处都不放过。虽然我们的世界对称中存称不对称但正如李政道先生所说：不对称中存在于对称中才更说明我们宇宙的对称性（不对称与对称不就是一组对称吗？）。第15页，共28页，星期日，2025年，2月5日但是随着基本粒子数目的增加，同时由于20世纪60年代盖尔曼夸克理论的提出及被证明使人们