構成物質的最小組織的基本粒子,構成物質的粒子和構成物質基本粒子的區別

2022-12-10 03:16:28 字數 4871 閱讀 7209

1樓:光體能量人

比夸克還小的粒子也有,只不過存在的時間很短!

2樓:匿名使用者

目前理論能證實的是六種夸克和三色膠子

最小的基本粒子是什麼

3樓:叫我大麗水手

最小的基本粒子是夸克。

夸克介紹:夸克一詞是蓋爾曼取自詹姆斯·喬埃斯的**《芬尼根徹夜祭》的詞句「為馬克檢閱者王,三聲夸克(three quarks for muster mark)」。夸克在該書中具有多種含義,其中之一是一種海鳥的叫聲。

他認為,這適合他最初認為「基本粒子不基本、基本電荷非整數」的奇特想法,同時他也指出這只是一個笑話,這是對矯飾的科學語言的反抗。另外,也可能是出於他對鳥類的喜愛。

簡介:一個質子和一個反質子在高能下碰撞,產生了一對幾乎自由的夸克。2023年,美國物理學家默裡·蓋爾曼和g.

茨威格各自獨立提出了中子、質子這一類強子是由更基本的單元——quark組成的。它們具有分數電荷,是基本電量的2/3或-1/3倍,自旋為1/2。夸克是比中子和質子更小的微粒。

遵循「漸近自由」原理。

定義:所有的中子都是由三個夸克組成的,反中子則是由三個相應的反夸克組成的,比如質子,中子。質子由兩個上夸克和一個下夸克組成,中子是由兩個下夸克和一個上夸克組成。

性質:(一)電荷

夸克夸克的電荷值為分數——基本電荷的−1⁄3倍或+2⁄3倍,隨味而定。上、粲及頂夸克(這三種叫「上型夸克」)的電荷為+2⁄3,而下、奇及底夸克(這三種叫「下型夸克」)的則為−1⁄3。反夸克與其所對應的夸克電荷相反;上型反夸克的電荷為−2⁄3,而下型反夸克的電荷則為+1⁄3。

由於強子的電荷,為組成它的夸克的電荷總和,所以所有強子的電荷均為整數:三個夸克的組合(重子)、三個反夸克(反重子),或一個夸克配一個反夸克(介子),加起來電荷值都是整數。例如,組成原子核的強子,中子和質子,其電荷分別為0及+1;中子由兩個下夸克和一個上夸克組成,而質子則由兩個上夸克和一個下夸克組成。

(二)自旋

自旋是基本粒子的一種內在特性,它的方向是一項重要的自由度。在視像化時,有時它會被視為一沿著自己中軸轉動的物體(所以名叫「自旋」),但是由於科學家們認為基本粒子應是點粒子,所以上述這個看法有點兒誤導。自旋可以用向量來代表,其長度可用約化普朗克常數ħ來量度。

量度夸克時,在任何軸上量度自旋的向量分量,結果皆為+ħ/2或−ħ/2;因此夸克是一種自旋1⁄2粒子。沿某一軸(慣例上為z軸)上的旋轉分量,一般用上箭頭↑來代表+1⁄2,下箭頭↓來代表−1⁄2,然後在後加上味的符號。例如,一自旋為+1⁄2的上夸克可被寫成u↑。

4樓:張嘉年

粒子物理學中,基本粒子(英語:elementary particle)是組成物質最基本的單位。目前在標準模型理論的架構下,已知的基本粒子可以分為費米子(包含夸克和輕子)以及玻色子(包含規範玻色子和希格斯粒子,也稱傳播子)。

由兩個或更多基本粒子所組成的則稱作複合粒子(如中子、質子、和介子)。

我們日常生活中的物質由原子所組成。過去原子被認為是基本粒子,原子這個詞來自古希臘語中「不可切分的」。之後,原子核被發現是由質子和中子所構成。

20世紀前、中期的基本粒子是指質子、中子、電子、光子和各種介子,這是當時人類所能探測的最小粒子。隨著實驗和量子場論的進展,發現質子、中子、介子是由更基本的夸克和膠子所組成。同時人類也陸續發現了性質和電子類似的一系列輕子,還有性質和光子、膠子類似的一系列規範玻色子。

這些都是現代的物理學所理解的基本粒子。

基本粒子(次原子粒子),分類如下:

費米子基本費米子分為 2 類:夸克和輕子。

夸克目前的實驗顯示共存在6種夸克,和他們各自的反粒子。這6種夸克又可分為3「代」。他們是

第一代:u(上夸克) d(下夸克)

第二代:s(奇異夸克) c(粲夸克)

第三代:b(底夸克) t(頂夸克)

它們的質量關係(見上圖)。另外值得指出的是,他們之所以未能被早期的科學家發現,原因是夸克決不會單獨存在(頂夸克例外,但是頂夸克太重了而衰變又太快,早期的實驗無法制造)。他們總是成對地構成介子(見下圖),或者3個一起構成質子和中子這一類的重子(見下圖)。

這種現象稱為夸克禁閉理論。這就是為什麼早期科學家誤以為介子和重子是基本粒子。

輕子共存在6種輕子和他們各自的反粒子。其中3種是電子和與它性質相似的重電子。而這三種各有一個相伴的中微子。他們也可以分為三代:

第一代:(電子) (電中微子)

第二代:(μ子)(μ中微子)

第三代:(濤子) (τ中微子)

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玻色子玻色子是依隨玻色-愛因斯坦統計,自旋為整數的粒子。

規範玻色子

這是一類在粒子之間起媒介作用、傳遞相互作用的粒子。之所以它們稱為「規範玻色子」,是因為它們與基本粒子的理論楊-米爾斯規範場理論有很密切的關係。

自然界一共存在四種相互作用,因此也可以把規範玻色子分成四類。

引力相互作用:引力子(尚惟理論性)

電磁相互作用:光子

弱相互作用(使粒子衰變的相互作用):w及z玻色子,共有3種:w+,w-,z0

強相互作用(夸克之間的相互作用):膠子

粒子物理學已經證明電磁相互作用和弱相互作用**於宇宙早期能量極高時的同一種相互作用,稱為「弱電相互作用」。有很多粒子物理學家猜想在更早期宇宙更高能量(普朗克尺度)時很可能這四種相互作用全都是統一的,這種理論稱為"萬有理論"。但是目前因為加速器能夠達到的能量相對普朗克尺度仍然非常的低,所以很難驗證。

而大統一理論目前主要的發展方向是超弦理論。

普朗克尺度粒子

膠子膠子是強相互作用的媒介子,帶有色與反色並由於色緊閉而從未被探測器觀察到過。不過,像單個的夸克一樣,它們產生強子噴注。在高能態環境下電子與正電子的對滅有時產生三個噴注:

一個夸克,一個反夸克和一個膠子是最先證明膠子存在的證據。

希格斯玻色子

希格斯玻色子是一種具有質量的玻色子,沒有自旋,不帶電荷,非常不穩定,在生成後會立刻衰變。在標準模型預言的61種基本粒子中,希格斯玻色子是最後一種被實驗證實的粒子。

圖中+-號代表不可分割的最小正負電磁資訊單位-量子位元(qubit)

(名物理學家約翰.惠勒john wheeler曾有句名言:萬物源圖於位元 it from bit

量子資訊研究興盛後,此概念昇華為,萬物源於量子位元)

注:位元即位元

5樓:love就是不明白

基本粒子指人們認知的構成物質的最小最基本的單位。目前物理學認為的基本粒子可以分為夸克、輕子、規範玻色子和希格斯粒子四大類。

夸克目前的實驗顯示共存在6種夸克(quark),和他們各自的反粒子。這6種夸克又可分為3「代」。他們是

第一代:u(上夸克) d(下夸克)

第二代:s(奇異夸克) c(粲夸克)

第三代:b(底夸克) t(頂夸克)

輕子共存在6種輕子(lepton)和他們各自的反粒子。其中3種是電子和與它性質相似的μ子和τ子。而這三種各有一個相伴的中微子。他們也可以分為三代:

第一代:e(電子) νe(電子中微子)

第二代:μ(μ子) νμ(μ子中微子)

第三代:τ(τ子) ντ(τ子中微子)

規範玻色子這是一類在粒子之間起媒介作用、傳遞相互作用的粒子。

希格斯粒子

希格斯粒子(higgs)是粒子物理標準模型中唯一還沒有在加速器上產生出來的粒子。

構成物質的粒子和構成物質基本粒子的區別

6樓:淮北日月升

粒子(particle)指能夠以自由狀態存在的最小物質組分。最早發現的粒子是原子、電子和質子,2023年又發現中子,確認原子由電子、質子和中子組成,它們比起原子來是更為基本的物質組分,於是稱之為基本粒子。以後這類粒子發現越來越多,累計已超過幾百種,且還有不斷增多的趨勢;此外這些粒子中有些粒子迄今的實驗尚未發現其有內部結構,有些粒子實驗顯示具有明顯的內部結構。

看來這些粒子並不屬於同一層次,如今統稱為粒子。粒子並不是像中子、質子等實際存在的具體的物質,而是它們的統稱,是一種模型理念。

基本粒子是個相對的概念。一般認為,基本粒子是沒有可測量的內在結構的粒子,就是說,它不是其他粒子的複合。它們是量子場論的基本物質。

基本粒子可以根據它們的自旋分類,費米子有半整數自旋而玻色子有整數自旋。所謂基本粒子就是構成物質的最基本的單元。根據作用力的不同,粒子分為強子、輕子和傳播子三大類。

基本粒子要比原子、分子小得多,現有最高倍的電子顯微鏡也不能觀察到。質子、中子的大小,只有原子的十萬分之一。而輕子和夸克的尺寸更小,還不到質子、中子的萬分之一。

在歷史上,基本粒子指構成物質的最基本的單元。但在夸克理論提出後,人們認識到基本粒子也有複雜的結構,故現在一般不提「基本粒子」這一說法。根據作用力的不同,粒子分為強子、輕子和傳播子三大類。

強子就是是所有參與強力作用的粒子的總稱。它們由夸克組成,已發現的夸克有五種,它們是:上夸克、下夸克、奇異夸克、粲夸克和底夸克。

理論預言還有第六種夸克存在,已命名為頂夸克,但目前尚未發現。現有粒子中絕大部分是強子,質子、中子、π介子等都屬於強子。(另外還發現反物質,有著名的反夸克,正在研究中,如若反物質假說成立,應該還存在另外的反粒子,甚至可能有反地球,反宇宙) 輕子就是隻參與弱力、電磁力和引力作用,而不參與強相互作用的粒子的總稱。

輕子共有六種,包括電子、電子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子。電子、μ子和τ子是帶電的,所有的中微子都不帶電;τ子是2023年發現的重要粒子,不參與強作用,屬於輕子,但是它的質量很重,是電子的3600倍,質子的1.8倍,因此又叫重輕子。

傳播子也屬於基本粒子。傳遞強作用的膠子共有8種,2023年在三噴注現象中被間接發現,它們可以組成膠子球,但至今尚未被直接觀測到。傳遞弱作用的w+,w-和z0。

中間玻色子是2023年發現的,非常重,是質子的80一90倍。

換個說法,粒子是概念大致沒有變化,基本粒子的概念提出後,隨著科學研究的深入,很多曾經的「基本粒子」發現有複雜的結構,或者是由其它更基本的粒子構成,因此「基本粒子」也就不「基本」了。因此,「基本粒子」這個概念,已經基本不用了。

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