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夸克与轻子:揭开物理学七朵谜

时间:2023-11-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:通过摧毁微观粒子,对其部分和构造进行调查得知,质子与中子属于复合粒子。质子与中子都是由3个名为“夸克”的基本粒子构成。这6种夸克被分类为基本粒子而非复合粒子。不过与复合粒子的总数相比,6种夸克仍算少数。将6种夸克排列组合,能创造56种以上的“核子”。3种中微子和带电荷的电子、μ子、τ子共6种被统称为“轻子”。

夸克与轻子:揭开物理学七朵谜

通过摧毁微观粒子,对其部分和构造进行调查得知,质子与中子属于复合粒子。质子与中子都是由3个名为“夸克”的基本粒子构成。

电子称作基本粒子其实更为合适。

质子与中子是由“下夸克”(down quark)与“上夸克”(up quark)这两种夸克构成,除此之外,夸克还有其他种类,包括“奇异夸克”(strange quarks)、“粲夸克”(charm quark)、“底夸克”(bottom quark)、“顶夸克”(top quark)。

这6种夸克被分类为基本粒子而非复合粒子(实际上,夸克有3种不同量的“色荷”,3×6=18种,这里暂不做介绍)。

基本粒子的数量看似增多了,但我们开始探寻基本粒子的原因是期待能用少数的基本粒子来解释复合粒子。

不过与复合粒子的总数相比,6种夸克仍算少数。将6种夸克排列组合,能创造56种以上的“核子”。核子是质子与中子的总称。

事实上,如果提高粒子加速器的能量,可以创造几十、上百种核子,而这种看似混乱的状况能用6种夸克清楚地说明。(www.xing528.com)

要介绍2017年以来的基本粒子(见图1-2),就必须列出部分粒子名称。由于为这些粒子命名的研究者都是凭个人喜好取名,所以先请各位稍微熟悉一下这些无秩序且陌生的粒子名称。

图1-2 迄今为止发现的基本粒子(除了引力子之外)

与电子同等的基本粒子已经被发现,它们是“μ子”和“τ子”。这些粒子与电子一样带有电荷

去除电子、μ子、τ子中的电荷后,发现它们含有中性的基本粒子,也就是“电子中微子”“μ子中微子”“τ子中微子”这三种粒子。如果将电荷所伴随的质量去掉的话,3种中微子的质量几乎为零。

3种中微子和带电荷的电子、μ子、τ子共6种被统称为“轻子”。

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