第8章 基本粒子简介-new

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第八章粒子物理简介,北京正负电子对撞机,(BEPC),正电子源照片,一、,粒子的分类,分类,自旋,泡利不相容原理,统计规律,费米子,(,电子、质子、中子、各种重子,),半整数,1/2,，,3/2,，,服从,费米,狄拉克统计分布,玻色子,(,光子、,介子、,K,介子、,介子,),整数,0,，,1,，,不服从,玻色,爱因斯坦统计分布,1.,按自旋分类,2.,共振态粒子,寿命极短（约,10,-23,s,）,正、反粒子物理量的绝对值都相同，但某些物理量,(,如电荷、磁矩等,),的符号相反。,3.,正粒子、反粒子,万有引力,电磁力,弱相互作用,强相互作用,引力子,光子,轻子,强子,4.,按相互作用分类,(,参与,),引力子：自旋应为,2,、静止质量和电荷为零，以,c,运动。,光子：自旋为,1,，是玻色子。,分类,正反粒子,自旋,电荷量,e,重子数,B,轻子数,寿命,10,-6,s,轻 子,电子,子,子,1/2,-1 +1,-1 +1,-1 +1,0,0,0,0,-1 +1,稳定,2.2,2.3,中,微,子,稳定,轻子（共,12,种）,中微子系中性粒子，质量为零，,只参与弱相互作用,。,说明,分类,粒子名称,自旋,介子,、,K,介子等,整数,玻色子,重子,核子,质子、中子及其反粒子,1/2,(,超子,3/2),费密子,超子,、,、,、,超子及反粒子,强子分类,K,介子和各种超子称为,奇异粒子。,强产生、弱衰变,奇异粒子协同产生的过程极快,(,约为,10,-23,s),表明是在强 相互作用下进行的；而衰变过程很慢,(,寿命约为,10,-8,-10,-10,s),，表明是在弱相互作用下进行的。,协同产生，单独衰变,一个超子总是和一个或几个,K,介子同时产生，但衰变是独立的。,类别,相对强度,力程,(m),作用时间,(,s,),参与离子,强作用,1,10,-15,10,-23,强子,电磁作用,10,-2,长程,10,-20,10,-16,强子、轻子、光子,弱作用,10,-13,10,-17,10,-8,强子、轻子,引力作用,10,-39,长程,一切物质,二、四种基本相互作用,1.,四种基本相互作用的性质,2.,相互作用是通过交换一定粒子实现的,作用类型,引力作用,电磁作用,弱作用,强作用,交换粒子,引力子,光子,(,W,+,、,W,Z,0,),胶子、,介子,引力子尚未被实验证实。,中间玻色子,弱电统一理论,电磁相互作用和弱相互作用被看作是一种相互作用。在相互作用过程中，如果交换的是,W,+,、,W,和,Z,0,粒子，就是弱相互作用过程；如果交换的是光子，就是电磁相互作用过程。,大统一理论,试图将强、电、弱三种相互作用统一起来。,1983,年，鲁比亚实验组在高能质子,反质子对撞试验中发现了,W,+,、,W,-,和,Z,0,粒子。为,60,年代提出的弱电统一理论提供了实验上的支持。,轻子是“基本粒子”，没有任何实验结果显示轻子有内部结构。,强子？,三、强子的夸克模型（,1964,年）,强子由夸克组成，夸克是自旋为,1/2,的费米子。每个夸克都有相应的反夸克，电荷是,e/3,的整数倍。,重子都是由三种夸克组成，反重子都是由三种反夸克组成。,介子都是由一种夸克和一种反夸克组成。,1,、三味夸克,上夸克,u,、下夸克,d,、奇异夸克,s,2,、夸克的色,三套不同性质的夸克：红、蓝、绿,后来又增加了三味夸克：,粲,夸克,c,、底夸克,b,、顶夸克,t,六味、三色 夸克,四,、胶子,1.,夸克禁闭,：所有夸克都是在它们的束缚态中被发现的，也就是说夸克被禁闭在它们的束缚态。,2.,渐近自由,：夸克间的距离越近，强作用力越弱。当夸克间彼此非常接近时，强作用力是如此之弱，以至它们的行为完全就像自由粒子。物理学家们将这种现象称为“渐近自由”。,夸克间强相互作用的媒介。,1979,年，丁肇中发现胶子存在的实验证据。,五、传递相互作用的媒介粒子,引力相互作用：,引力子,；,电磁相互作用：,光子,；,强相互作用：,胶子、介子,；,弱相互作用：,中间玻色子,；,规范玻色子,：传递相互作用的媒介粒子的统称。,四种,基本相互作用：,强、弱、电、引力。,六、粒子物理标准模型,三类,基本粒子：,轻子、夸克和规范玻色子。,