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3、請(qǐng)問(wèn)現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)模型“規(guī)范理論”中規(guī)范粒子共有幾種?
4、按照標(biāo)準(zhǔn)模型理論構(gòu)成物質(zhì)世界的基本粒子有哪幾類(lèi)?各自的性質(zhì)是什么?
粒子理論標(biāo)準(zhǔn)模型(粒子理論標(biāo)準(zhǔn)模型的特點(diǎn))
大家好!今天讓創(chuàng)意嶺的小編來(lái)大家介紹下關(guān)于粒子理論標(biāo)準(zhǔn)模型的問(wèn)題,以下是小編對(duì)此問(wèn)題的歸納整理,讓我們一起來(lái)看看吧。
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本文目錄:
一、美國(guó)費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的最新 μ 子試驗(yàn)結(jié)果對(duì)物理學(xué)有多大顛覆?粒子的標(biāo)準(zhǔn)模型有被「推翻」的風(fēng)險(xiǎn)嗎?
美國(guó)費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的最新μ子試驗(yàn)結(jié)果對(duì)物理學(xué)顛覆很大,粒子的標(biāo)準(zhǔn)模型有被「推翻」的風(fēng)險(xiǎn)。
說(shuō)量子力學(xué)顛覆性,可以先從物理學(xué)的幾大神獸說(shuō)起。自從牛頓提出了牛頓三大定律和萬(wàn)有引力定律,再經(jīng)由法國(guó)的幾位超級(jí)數(shù)學(xué)家的發(fā)揚(yáng)光大之后。
經(jīng)典物理學(xué)一下子走到了顛覆,不僅統(tǒng)一了”天上“和”地下“的物理學(xué),而且預(yù)測(cè)各種物理現(xiàn)象都十分精確,甚至只依靠紙筆就可以預(yù)言海王星的存在。
標(biāo)準(zhǔn)模型理論
目前描寫(xiě)基本粒子的最成功的理論是標(biāo)準(zhǔn)模型理論,它使用規(guī)范玻色子來(lái)描寫(xiě)強(qiáng)相互作用、弱相互作用和電磁相互作用。光子、W及Z玻色子和膠子都屬于規(guī)范玻色子。此外按標(biāo)準(zhǔn)模型理論物質(zhì)是由24種基本粒子組成的,最后這個(gè)理論還預(yù)言了希格斯玻色子。
二、粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型中存在什么樣的巨大缺陷?
粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型
作為現(xiàn)代物理學(xué)的最高成就,粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型無(wú)疑取得了巨大的成功。在當(dāng)今世界各種粒子加速器中,粒子之間的碰撞行為都在標(biāo)準(zhǔn)模型的預(yù)測(cè)之中。粒子加速器越強(qiáng)大,實(shí)驗(yàn)值和理論值越接近。
那么,什么是粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型?這套理論是如何創(chuàng)立的?它有多強(qiáng)大?
在自然界中,無(wú)論力的作用是怎樣的,從根本上都可以歸咎為四種基本力:主宰天體的引力、主宰帶電粒子的電磁力、主宰原子核的強(qiáng)核力和弱核力。
這四大基本力都有各自的理論進(jìn)行描述,例如,引力由廣義相對(duì)論來(lái)描述,電磁力由麥克斯韋電磁場(chǎng)方程組來(lái)描述。但包括愛(ài)因斯坦在內(nèi)的物理學(xué)家認(rèn)為,四大基本力在本質(zhì)上是統(tǒng)一的,可以由同一個(gè)理論來(lái)描述。但縱然是愛(ài)因斯坦,他終其一生也沒(méi)能完成大統(tǒng)一理論。
愛(ài)因斯坦想要統(tǒng)一引力和電磁力,始終沒(méi)有成功。后來(lái)的物理學(xué)家從其他角度入手,大統(tǒng)一理論開(kāi)始有了起色。
楊振寧建立了楊米爾斯理論,這為后來(lái)的電磁力和弱核力統(tǒng)一奠定基礎(chǔ)。電弱統(tǒng)一之后,強(qiáng)核力通過(guò)量子場(chǎng)論被統(tǒng)一起來(lái)。最終,物理學(xué)家得到了統(tǒng)一電磁力、弱核力和強(qiáng)核力的粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型。正因?yàn)槿绱耍瑮钫駥幵谑飞献顐ゴ蟮奈锢韺W(xué)家中可以排到前20名,他對(duì)現(xiàn)代物理學(xué)的貢獻(xiàn)無(wú)疑是巨大的。
一個(gè)好的理論不僅能夠準(zhǔn)確描述已有的現(xiàn)象,而且還能預(yù)言未知的東西。標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)言,物體質(zhì)量一部分源自于希格斯玻色子,這個(gè)粒子最終在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)中被發(fā)現(xiàn)。在標(biāo)準(zhǔn)模型中,總共存在著61種基本粒子,它們決定了這個(gè)世界的構(gòu)成。
盡管標(biāo)準(zhǔn)模型大獲成功,但它存在巨大的缺陷,這個(gè)理論不可能是物理學(xué)家追求的終極大統(tǒng)一理論,這是為什么呢?
原因在于引力還沒(méi)有被量子化,或者說(shuō)描述引力的廣義相對(duì)論和量子力學(xué)無(wú)法統(tǒng)一。無(wú)論是廣義相對(duì)論,還是量子力學(xué),它們?cè)诟髯苑秶鷥?nèi)都是成功的理論,但它們之間就是無(wú)法兼容。大統(tǒng)一理論必然是涵蓋了四大基本力,廣義相對(duì)論、粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型都只是大統(tǒng)一理論的近似。
那么,大統(tǒng)一理論究竟是怎樣的呢?
在弦理論中,標(biāo)準(zhǔn)模型所認(rèn)為的基本粒子并不基本,它們都是由尺寸極小的一維弦構(gòu)成。一維弦具有不同的振動(dòng)方式,從而表現(xiàn)出不同的性質(zhì),這成了我們所觀測(cè)到的各種粒子。
但遺憾的是,目前并沒(méi)有實(shí)驗(yàn)證據(jù)能夠支持弦理論,這個(gè)理論還只是一個(gè)十分高深的數(shù)學(xué)游戲。因?yàn)橄依碚撍婕暗某叨忍?,只有更高的能量才有可能敲開(kāi)粒子的更深次結(jié)構(gòu),目前的粒子極速器都無(wú)法達(dá)到。
三、請(qǐng)問(wèn)現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)模型“規(guī)范理論”中規(guī)范粒子共有幾種?
你好!
規(guī)范玻色子,俗稱(chēng)規(guī)范粒子,是傳遞基本相互作用的媒介粒子,它們的自旋都為整數(shù),屬于玻色子,它們?cè)诹W游锢韺W(xué)的標(biāo)準(zhǔn)模型內(nèi)都是基本粒子。
規(guī)范玻色子包括:
膠子
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強(qiáng)相互作用的媒介粒子,自旋為1,有8種;光子
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電磁相互作用的媒介粒子,自旋為1,只有1種;W
及
Z
玻色子
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弱相互作用的媒介粒子,自旋為1,有3種;引力子
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引力相互作用的媒介粒子,自旋為2,只有1種;標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)言的另外一種玻色子——希格斯粒子不屬于規(guī)范玻色子??偣?3種。
如果對(duì)你有幫助,望采納。
四、按照標(biāo)準(zhǔn)模型理論構(gòu)成物質(zhì)世界的基本粒子有哪幾類(lèi)?各自的性質(zhì)是什么?
這個(gè)題目太大了。需要字?jǐn)?shù)太多。簡(jiǎn)單回答一下吧。
分3類(lèi)。
1 規(guī)范玻色子。傳遞各種相互作用的粒子。例如傳遞電磁相互作用的光子、傳遞弱相互作用的 W+、W-、Z0。(+、-、0 為上角標(biāo))傳遞強(qiáng)相互作用的膠子(gluon)。它們的自旋均為1,因此屬于玻色子。光子和膠子的質(zhì)量為0。W、和Z粒子的質(zhì)量為 80 和91 GeV (請(qǐng)自己根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程把能量轉(zhuǎn)換為質(zhì)量)。按照量子場(chǎng)論,傳遞引力相互作用的媒介稱(chēng)為 引力子,但尚無(wú)證據(jù)表明它的存在。
2 輕子。參與弱相互作用,不參與強(qiáng)相互作用。帶電輕子也參與電磁相互作用。 輕子目前發(fā)現(xiàn)6種,分別為 電子、μ子、τ子以及它們的3種中微子,考慮它們的反粒子后,輕子共有12種。輕子自旋均為1/2,均屬于費(fèi)米子。電子質(zhì)量你應(yīng)該知道,μ子質(zhì)量是電子的約207倍,τ子質(zhì)量是電子的約3477倍。(均指靜止質(zhì)量)。3類(lèi)中微子的質(zhì)量都很小,其中 電子中微子 的質(zhì)量接近于0甚至很可能為0。輕子都攜帶1個(gè)單位電荷e。目前,尚未發(fā)現(xiàn) 輕子具有內(nèi)部結(jié)構(gòu),屬于基本粒子(不是有quark組成的)。
3 強(qiáng)子。可參與強(qiáng)相互作用的粒子的統(tǒng)稱(chēng)。(但它們同時(shí)也參與弱相互作用和電磁相互作用)。強(qiáng)子按自旋是否為整數(shù)而分為兩類(lèi)。自旋為半整數(shù)的強(qiáng)子稱(chēng)為重子,例如質(zhì)子、中子。自旋為整數(shù)的強(qiáng)子稱(chēng)為介子,例如π介子。強(qiáng)子由夸克組成。強(qiáng)子種類(lèi)很多,不一一例舉。
以上就是關(guān)于粒子理論標(biāo)準(zhǔn)模型相關(guān)問(wèn)題的回答。希望能幫到你,如有更多相關(guān)問(wèn)題,您也可以聯(lián)系我們的客服進(jìn)行咨詢(xún),客服也會(huì)為您講解更多精彩的知識(shí)和內(nèi)容。
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