文档介绍：粒子与宇宙
西南大学物理学院
曾芃
1.“基本”粒子不基本
1897年汤姆生发现电子,1911年卢瑟福提出原子的核式结构。继而我们发现了光子,并认为“光子、电子、质子、中子”是组成物质的不可再分的粒子,所以把它们叫“基本粒子”。那么随着科学技术的发展“它们”还是不是真正意义上的“基本”粒子呢?
发现了电子、质子和中子后,许多人认为光
子和它们是组成物质的“基本粒子”。
逐渐发现了数以百计的不由质子、中子、电
子组成的新粒子;又发现质子、中子等本身
也有自己的复杂的结构。从20世纪后半期
起,就将“基本”二字去掉,统称为粒子。
19世纪末都认为原子是组成物质的最小微粒。
20世纪30年代以来,人们在对宇宙射线的研究中陆续发现了一些新的粒子。
1932年发现了正电子
1937年发现了子
1947年发现了K介子和介子
后来还发现了一些粒子,质量比质子的质
量大,叫做超子。
粒子加速器使带电粒子加速到很高的能量,有助于发现更多的新粒子。
反粒子
质量、寿命、自旋等物理性质相同而电荷等其他性质相反的粒子。
电子
正电子
质子
反质子
反物质
粒子的分类
按照粒子与各种相互作用的不同关系,将粒子分为三类。
现在已经发现的粒子达到400多种。
强子:参与强相互作用的粒子。
例如:质子。
强子又分为介子和重子两类。
轻子:不参与强相互作用的粒子。
例如:电子和电子中微子、μ子和μ子中微子、τ子和τ子中微子。
每种轻子都有对应的反粒子。τ子质量比核子大。现代实验还没有发现轻子的内部结构。
媒介子:传递各种相互作用的粒子。
如:光子、中间玻色子、胶子。
分别传递电磁相互作用、弱相互作用、强相互作用。
粒
子
媒介子
轻子
(6种)
强子
光子(传递电磁相互作用)
胶子(传递强相互作用)
电子
电子中微子
μ子和μ子中微子
τ子和τ子中微子
质子
中子
介子
超子
上夸克
下夸克
奇夸克
粲夸克
底夸克
顶夸克
夸克
1964年物理学家盖尔曼提出夸克模型,认为强子由更基本的成分组成,这种成分叫做夸克quark。夸克模型经过几十年的发展,已被多数物理学家接受。