粒子物理简介课件.ppt

粒子物理簡介例如：質子、中子、電子和它們的反粒子及?子、?介子、K介子等。到目前為止，已經發現了400多種基本粒子(包括共振態粒子)。基本粒子：構成物質世界的基本單元。1.反粒子和奇異粒子（1）反粒子正粒子和反粒子有相同的品質、自旋、壽命，電荷等值反號，磁矩方向相反。從理論上說，還應該有這些反粒子組成的反原子核、反原子、反物質、反星體等。1932年安德遜在宇宙射線中發現了正電子,從1955年起陸續發現了反質子、反中子、反介子、反超子。

反粒子和奇異粒子質子和反質子的運動軌跡產生湮沒0光子兩個空位空位自由電子的能量區域電子偶的產生和湮沒反粒子和奇異粒子（2）奇異粒子在二十世紀50年代又在宇宙射線中發現了與基本粒子不同的具有以下奇怪性質的奇異粒子。（如：K介子、超子、超子、超子和超子）b.奇異粒子總是成對地產生。a.奇異粒子產生過程非常快，而衰變過程卻又非常慢。反粒子和奇異粒子我們用品質、電荷、自旋、磁矩等性質表示基本粒子，又加入了“奇異數”這個量子數，來反映基本粒子的奇異現象。對於非奇異粒子，奇異數為零；對於奇異粒子，奇異數不為零。反粒子和奇異粒子（1）重子類這類粒子品質較大，包括核子和超子（因品質超過核子，故稱為超子）。（2）輕子類這類粒子品質較小，包括電子、介子、介子及其相應的中微子。（3）介子類品質介於重子和輕子之間的粒子稱為介子。包括K介子、介子、介子。（4）光子類只有光子一種，其靜止品質為零。2.基本粒子的分類按品質分為四類：自旋是的半整數倍的基本粒子稱為費米子。包括重子和輕子。輕子、核子的自旋為1/2，超子的自旋為1/2、3/2。（1）玻色子（2）費米子自旋是的整數倍的基本粒子稱為玻色子。包括光子類和介子類。光子的自旋為1，介子的自旋為0。按自旋分為兩類：基本粒子的分類由於介子和重子參加強相互作用又統稱為強子。1974年丁肇中等發現了J/粒子，J/粒子也是一種介子。丁肇中基本粒子的分類3.基本粒子的相互作用宇宙間的一切物質的相互作用歸結為以下四種。（1）強相互作用強相互作用是一種原子核結合在一起的力，它的作用範圍為m以下，故稱短程力；作用時間極短，約為s,這種相互作用強度大，比電磁作用強得多，故稱強作用。強相互作用只存在於重子和介子之間。（2）弱相互作用弱相互作用範圍在10-17m以下，通常也稱短程力。弱相互作用的強度比強相互作用弱得多，作用時間慢得多。參與弱相互作用的粒子：一切強子和輕子。基本粒子的相互作用格拉肖溫伯格薩拉姆（3）電磁相互作用一切具有電荷或磁矩的全部粒子包括強子和輕子都參與電磁相互作用。電磁相互作用通過電磁場交換光子來實現。一些基本粒子通過電磁相互作用發生衰變。電磁相互作用的強度比強相互作用弱，電磁力的大小與物體間距離的平方成反比。基本粒子的相互作用（4）萬有引力相互作用所有粒子都參與萬有引力相互作用，其強度比弱作用還小，與物體間距離的平方成反比。傳遞引力的粒子稱為引力子。基本粒子的相互作用表20-5四種相互作用的比較天體之間衰變原子結合核力舉例引力子中間玻色子光子介子傳遞子一切物體強子、輕子強子、輕子強子被作用粒子作用時間(s)作用範圍(m)1相對強度引力作用弱作用電磁作用強作用名稱基本粒子的相互作用1964年蓋爾曼等人提出強子由誇克組成。他認為所有強子都是由三種誇克組成，這三種誇克分別稱為上誇克、下誇克、奇異誇克，分別用u、d、s表示。三種誇克都有相應的反誇克。實驗證明，除輕子還未發現有任何內部結構外，核子、超子、介子即所有的強子都還能細分。基本粒子的相互作用蓋爾曼4.強子的誇克模型原子由原子核和電子構成，原子核是由質子和中子構成，那麼質子、中子內部是否還有內部結構？1932年，斯特恩測得質子的磁2.79，後來又測得中子的磁矩為-1.91（而不是零），中子不帶電，可磁矩卻不為零，說明中子還有內部結構。用能打入質子內部的高能量輕子打擊質子，由於輕子能量很高，能打入質子內部，因此可以發