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| − | 粒子物理学是研究组成物质和射线的基本粒子以及它们之间相互作用的一个物理学分支。由于许多基本粒子在大自然的一般条件下不存在或不单独出现，物理学家只有使用粒子加速器在高能相撞的条件下才能生产和研究它们，因此粒子物理学也被称为高能物理学。 | + | [[File:粒子物理学.jpg|350px|缩略图|右|<big>粒子物理学</big>[http://n.sinaimg.cn/tech/transform/20170623/_YfG-fyhneak9778350.jpg 原图链接][http://blog.sina.com.cn/s/blog_168e91f590102wz09.html 来自 新浪博客 的图片]]] |
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| + | ''' 粒子物理学'''(''' particle physics''' )， 是研究组成[[ 物质]] 和[[ 射线]] 的[[ 基本粒子]] 以及它们之间相互作用的一个[[ 物理学]] 分支。由于许多基本粒子<ref> [http://www.docin.com/p-290709744.html 基本粒子]，豆丁网，2011-11-19</ref> 在大自然的一般条件下不存在或不单独出现，[[ 物理学家]] 只有使用[[ 粒子加速器]] 在高能相撞的条件下才能生产和研究它们，因此粒子物理学也被称为高能物理学。 | ||
==历史== | ==历史== | ||
| − | 前6世纪古希腊的哲学家就提出物质是由基本粒子组成的猜测。流西普斯、德谟克里特斯和伊比鸠鲁是“原子论”的代表人物。17世纪时艾萨克·牛顿也有过物质是由粒子组成的想法。1802年约翰·道尔顿正式提出所有物质是由原子组成的理论。 | + | 前6世纪[[ 古希腊]] 的[[ 哲学家]] 就提出[[ 物质]] 是由基本粒子组成的猜测。流西普斯、德谟克里特斯和伊比鸠鲁是“[[ 原子论]] ”的代表人物。17世纪时[[ 艾萨克·牛顿]] 也有过物质是由粒子组成的想法。1802年约翰·道尔顿正式提出所有物质是由[[ 原子]] 组成的理论。 |
| − | 1869年季米特里·门捷列夫发表的元素周期表加深了原子论的设想。约瑟夫·汤姆孙发现了原子中存在带有负电荷、质量非常小的电子，认为原子是由质子和被束缚的电子组成的。欧内斯特·卢瑟福证明质子集中在非常紧密的原子核中。1932年英国物理学家查德威克发现了中子，至此，人们认识到原子核是由质子和中子组成的，电子在原子核外运动。 | + | 1869年[[ 季米特里·门捷列夫]] 发表的[[ 元素周期表]] 加深了原子论的设想。约瑟夫·汤姆孙发现了原子中存在带有[[ 负电荷]] 、质量非常小的[[ 电子]] ，认为原子是由[[ 质子]] 和被束缚的电子组成的。欧内斯特·卢瑟福证明质子集中在非常紧密的[[ 原子核]] 中。1932年[[ 英国]] 物理学家查德威克发现了[[ 中子]] ，至此，人们认识到原子核是由质子和中子组成的，电子在原子核外运动。 |
| − | 20世纪原子物理学和量子物理学的研究导致了裂变和聚变的发现和实验成功。人类能够将一个元素的原子转换成另一个元素的原子。 | + | 20世纪原子物理学和[[ 量子物理学]] 的研究导致了裂变和[[ 聚变]] 的发现和实验成功。[[ 人类]] 能够将一个元素的原子转换成另一个元素的原子。 |
| − | 1950年代和60年代中许多新的粒子被发现，它们被统称为“粒子动物园”。直到1970年代粒子物理的标准模型建立，将大多数这些粒子看作是少数基本粒子的复合粒子后这个混乱才减轻。 | + | 1950年代和60年代中许多新的[[ 粒子]] 被发现，它们被统称为“粒子动物园<ref>[http://www.opticsjournal.net/Post/Details/PT1606240000183y6B9 量子计算机中的粒子动物园]，中国光学期刊网，2016-6-24</ref> ”。直到1970年代粒子物理的标准模型建立，将大多数这些粒子看作是少数基本粒子的复合粒子后这个混乱才减轻。 |
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严格地说“[[粒子]]”这个称呼不精确，粒子物理学中研究的所有的物体都遵守[[量子力学]]的规则，它们都显示[[波粒二象性]]，根据不同的实验条件它们显示粒子的特性或[[波]]的特性。在物理理论中，它们既非粒子也非波，理论学家用[[希尔伯特空间]]中的状态向量来描写它们，详细的理论基础為[[量子场论]]。但按照[[粒子物理学]]的常规在这篇文章中这些物体依然被称为“粒子”，虽然这些粒子也具有波的特性。 | 严格地说“[[粒子]]”这个称呼不精确，粒子物理学中研究的所有的物体都遵守[[量子力学]]的规则，它们都显示[[波粒二象性]]，根据不同的实验条件它们显示粒子的特性或[[波]]的特性。在物理理论中，它们既非粒子也非波，理论学家用[[希尔伯特空间]]中的状态向量来描写它们，详细的理论基础為[[量子场论]]。但按照[[粒子物理学]]的常规在这篇文章中这些物体依然被称为“粒子”，虽然这些粒子也具有波的特性。 | ||
| − | 今天所知的所有基本粒子都可以用一个叫做粒子物理[[标准模型]]的量子场论来描写。[[标准模型]]是目前粒子物理學中最好的理论，它包含37种[[基本粒子]]，这些基本粒子相互结合可以形成更加复杂的粒子。从1960年代以来实验物理学家已经发现和观察到了上百种[[复合粒子]]了。标准模型理论几乎与至今为止观察到的所有的实验数据相符合。虽然如此大多数粒子物理學家相信它依然是一个不完善的理论，一个更加基本的理论还有待发现。最近发现的[[中微子]]静质量不为零是第一个与[[标准模型]]出现偏差的实验观测 | + | 今天所知的所有基本粒子都可以用一个叫做粒子物理[[标准模型]]的量子场论来描写。[[标准模型]]是目前粒子物理學中最好的理论，它包含37种[[基本粒子]]，这些基本粒子相互结合可以形成更加复杂的粒子。从1960年代以来实验物理学家已经发现和观察到了上百种[[复合粒子]]了。标准模型理论几乎与至今为止观察到的所有的实验数据相符合。虽然如此大多数粒子物理學家相信它依然是一个不完善的理论，一个更加基本的理论还有待发现。最近发现的[[中微子]]静质量不为零是第一个与[[标准模型]]出现偏差的实验观测 。 |
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2022年8月8日 (一) 23:57的最新版本
粒子物理学( particle physics )，是研究组成物质和射线的基本粒子以及它们之间相互作用的一个物理学分支。由于许多基本粒子[1]在大自然的一般条件下不存在或不单独出现，物理学家只有使用粒子加速器在高能相撞的条件下才能生产和研究它们，因此粒子物理学也被称为高能物理学。
历史
前6世纪古希腊的哲学家就提出物质是由基本粒子组成的猜测。流西普斯、德谟克里特斯和伊比鸠鲁是“原子论”的代表人物。17世纪时艾萨克·牛顿也有过物质是由粒子组成的想法。1802年约翰·道尔顿正式提出所有物质是由原子组成的理论。
1869年季米特里·门捷列夫发表的元素周期表加深了原子论的设想。约瑟夫·汤姆孙发现了原子中存在带有负电荷、质量非常小的电子，认为原子是由质子和被束缚的电子组成的。欧内斯特·卢瑟福证明质子集中在非常紧密的原子核中。1932年英国物理学家查德威克发现了中子，至此，人们认识到原子核是由质子和中子组成的，电子在原子核外运动。
20世纪原子物理学和量子物理学的研究导致了裂变和聚变的发现和实验成功。人类能够将一个元素的原子转换成另一个元素的原子。
1950年代和60年代中许多新的粒子被发现，它们被统称为“粒子动物园[2]”。直到1970年代粒子物理的标准模型建立，将大多数这些粒子看作是少数基本粒子的复合粒子后这个混乱才减轻。
亚原子粒子
现代粒子物理學的研究集中在亚原子粒子上。这些粒子的结构比原子要小，其中包括原子的组成部分如电子、质子和中子（质子和中子本身又是由夸克所组成的粒子）和放射和散射所造成的粒子如光子、中微子和緲子，以及许多其它奇特的粒子。
| 类型 | 世代 | 反物质 | 色 | 总数 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 夸克 | 2 | 3 | 成对 | 3 | 36 |
| 轻子 | 成对 | 无 | 12 | ||
| 胶子 | 1 | 1 | 自身 | 8 | 8 |
| 光子 | 自身 | 无 | 1 | ||
| Z玻色子 | 自身 | 1 | |||
| W玻色子 | 成对 | 2 | |||
| 希格斯玻色子 | 自身 | 1 | |||
| 总共(已知)的基础粒子: | 61 | ||||
严格地说“粒子”这个称呼不精确，粒子物理学中研究的所有的物体都遵守量子力学的规则，它们都显示波粒二象性，根据不同的实验条件它们显示粒子的特性或波的特性。在物理理论中，它们既非粒子也非波，理论学家用希尔伯特空间中的状态向量来描写它们，详细的理论基础為量子场论。但按照粒子物理学的常规在这篇文章中这些物体依然被称为“粒子”，虽然这些粒子也具有波的特性。
今天所知的所有基本粒子都可以用一个叫做粒子物理标准模型的量子场论来描写。标准模型是目前粒子物理學中最好的理论，它包含37种基本粒子，这些基本粒子相互结合可以形成更加复杂的粒子。从1960年代以来实验物理学家已经发现和观察到了上百种复合粒子了。标准模型理论几乎与至今为止观察到的所有的实验数据相符合。虽然如此大多数粒子物理學家相信它依然是一个不完善的理论，一个更加基本的理论还有待发现。最近发现的中微子静质量不为零是第一个与标准模型出现偏差的实验观测。
视频
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参考文献
- ↑ 基本粒子，豆丁网，2011-11-19
- ↑ 量子计算机中的粒子动物园，中国光学期刊网，2016-6-24