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粒子(物理學概念)

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粒子 [1] （particle），是指能夠以自由狀態存在的最小物質組成部分。最早發現的粒子是原子、電子和質子，1932年又發現中子，確認原子由電子、質子和中子組成，它們比起原子來是更為基本的物質組分，於是稱之為基本粒子。以後這類粒子發現越來越多，累計已超過幾百種，且還有不斷增多的趨勢；此外這些粒子中有些粒子迄今的實驗尚未發現其有內部結構，有些粒子實驗顯示具有明顯的內部結構。看來這些粒子並不屬於同一層次，因此基本粒子一詞已成為歷史，如今統稱為粒子。粒子並不是像中子、質子等實際存在的具體的物質，而是它們的統稱，是一種模型理念。詞條詳細介紹了電子、原子核、介子、夸克、輕子、強子族等粒子。

基本信息

中文名；粒子

外文名；particle

別   名；基本粒子

定   義；指構成一切物質實體的基本成分

領   域；核能

學   科；核物理

發現歷程

1897年湯姆生髮現電子，1911年盧瑟福提出原子的核式結構。繼而我們發現了光子，並認為「光子、電子、質子、中子」是組成物質的不可再分的粒子，所以把它們叫「基本粒子 」。

19世紀末都認為原子是組成物質的最小微粒。發現了電子、質子和中子後，許多人認為光子和它們是組成物質的「基本粒子」。 逐漸發現了數以百計的不由質子、中子、電子組成的新粒子；又發現質子、中子等本身也有自己的複雜的結構。從20世紀後半期起，就將「基本」二字去掉，統稱為粒子。

20世紀30年代以來，人們在對宇宙射線的研究中陸續發現了一些新的粒子。 1932年發現了正電子； 1937年發現了 μ 子； 1947年發現了K介子和 介子； 後來還發現了一些粒子，質量比質子的質量大，叫做超子。

粒子間相互作用

有強相互作用、電磁相互作用、弱相互作用和引力相互作用，其中引力相互作用非常弱，可以忽略。通過這些相互作用，產生新粒子或發生粒子衰變等粒子轉化現象。按照參與相互作用的性質將粒子分成以下幾類：①規範粒子。即傳遞相互作用的媒介粒子，已發現的有傳遞電磁作用的光子和傳遞弱作用的W、Z粒子。②輕子。不直接參與強作用可直接參與電磁作用和弱作用的粒子，已發現的有電子、μ子、τ子和相伴的電子中微子ve、μ子中微子、τ子中微子及它們的反粒子共12種。③強子。直接參與強作用，也參與電磁作用和弱作用的粒子。其中自旋為整數的強子稱為介子，自旋為半整數的強子稱為重子。強子的數目眾多，其中大部分是通過強作用衰變的粒子，其壽命極短，是不穩定的粒子，也稱為共振態。

性質

各種粒子分別有各自的內稟性質 ，有粒子的質量m（靜質量，以能量表示）、壽命τ（平均壽命，指靜止系的平均壽命）、電荷Q（以質子的電荷為單位）、自旋J（以為單位）、宇稱P、同位旋I、同位旋第3分量I3、重子數B、輕子數Le、、Lr、奇異數S、粲數C 、底數d等等。

在現有實驗的精度下，輕子的行為類似點粒子，沒有顯示出具有內部結構，而強子顯示是複合粒子，具有一定的結構。按照現代粒子物理的觀點，介子由一對正反夸克構成，重子由3個夸克構成，輕子和夸克屬於同一層次。