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1 # 知天命31034804539
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2 # 外星文明新時代
本民科對宇宙的定義是,宇宙是質量,能量和空間組成的不可分割的三位一體。
所以構成宇宙最基本的粒子是質量點和能量點-光子,它們構成了一切的物質粒子,很顯然現在的所謂標準粒子模型中一切物質粒子皆不是‘基本粒子’。
物質屬性的標準粒子模型正在進入歷史的博物館。
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3 # 宇宙的奧秘
我們所謂的宇宙就是一個膨脹的大物質,它們基本的粒子很多型別,在於不同型別的星雲,星系,各個星球上會存在的粒子,是很難回答的!
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4 # 薛定諤的captain
根據目前粒子物理標準模型,(暫時認為的)基本粒子一共有61種,如下圖所示:
粒子物理標準模型中的粒子
(關於基本粒子的問題在下面的回答中
此處的回答和上面答案類似)
在上面的圖中,基本粒子被分成四個部分:
夸克(Quark):自旋是1/2,費米子,參與強相互作用、弱相互作用以及電磁相互作用;夸克有三代,每一代有兩味夸克,一共六味夸克,分別是:上夸克、下夸克、粲夸克、奇異夸克、頂夸克以及底夸克;每一味夸克有三個內部自由度,稱之為顏色。因此夸克是色香味俱全的。(注意,此處的味和色並不是生活中的概念,而是為了描述夸克的自由度而人為的引入的概念,和生活中的味道顏色沒有任何關係)。當然每個夸克都有對應的反粒子,因此夸克一共有: 。
輕子(Lepton):自旋1/2,費米子,參與弱相互作用與電磁相互作用,不參與強相互作用。電子和中微子就屬於輕子。與夸克一樣,輕子也分為三代,每一代都由一個帶電粒子和對應的中微子構成。比如電子和電子中微子就構成輕子的第一代,不過輕子沒有顏色自由度,同樣考慮反粒子,輕子一共有 種。
規範玻色子(Gauge Bosons):自旋1,玻色子,用於傳遞相互作用。電磁相互作用的傳遞粒子即是光子;弱相互作用的傳遞粒子有三個,分別是、玻色子;強相互作用的傳遞粒子稱之為膠子,一共有八種。因此規範玻色子一共有 種。關於為什麼是這個數量,請看此回答:
光子為啥只有一種 , 而不像膠子有多種?
Higgs粒子:自旋0,玻色子,Higgs粒子與費米子有相互作用,透過自發對稱性破缺機制賦予費米子質量。在規範場論中,費米子要求沒有質量,但是實際實驗結果表明,費米子都是有質量,比如電子的質量為 ,上夸克的質量大約為 ;另外,規範玻色子也要求是無質量的,對於光子來說確實如此,但是對於弱相互作用的三種傳遞粒子、玻色子,實驗結果表明都是有質量的。為了解釋這種現象,認為引入了Higgs機制,這種機制成功解釋了上述現象,而Higgs粒子也在2012年在LHC上被發現。但是,我們目前對Higgs粒子的性質知之甚少,目前也不確定是不是基本粒子,目前由高能所積極推進的CEPC(環形正負電子對撞機)計劃第一期工程就是想打造Higgs工廠,透過產生大量Higgs粒子,對Higgs的性質進行精確測量,同時尋找超出標準模型的跡象。關於自發對稱性破缺請看此回答:
對稱性破缺到底是什麼意思,能用簡單的的例子解釋一下嗎?
因此,基本粒子種類一共61種。不過還有一個未證實的粒子,即“引力子”,是假設的粒子,用於傳遞引力相互作用。
透過以上說明可以發現,基本粒子可以分為三類:
構成物質的費米子,包括夸克和輕子。夸克可透過強相互作用形成重子和介子,重子中質子和中子可以構成原子核,原子核也是費米子,原子核和電子可以構成原子,進而組成我們看到的世界。費米子能有這種作用,還有一個原因是泡利不相容原理,即兩個費米子不能處於相同的狀態,因此大量的費米子才能構成宏觀上有體積的物體,而對於玻色子就沒有這種限制,因此玻色子是可以重疊在一起的,進而就無法構成宏觀的世界;
傳遞相互作用的規範玻色子,用於在費米子之間傳遞相互作用力。光子是我們最熟悉的一種規範玻色子。
子乾:質量是怎麼煉成的
當然,以上(除了引力子)的基本粒子都已經是被實驗證實的,屬於粒子物理標準模型的基本粒子。但是我們知道,標準模型是有問題的,有一些實驗現象是與標準模型不相符的,比如標準模型中的中微子是沒有質量的,而實驗(比如大亞灣中微子實驗)結果顯示中微子是有質量的,但是非常小;大家相信目前的標準模型只是一個更大的模型的低能近似,不斷嘗試各種大一統模型,其中超對稱(Super Symmetry,SUSY)就是一種,在這個模型中,每一個基本粒子都有對應的超對稱伴隨粒子,玻色子的伴隨粒子是費米子,費米子的伴隨粒子是玻色子:
標準模型與超對稱粒子
但是目前實驗上並沒有發現這些粒子,而且越來越渺茫。
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5 # 小宇堂
基本粒子是宇宙中最小的已知構造塊。人們認為它們沒有內部結構,從理論上研究人員將它們視為零維的點。電子可能是最熟悉的基本粒子,但是描述粒子和幾乎所有力的相互作用的物理學標準模型包含10個基本粒子。
上圖:標準模型
電子和相關粒子電子是原子中帶負電荷的成分。儘管它們被認為是零維點粒子,但電子本身卻被其他虛構的粒子圍繞著,這些虛粒子不斷地閃爍著存在和消失,它們實際上是電子本身的一部分。一些理論預測,電子具有一個輕微的正極和一個輕微的負極,這意味著這些虛粒子云應該因此有點不對稱。
如果是這樣的話,電子的行為可能會不同於其反物質正電子,從而有可能解釋有關物質和反物質的許多奧秘。但是物理學家已經反覆測量了電子的形狀,並據所知發現它是完美的圓形,這使它們對反物質之謎失去了一條線索。
電子有兩個較重的表兄弟,稱為μ子和τ子。當來自外太空的高能宇宙射線撞擊地球大氣層時,會產生μ 子。τ子比電子重3400倍,甚至更稀有且更難生產。
中微子、電子、μ子和τ子構成一類稱為輕子的基本粒子。
夸克及其古怪的家族構成質子和中子的夸克是另一種基本粒子。夸克與輕子一起構成了我們認為是物質的東西。
曾幾何時,科學家認為原子可能是最小的物體。這個詞來自希臘語“ atomos”,意思是“不可分割”。在20世紀初,原子核被證明由質子和中子組成。然後,在整個1950年代和60年代,粒子加速器不斷揭示出一系列奇特的亞原子粒子,例如Pi介子和K介子。
根據加利福尼亞SLAC國家加速器實驗室的歷史報告, 1964年,物理學家Murray Gell-Mann和George Zweig分別提出了一個模型,該模型可以解釋質子,中子和其餘粒子的內部工作原理。質子和中子是由被稱為夸克的微小顆粒構成,有六種可能的型別或“味”(術語叫“味”):上、下、奇、魅,底和頂。
費米子是一類基本粒子。它們很小,很輕。費米子可以被認為是物質的組成部分,因為原子是由費米子組成的。保羅·狄拉克(Paul Dirac)將它們命名為費米子,以紀念著名科學家恩里科·費米(Enrico Fermi)。上圖:夸克可以組合成各種符合粒子
質子由兩個上夸克和一個下夸克組成,而中子由兩個下夸克和一個上夸克組成。上下夸克是最輕的夸克。由於質量更大的粒子趨向於分解成質量較小的粒子,因此上下夸克在宇宙中也是最常見的。因此,質子和中子構成了我們所知道的大部分物質。
到1977年,物理學家已經在實驗室中分離出六個夸克中的五個——上、下、奇,魅和底,但是直到1995年,伊利諾伊州費米實驗室國家加速器實驗室的研究人員才發現了最後一個夸克,即頂夸克。與後來搜尋希格斯玻色子的過程一樣,尋找它的過程也非常艱難。頂夸克很難產生,因為它比上夸克重約100萬億倍,這意味著製造它的粒子加速器需要更多的能量。
力的基本粒子除開上述構成物質的粒子之外,接下來是構成基本力的粒子。自然界的四個基本力:電磁力,重力以及強弱核力,每個都有一個關聯的基本粒子。
光子是最著名的,它們承載電磁力。
膠子攜帶強大的核力,並在質子和中子內部束縛夸克。
介導某些核反應的弱力由W和Z玻色子兩個基本粒子承載。根據歐洲核子研究組織(CERN)的說法,中微子僅能與弱力和重力互動,它們會與這些玻色子相互作用,因此物理學家能夠首先使用中微子為其存在提供證據。
重力在這裡是局外人。儘管物理學家懷疑它可能具有一個相關的基本粒子,這被稱為引力子,但它並未併入標準模型。如果存在引力子,則有可能在瑞士日內瓦的大型強子對撞機(LHC)上製造它們,但根據歐洲核子研究組織(CERN)的描述,它們會迅速消失到其他維度去,而在原地留下一個空白區域。到目前為止,大型強子對撞機還沒有發現引力子或額外維度的跡象。
玻色子是一種具有整數自旋的粒子。(“ 自旋 ”是分配給質量的亞原子粒子)。玻色子攜帶能量。光子是玻色子的一個例子,因為它的自旋為1。玻色子不同於費米子,費米子是組成物質的粒子。玻色子服從Bose-Einstein統計。(這意味著您可以將它們中的兩個同時放置在同一位置)。保羅·狄拉克(Paul Dirac)將該類粒子稱為“玻色子”,以紀念著名科學家薩特恩德拉·納斯·玻色(Satyendra Nath Bose)。
上圖:模擬顯示了在大型強子對撞機中兩個質子碰撞時希格斯玻色子的產生。希格斯玻色子迅速衰變為四個μ子,這是一種重電子,未被探測器吸收。介子的軌跡以黃色顯示。
希格斯玻色子最後是基本粒子之王希格斯玻色子,它負責賦予所有其他粒子以質量。搜尋希格斯玻色子是科學家努力完成其標準模型清單的一項重大工作。當希格斯終於在2012年被發現時,物理學家們欣喜若狂,但結果也使他們陷入困境。
上圖:希格斯玻色子與各種基本粒子的互動關係。
總結這裡只是談到已經發現了的基本粒子,而非所有基本粒子。這個宇宙還有很多未知的成分等待我們去發現。
回覆列表
針對你提出的問題,我是這樣認為的:
構成我們宇宙物質的微觀粒子從邏輯思維上講應為體像性的認識,既形態,可多數人一談到粒子第一印象為球形態,而球形則是粒子體的特殊狀態,若將物質量子化既量子形體都為統一尺度量子球,那麼,整個宇宙空間將被量子球所填充,而這樣的假設成立嗎?不成立,因為球與球之間存在空隙,那空隙體是什麼?所以同尺度的無限個量子球是無法填充整個宇宙空間的,因此量子球的假設是不成立的。那有人說量子體可以不設為球形體,設為正方體不就可填充整個宇宙空間了嗎,以我講這又違背了量子假設的前題,在量子假設中是將物質構成最簡化了,既最簡化那它的形體也就得為最簡體,而一切形體的最簡體應為正四面體,如果你將同尺度的無數個正四面體在空間擺佈是否不留空隙地填充整個宇宙空間?我做了試驗不行,擺佈幾個就不能面面相貼而出現空隙,問題出現得找出出在哪裡,即然量子體的正四面體推論沒錯,那就得從該形體的切分去破解,按稜線的1/2切分進行體分解,則切出同尺度的四個正四面體和一個正八面體,如果將切出的正八面體也以1/2稜線進行體分割其結果得到的還是正四面體和正八面體,如果將無數個同尺度的正四面體和正八面體以面面對應稜線相重在空間擺佈,則可以填充整個宇宙空間。因此,量子也就是物質的基本粒子,它具有對立、矛盾、統一性,具體到體態來講既正四面體與正八面體,如果將二體賦予質量和能量,透過對二體的體解析,才能真正理解空間、質量、能量是構成宇宙物質的本質。