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  • 1 # 小f妹妹

      電子是人們發現的第一個基本粒子,它是構成物質世界的重要成員。從1897年被英國物學家J·J·湯姆遜發現到今天已過去105個年頭,它的作用和意義是非常明顯的,無論在人類的認識史上,還是在物理學的發展史上,都佔有重要的位置。  基本粒子是指人們認知的構成物質的最小最基本的單位,即在不改變物質屬性的前提下的最小體積物質。它是組成各種各樣物體的基礎,並不會因為小而斷定它不是某種物質。但在夸克理論提出後,人們認識到基本粒子也有複雜的結構,故一般不提"基本粒子"這一說法。根據作用力的不同,粒子分為強子、輕子和傳播子三大類。  大小  基本粒子要比原子、分子小得多,現有最高倍的電子顯微鏡也不能觀察到。質子、中子的大小,只有原子的十萬分之一。而輕子和夸克的尺寸更小,還不到質子、中子的萬分之一。  質量  粒子的質量是粒子的另外一個主要特徵量。按照粒子物理的規範理論,所有規範粒子的質量為零,而規範不變性以某種方式被破壞了,使夸克、帶電輕子、中間玻色子獲得質量。現有的粒子質量範圍很大。光子、膠子是無質量的,電子質量很小,π介子質量為電子質量的280倍;質子、中子都很重,接近電子質量的2000倍,已知最重的粒子是頂夸克。己發現的六種夸克,從下夸克到頂夸克,質量從輕到重。中微子的質量非常小,己測得的電子中微子的質量為電子質量的七萬分之一,已非常接近零。  壽命  粒子的壽命是粒子的第三個主要特徵量。電子、質子、中微子是穩定的,稱為 "長壽命"粒子;而其他絕大多數的粒子是不穩定的,即可以衰變。一個自由的中子會衰變成一個質子、一個電子和一箇中微子; 一個π介子衰變成一個μ子和一箇中微子。粒子的壽命以強度衰減到一半的時間來定義。質子是最穩定的粒子,實驗已測得的質子壽命大於10的33次方年。  對稱性  粒子具有對稱性,有一種粒子,必存在一種反粒子。1932年科學家發現了一個與電子質量相同但帶一個正電荷的粒子,稱為正電子;後來又發現了一個帶負電、質量與質子完全相同的粒子,稱為反質子;隨後各種反夸克和反輕子也相繼被發現。一對正、反粒子相碰可以湮滅,變成攜帶能量的光子,即粒子質量轉變為能量;反之,兩個高能粒子碰撞時有可能產生一對新的正、反粒子,即能量也可以轉變成具有質量的粒子。  自旋  粒子還有另一種屬性-自旋。自旋為半整數的粒子稱為費米子,為整數的稱為玻色子。  首先對基本粒子提出自轉與相應角動量概念的是1925年由 Ralph Kronig 、George Uhlenbeck 與 Samuel Goudsmit 三人所為。然而爾後在量子力學中,透過理論以及實驗驗證發現基本粒子可視為是不可分割的點粒子,是故物體自轉無法直接套用到自旋角動量上來,因此僅能將自旋視為一種內在性質,為粒子與生俱來帶有的一種角動量,並且其量值是量子化的,無法被改變(但自旋角動量的指向可以透過操作來改變)。  守恆  物質是不斷運動和變化的,在變化中也有些東西不變,即守恆。粒子的產生和衰變過程就要遵循能量守恆定律。此外還有其他的守恆定律,例如質量守恆、動量守恆、角動量守恆,以及微觀現象中不連續的宇稱守恆、電荷守恆,還有重子數守恆、輕子數守恆、奇異數守恆、同位旋守恆等。

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