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量子电动力学引言!

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粒子物理学(或高能物理学)是探索物质结构的最前沿的科学,物
质结构的研究已从早先的原子层次深入到夸克和轻子这一新层次。60
年代初从加速器实验中发现了 100 多种基本粒子,这些基本粒子可以
分为两类:一类是参与强相互作用的粒子,如质子、中子、π 介子、
奇异粒子和一系列的共振态粒子等,统称为强子;另一类是不参与强
相互作用,只参与电磁、弱相互作用的粒子,如电子、μ子和中微子
等,统称为轻子。高能物理实验又进一步揭示上百种强子并不“基本”,
是有内部结构的。质子、中子、π介子等强子是由更小的夸克组成的,
夸克被看成是物质结构的新层次。并提出了夸克模型理论。这些强子
是由三种更基本的夸克(上夸克 u、下夸克 d 和奇异夸克 s)组成的。
六十年代大量的高能物理实验证实了夸克的存在。1974 年,丁肇中
和里克特发现了第四种夸克-粲夸克 c,1977 年发现了底夸克 b,1995
年发现了顶夸克 t,这 6 种夸克就是构成所有数百种强子的“基本”
单元。同时轻子的发现也达到了 6 种(电子、电子型中微子、μ子、μ
型中微子、τ 轻子、τ 型中微子)。因此夸克和轻子就是目前阶段我们
所认识的物质结构的新层次。I


IP属地:内蒙古1楼2013-10-30 09:15回复
    夸克、轻子通过电磁相互作用、弱相互作用、强相互作用和引力等运动规律就构成了自然界万物奥妙无穷、千变万化的物理现象。引力的相互作用强度最弱,在微观世界可以忽略,而强相互作用最强,是理解微观世界基本组成份以及它们之间相互作用运动规律的关键。
    19 世纪末麦克斯韦成功地提出了电磁学理论、将原来分开的电和磁学统一起来,预言了电磁波的存在,很快得到了实验的证实。20 世纪,电磁学规律已经对工业、农业、科学技术和军事产生了巨大的影响。1967 年,温伯格和萨拉姆提出了电磁相互作用和弱相互作用统一理论,并预言了弱中性流的存在以及传递弱相互作用的中间玻色子的质量。1983 年 1 月和 6 月分别发现了带电的和中性的中间玻色子。实验上测到的中间玻色子的质量与理论预言惊人地一致。这一发现证实了弱电统一理论的成功,其意义可以与将麦克斯韦电学和磁学统一理论的验证相比拟。弱电统一理论与描述夸克之间强相互作用的量子色动力学理论合在一起统称为粒子物理学中的标准模型理论。在标准模型中传递相互作用的媒介子分别是光子(传递电磁相互作用)、中间玻色子(传递弱相互作用)以及胶子(传递强相互作用)。夸克、轻子以及传递相互作用的媒介子就是物质世界的基本单元,它们遵从的规律是标准模型理论。标准模型理论是近半世纪以来探索物质结构研究的结晶,是 20 世纪最重要的成就之一。上世纪七十年代到世纪末,这一理论已经成功地受到了实验检验并正在继续发展。这一成就可以与本世纪初的玻尔原子模型相比,正是有了玻尔原子模型,才有 20 世纪 20 年代末量子力学理论的建立。可以相信,标准模型理论的发展必将导致深层次动力学规律的发现和建立。I


    IP属地:内蒙古2楼2013-10-30 09:16
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      IP属地:内蒙古来自Android客户端3楼2013-11-27 18:52
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