當代物理學對物質(zhì)微觀世界基本粒子的認識_圖文

1、當代物理學對物質(zhì)微觀世界基本粒子的認識簡介2010-07-16 05:38:04| 分類:默認分類 |字號大 中 小 訂閱 當代物理學對物質(zhì)微觀世界基本粒子的認識簡介 一、物理概念 :基本粒子 即在不改變物質(zhì)屬性的前提下的最小體積物 質(zhì)。它是組成各種各樣物體的基礎(chǔ)。并不會因為小而斷定它 不是某種物質(zhì)。簡單介紹:名稱:基本粒子 英語名稱:elementary particle 基本粒子指人們認知的構(gòu)成物質(zhì)的最小最基本的單位。但在 夸克理論提出后,人們認識到基本粒子也有復雜的結(jié)構(gòu),故 現(xiàn)在一般不提 “ 基本粒子 ” 這一說法。根據(jù)作用力的不同,粒 子分為:1、強子2、輕子3、傳播子三大類強子就是是

2、所有參與強力作用的粒子的總稱。它們由夸 克組成,已發(fā)現(xiàn)的夸克有六種它們是 :1 . 頂夸克2 . 上夸克3 . 下夸克4 . 奇異夸克5 . 粲夸克6 . 底夸克其中理論預言頂夸克的存在, 2007年 1月 30日發(fā)現(xiàn) 于美國費米實驗室?，F(xiàn)有粒子中絕大部分是1 . 強 子2 . 質(zhì) 子3 . 中 子4 . 介 子等都屬于強子。 (另外還發(fā)現(xiàn)反物質(zhì) , 有著名的反 夸克 , 現(xiàn)已被發(fā)現(xiàn)且正在研究其利用方法 , 由此我們推測, 甚至 可能存在反地球 , 反宇宙 輕子就是只參與弱力、電磁力和引力作用,而不參 與強相互作用的粒子的總稱。輕子共有六種,包括 :1 . 電 子2 . 電 子 中 微 子3

3、.子4 . 子 中 微 子5 . 子6 . 子 中 微 子電子、 子和 子是帶電的,所有的中微子都不帶 電,且所有的中微子都存在反粒子; 子是 1975年發(fā)現(xiàn)的重 要粒子,不參與強作用,屬于輕子,但是它的質(zhì)量很重,是 電子的 3600倍,質(zhì)子的 1.8倍,因此又叫重輕子。傳播子也屬于基本粒子。傳遞強作用的膠子共有 8種, 1979年在三噴注現(xiàn)象中被間接發(fā)現(xiàn),它們可以組成膠子 球,由于色禁閉現(xiàn)象,至今無法直接觀測到。光子傳遞電磁 相互作用,而傳遞弱作用的 W+, W-和 Z0,膠子則傳遞強相 互作用。重矢量玻色子是 1983年發(fā)現(xiàn)的,非常重,是質(zhì)子的 80一 90倍。二 . 主 要 特 征 :基

4、本粒子要比原子、分子小得多,現(xiàn)有最高倍的電子顯 微鏡也不能觀察到。質(zhì)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(zhì)子、中子的萬分 之一。粒子的質(zhì)量是粒子的另外一個主要特征量。按照粒子物理的 規(guī)范理論,所有規(guī)范粒子的質(zhì)量為 零, 而規(guī)范不變性以某種方式 被破壞了, 使夸克、 帶電輕子、 中間玻色子獲得質(zhì)量?，F(xiàn)有的粒子質(zhì)量范圍很大。光子、膠 子是無質(zhì)量的,電子質(zhì)量很小, 介子質(zhì)量為電子質(zhì)量的 280倍;質(zhì)子、中子都很重,接近電子質(zhì)量的 2000倍,已知最重 的粒子是頂夸克。己發(fā)現(xiàn)的六種夸克,從下夸克到頂夸克, 質(zhì)量從輕到重。中微子的質(zhì)量非常小,目前己測得的電子中 微子的質(zhì)

5、量為電子質(zhì)量的七萬分之一,已非常接近零。 粒子的壽命是粒子的第三個主要特征量。電子、 質(zhì)子、 中微子是穩(wěn)定的, 稱為 " 長壽命 " 粒子; 而其他絕大多數(shù)的粒子是不穩(wěn)定的,即可以衰變。一個自由 的中子會衰變成一個質(zhì)子、一個電子和一個中微子; 一個 介子衰變成一個 子和一個中微子。粒子的壽命以強度衰減到一半的時間來定義。質(zhì)子是最穩(wěn)定的粒子,實驗已測得的質(zhì)子壽命大于10的33次方年。粒子具有對稱性,有一個粒子,必存在一個反粒子。1932年科學家發(fā)現(xiàn)了一個與電子質(zhì)量相同但帶一個正電荷的粒子,稱為正電子;后來又發(fā)現(xiàn)了一個帶負電、質(zhì)量與質(zhì)子完全相同的粒子,稱為反質(zhì)子;隨后各種反夸克

6、和反輕子也相繼被發(fā)現(xiàn)。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(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰?反之,兩個高能粒子碰撞時有可能產(chǎn)生一對新的正、反粒子,即能量也可以轉(zhuǎn)變成具有質(zhì)量的粒子。粒子還有另一種屬性自旋。自旋為半整數(shù)的粒子稱為費米子,為整數(shù)的稱為玻色子。物質(zhì)是不斷運動和變化的,在變化中也有些東西不變,即守恒。粒子的產(chǎn)生和衰變過程就要遵循能量守恒定律。此外還有其他的守恒定律,例如輕子數(shù)和夸克數(shù)守恒,這是基于實驗上觀察不到單個輕子和夸克的產(chǎn)生和湮滅,必須是粒子、反粒子成對地產(chǎn)生和湮滅而總結(jié)出來的。微觀世界的粒子具有雙重屬性粒子性和波動性。描述粒子的粒子性和波動性的雙重屬性,以及粒子的產(chǎn)生和消滅過程

7、的基本理論是量子場論。量子場論和規(guī)范理論十分成功地描述了粒子及其相互作用。三. 主要結(jié)構(gòu):保羅·狄拉克1933年,狄拉克關(guān)于正電子存在的預言被證實,1 936年安德森因此獲得諾貝爾物理學獎。1955年塞格雷和錢伯林利用高能加速器發(fā)現(xiàn)了反質(zhì)子,他們因此獲1959年物理獎。第二年又有人發(fā)現(xiàn)了反質(zhì)子。1959年王淦昌等人發(fā)現(xiàn)了反西格瑪負超子。這些都為反物質(zhì)的存在提供了證據(jù)。萊因斯等利用大型反應堆,經(jīng)過3年的努力,終于在1956年直接探測到鈾裂變過程中所產(chǎn)生的反中微子。他因此獲1995年物理學獎。到1968年,人們才探測到了來自太陽的中微子。1947年鮑威爾利用自己發(fā)明的照相乳膠技術(shù)在宇宙線

8、中找到了1934年湯川秀樹提出的介子場理論中預言的介子。湯川秀樹獲1949年物理獎,鮑威爾獲1950年物理獎。到50年代末,基本粒子的數(shù)目已達30種。這些粒子絕大多數(shù)是從宇宙射線中發(fā)現(xiàn)的。自1951年費米首次發(fā)現(xiàn)共振態(tài)粒子以來,至80年代已發(fā)現(xiàn)的共振態(tài)粒子達300多種。所有的基本粒子都是共振態(tài),共振態(tài)的發(fā)現(xiàn)其實已經(jīng)揭開了基本粒子的秘密,即所有的基本粒子都是共振態(tài).共振態(tài)分二類,一類是不穩(wěn)定的,如強子類;另一類是穩(wěn)定的,如電子.中子等.它門不容易發(fā)生自發(fā)衰變.不存在絕對穩(wěn)定的基本粒子,如電子在一定的條件下也會堙滅(與正電子相遇時。產(chǎn)生基本粒子的外因是物質(zhì)波的交匯,交匯處形成波包.內(nèi)因是交匯處發(fā)生

9、了共振,客觀表現(xiàn)為共振態(tài)-即基本粒子的產(chǎn)生.夸克模型基本粒子如此之多,難道它們真的都是最基本、不可分的嗎?近40年來大量實驗實事表明至少強子是有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的。1964年蓋爾曼提出了夸克模型,認為介子是由夸克和反夸克所組成,重子是由三個夸克組成。他因此獲1969年物理獎。1990年弗里德曼、肯德爾和泰勒因在粒子物理學夸克模型發(fā)展中的先驅(qū)性工作而獲物理獎。1965年,費曼、施溫格、朝永振一郎因在量子電動力學重整化和計算方法的貢獻,對基本粒子物理學產(chǎn)生深遠影響而獲物理獎。溫伯格和薩拉姆等以夸克模型為基礎(chǔ),完成了描述電磁相互作用和弱相互作用的弱電統(tǒng)一理論。他們因此而獲1979年物理獎。目前統(tǒng)一場論的發(fā)展

10、正向著把強相互作用統(tǒng)一起來的大統(tǒng)一理論和把引力統(tǒng)一進來的超統(tǒng)一理論前進。并且這種有關(guān)小宇宙的理論與大宇宙研究的結(jié)合,正在推進著宇宙學的進展。如今,人類為了把宇宙中的四大基本力統(tǒng)一起來,于是Gabriele Veneziano創(chuàng)造了弦論,弦論的一個基本觀點就是,自然界的基本單元不是電子、光子、中微子和夸克之類的粒子。這些看起來像粒子的東西實際上都是很小很小的弦的閉合圈(稱為閉合弦或閉弦,閉弦的不同振動和運動就產(chǎn)生出各種不同的基本粒子。它已經(jīng)成為人類探尋宇宙奧秘的一個非常重要的理論四. 基本粒子表:基本粒子的概念也在隨著物理學的發(fā)展而不斷的變化著,人們的認識也在朝著揭示微觀世界的更深層次不斷地深入

11、。1. “基本粒子”的“祖孫”三代從湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子到1932年發(fā)現(xiàn)中子,人們認識到質(zhì)子、中子、電子和光子可以稱為基本粒子。當時一度認為一 切都已搞清楚:質(zhì)子和中子構(gòu)成一切原子核;原子核和電子 則構(gòu)造了自然界的一切原子和分子,而光子僅僅是構(gòu)成光與 電磁波的最小單元。然而好景不長,對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的這樣一種 “ 圓滿 ” 的解釋并沒能持續(xù)多久,人們很快發(fā)覺當時所發(fā)現(xiàn)的 基本粒子不能圓滿地解釋核力。第一代1935年著名的日本物理學家湯川秀樹 (19071981年大膽假設(shè),很可能還有未曾發(fā)現(xiàn)的新粒子。湯川秀樹認 為,就像電磁相互作用是通過交換光子而實現(xiàn)的那樣,核力 是通過核子間交換一種介子而實現(xiàn)的。他還估算

12、出了這種粒 子的質(zhì)量大約是電子質(zhì)量的 200倍。 兩年之后, 美國物理學家 卡爾 ·戴維 ·安德孫 (1905年 在宇宙射線中發(fā)現(xiàn)了一種帶電 粒子,它的質(zhì)量是電子的 200倍左右,被命名為 “ m (繆介 子 ” 。理論預言的成功使人們倍感欣慰,但進一步的考察卻令 人十分掃興。因為這種 m 介子根本不與核子相互作用,很明 顯, 它不可能是湯川秀樹所預言的粒子。 1947年, 巴西 物理學家塞色, M ·G ·拉帝斯等人利用核乳膠在宇宙射線中又 發(fā)現(xiàn)了一種介子 p 介子。 p 介子的性質(zhì)完全符合湯川秀樹 的預言,能夠解釋核力。實際上, “ m 介子 ” 不

13、是介子而是一種輕子, 所以現(xiàn)在將 m 介子稱為 “ m 子 ” 。 到 1947年, 人們認 識的粒子已達 14種之多。其中包括當時已發(fā)現(xiàn)的 :1. 光 子 ( g 2. 正 電 子 ( e + 3. 負 電 子 (e - 4. 正 m 子 (m + 5. 負 m 子 (m - 6. p + 介 子7. p - 介 子8. p 0 介 子9. 質(zhì) 子 (p 10. 中 子 (n 11. 正 電 子12. 反 電 子13. 中 微 子14. 反 質(zhì) 子15. 反 中 子這 15種粒子各有用武之地,其中質(zhì)子、中子和電子構(gòu)成 一切穩(wěn)定的物質(zhì);光子是電磁力的傳遞者, p 介子傳遞核力, 中微子在 b

14、衰變中扮演不可缺少的角色(b 衰變是原子核自 發(fā)地放射出電子或正電子,或者俘獲原子內(nèi)電子軌道上的一 個電子, 而發(fā)生的轉(zhuǎn)變 ; 而 m 子則在宇宙射線中出現(xiàn)。 以上這些就構(gòu)成了第一代粒子。第二代穩(wěn)定的秩序似乎并沒有維持多久, “ 完滿 ” 的舊理論很快就 被一系列新的疑問所沖破。在發(fā)現(xiàn) p 介子的 1947年,人們利 用宇宙射線在云室中拍下了兩張有 V 字形徑跡的照片,衰變 產(chǎn)物是 p ±介子和質(zhì)子(p 。這兩種徑跡不能用任何當時已發(fā) 現(xiàn)的第一代粒子來解釋,于是人們很自然的想到,這一定是 兩種未發(fā)現(xiàn)的粒子衰變所形成的。在之后的幾年里,人們拍 攝了十多萬張宇宙射線照片,終于發(fā)現(xiàn)了這兩種

15、不帶電的新 粒子。其中一個質(zhì)量為電子質(zhì)量的 1000倍,現(xiàn)在被叫做 “ k0介子 ” ;另一個約為電子質(zhì)量的 2200倍,現(xiàn)在稱為 l 粒子(讀 “ 蘭布塔 ” 。我們稱它們?yōu)榈诙Ｗ?這是因為它們有兩個 明顯的特點:(1 產(chǎn)生快,衰變慢;(2 成對(協(xié)同產(chǎn)生,單個衰變。這些特點用過去的 理論是無法解釋的,所以又稱它們?yōu)?“ 奇異粒子 ” 。為了對這些奇異粒子進行定量研究, 光靠宇宙射線是不夠的。50 年代初,一些大型加速器陸續(xù)建成,使人們有可能利用加速器所加速的粒子來轟擊原子核,以研究奇異粒子。到1964年人們又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一批奇異粒子,使人們發(fā)現(xiàn)的粒子種類達到了33種。這些奇異粒子統(tǒng)稱為“

16、第二代粒子”。第三代如果我們把已發(fā)現(xiàn)的30多種粒子按它們的穩(wěn)定程度來分類,那么其中有的粒子是穩(wěn)定的,例如質(zhì)子、電子等;有的粒子卻要自發(fā)地衰變成其它粒子,例如m ±、p±、0、k0、0等。它們衰變的時間一般在10-20 10-16秒或大于10-10秒,分別屬于電磁作用衰變和弱作用衰變。到了60年代,由于加速器的能量逐步提高和高能探測器的迅速發(fā)展,在實驗上也發(fā)現(xiàn)了衰變時間在10-2410-23秒范圍的快衰變粒子,其衰變屬強作用衰變。這些粒子被稱為“共振態(tài)粒子”,也稱“第三代粒子”。由于它們的出現(xiàn),使粒子種類猛增到上百種.基本粒子理論在本質(zhì)上是一個發(fā)展中的理論,它在許多方面還不能

17、令人滿意,其中有兩個具有哲學意義的理論問題尚待澄清,即:層次結(jié)構(gòu)問題(見物質(zhì)結(jié)構(gòu)層次和相互作用統(tǒng)一問題(見相互作用的統(tǒng)一理論。在物質(zhì)結(jié)構(gòu)的原子層次上,可以把原子中的電子和原子核分割開來;在原子核層次上,也可以把微觀世界的粒子具有雙重屬性粒子性和波動性。描述粒子的粒子性和波動性的雙重屬性,以及粒子的產(chǎn)生和消滅過程的基本理論是量子場論。量子場論和規(guī)范理論十分成功地描述了粒子及其相互作用?；玖Ｗ永碚?于基本粒子的結(jié)構(gòu)、相互作用和運動轉(zhuǎn)化規(guī)律的理論。它的理論體系就是量子場論。按照量子場論的觀點,每一類型的粒子都由相應的量子場描述,粒子之間的相互作用就是這些量子場之間的耦合,而這種相互作用是由規(guī)范場量

18、子傳遞的。20世紀30年代以來,基本粒子理論在實驗的基礎(chǔ)上有了很大進展。在粒子結(jié)構(gòu)方面,人們已經(jīng)通過對稱性的研究深入到了一個層次,肯定了強子是由層子和反層子組成的,對真空特別是對真空自發(fā)破缺也有了新的認識。在相互作用方面,發(fā)展了可描述電磁相互作用的量子電動力學,發(fā)展了能統(tǒng)一描述弱相互作用和電磁相互作用的弱電統(tǒng)一理論,可用于描述強相互作用的量子色動力學。它們無一例外都是量子規(guī)范場理論,并且都在很大程度上與實驗一致,從而使人們對各種相互作用的規(guī)律性有了更深一層的了解?；玖Ｗ永碚撛诒举|(zhì)上是一個發(fā)展中的理論,它在許多方面還不能令人滿意,其中有兩個具有哲學意義的理論問題尚待澄清,即:層次結(jié)構(gòu)問題(見物

19、質(zhì)結(jié)構(gòu)層次和相互作用統(tǒng)一問題(見相互作用的統(tǒng)一理論。在物質(zhì)結(jié)構(gòu)的原子層次上,可以把原子中的電子和原子核分割開來;在原子核層次上,也可以把組成原子核的質(zhì)子和中子從原子核中分割出來?？墒沁M入到"基本粒子"層次后,情況有了變化。這種變化在于強子雖然是由帶"色"的層子和反層子組成的,但卻不能把層子或反層子從強子中分割出來。這種現(xiàn)象被稱為"色"禁閉。于是,在"基本粒子"層次,物質(zhì)可分的概念增添了新的內(nèi)容?？煞植⒉坏扔诳煞指?強子以層子和反層子作為組分,但卻不能從強子中分割出層子和反層子。"色"禁閉現(xiàn)象的原

20、因至今還未能從理論上找到明確答案。80年代已知的層子、反層子已達36種,輕子、反輕子已達12種,再加上作為力的傳遞者的規(guī)范場粒子以及Higgs粒子,總數(shù)已很多,這就使人們?nèi)ピO(shè)想這些粒子的結(jié)構(gòu)。物理學家們對此已經(jīng)給出許多理論模型,但各模型之間差別很大,近期內(nèi)還很難由實驗驗證和判斷究竟哪個模型正確。在弱電統(tǒng)一理論獲得成功之后,人們又探求強作用和弱作用、電磁作用三者之間的統(tǒng)一,提出了各種大統(tǒng)一模型理論。這種理論預言質(zhì)子也會衰變,其壽命約為1032±2年。但還沒有得到實驗上的證實。在探索力的統(tǒng)一理論時不能不考慮引力。但引力和弱作用力、電磁作用力、強作用力有重要差別,因為它直接與空間、時間的測

21、度有聯(lián)系,它的傳遞者引力子的自旋不同于其他三種作用力的傳遞者,它的耦合常數(shù)有量綱(質(zhì)量-2 ,從而會出現(xiàn)無窮多種發(fā)散,不能重整化。如果再考慮到A.愛因斯坦所提出的引力方程的非線性性質(zhì),就更增加了引力理論量子化、重整化的困難。初步的探討認為,引力場也是一種規(guī)范場,這就意味著引力和其他三種基本力在邏輯上最終會統(tǒng)一起來。但從問題的深度上可以看到,有一些關(guān)鍵性的因素人們還沒有掌握。基本粒子分族特性:族電荷質(zhì)量(注平均壽命(s共有的衰變產(chǎn)物反粒子輕子-e 106 2.2*10-6evv-e+1穩(wěn)定e+ve 0 0 穩(wěn)定v-e v0 0 穩(wěn)定v-重子p +e 938.26穩(wěn)定p-n 0 939.55930

22、pev-en-0 1115. 2.5*1p-,n-6 0-1 00+ +e 1189.48*10-10p 0, n + -0 0 1192.5小 于10-14, 輻 射+- -e 1197.31.5*10-1n - +- -e 1321.21.7*10-1- +0 0 1314.73*10-100 0介子+ +e 139.62.6*10-8+v- -e 139.62.6*10-8-v +0 0 135. 10-輻射 00 6K+ +e 493.81.2*10-8+v, +0K-K- -e 493.81.2*10-8-v , -0 K+K0 0 497.88.6*10-11+-, 20 K0(快

23、衰變 方式 5.4*10-830, +-0(慢衰變 方式 +v -, + ev-, -+v-, -e+vK0(0 497. 衰 變 K0反 粒 子 8 方 式 與 K0相同0 548.830, 0+-, +-, 輻 射 注:表中粒子的質(zhì)量是按能量單位 1MeV (兆電子伏 給出的。 如 果 與 日 常 單 位 比 較 1MeV 相 當 于 以 1kW 功 率 工 作 1.6*10-16s.基本粒子物理學 :研究比原子核更深層次的微觀世界中物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì), 和在很高能量下這些物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化及其產(chǎn)生原因和規(guī)律的物 理學分支。又稱高能物理學。其發(fā)展大致經(jīng)歷 3個階段 :第一階段(18971937可追

24、溯到 1897年發(fā)現(xiàn)第一個基本粒子電子 。 1932 年 J. 查德威克在用 a 粒子轟擊核的實驗中發(fā)現(xiàn)了中子,隨即人們 認識到原子核是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的,從而形成所有物質(zhì)都 是由基本的結(jié)構(gòu)單元 質(zhì)子、中子、電子構(gòu)成的統(tǒng)一的世 界圖像。質(zhì)子、中子、電子和 A. 愛因斯坦提出并被 R.A. 密立 根和 A.H. 康普頓等人實驗證實的光子、 W. 泡利假設(shè)存在的 中微子(1956年最終被實驗證實以及 P .A.M. 狄拉克預言并 被 C.D. 安德森 1932 年在宇宙線中觀察到的正電子都被認 為是基本粒子或亞原子粒子。量子力學在此階段,理論上建立了量子力學,這是微觀粒子運動普遍遵從的基本規(guī)律。在

25、相對論量子力學的基礎(chǔ)上,通過場 的量子化初步建立量子場論,很好地解決了場的粒子性和描 述粒子的產(chǎn)生、湮沒等問題。隨著原子核物理的發(fā)展,發(fā)現(xiàn) 在相當于原子核大小的范圍內(nèi)除了引力相互作用電磁相互作 用之外,還存在比電磁作用更強的強相互作用和介于電磁作 用和引力作用之間的弱相互作用,前者是核子結(jié)合成核的核 力,后者引起原子核的 衰變。對于核力的研究認識到核力 是通過交換介子而產(chǎn)生的,并根據(jù)核力的電荷無關(guān)性建立起 同位旋概念。第二階段(19371964先后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了眾多的粒子。 1937年從宇宙線中發(fā)現(xiàn) 子, 后來證實它不參與強作用,它和與之相伴的 中微子同電子 及與之相伴的電子中微子可歸入一類 ,統(tǒng)

26、稱為輕子 。 1947年發(fā)現(xiàn) ±介子 , 1950年發(fā)現(xiàn) 0介子 , 1947 年還發(fā)現(xiàn)奇 異粒子。 50年代粒子加速器和各種粒子探測器有了很大發(fā)展, 從而開始了用加速器研究并大量發(fā)現(xiàn)基本粒子的新時期,各種粒子的反粒子被證實;發(fā)現(xiàn)了為數(shù)不少的壽命極短的共振態(tài)?；玖Ｗ拥拇罅堪l(fā)現(xiàn),其中大部分是強子,人們懷疑這些基本粒子的基本性。人們嘗試將強子進行分類,提出頗為成功的強子分類的“八重法”。這一階段理論上最重要的進展是重正化理論的建立和相互作用中對稱性的研究進一步解釋宇稱不守恒。關(guān)于描述電磁場量子化的量子電動力學,通過重正化方法消除了發(fā)散困難,對于電子和子反常磁矩以及蘭姆移位的理論計算與實

27、驗結(jié)果精確符合。量子電動力學經(jīng)受眾多實驗檢驗,成為描述電磁相互作用的成功的基本理論。對稱性與守恒定律聯(lián)系在一起,關(guān)于相互作用中對稱性的研究,最為重要的結(jié)果是1956年李政道、楊振寧提出弱作用下宇稱不守恒,21957年被吳健雄等人的實驗及其他實驗證實,這些實驗同時也證實了在弱作用下電荷共軛宇稱不守恒。這些研究推動弱作用理論的進展。第三階段(19641994以提出強子結(jié)構(gòu)的夸克模型為標志。1964 年M.蓋耳曼和G.茲韋克在強子分類八重法的基礎(chǔ)上分別提出強子由夸克構(gòu)成,夸克共有上夸克u、下夸克d和奇異夸克s三種,它們的電荷、重子數(shù)為分數(shù)。夸克模型可以說明當時已發(fā)現(xiàn)的各種強子?？淇四Ｐ偷玫胶髞磉M行的高能電子、高能中微子對質(zhì)子和中子的深度非彈性散射實驗的支持,實驗顯示出質(zhì)子和中子內(nèi)部存在點狀結(jié)構(gòu),這些點狀結(jié)構(gòu)可以認為是夸克