原子核物理課件0粒子漫談

粒子物理漫談東方：道生一，一生二，二生三，三生萬物道：宇宙的本原一：原始的混沌狀態(tài)二：陰陽三：陰陽相激，產(chǎn)生氣。1。宇宙的組成西方：大地混沌，還沒有成形。深淵一片黑暗；上帝的靈運(yùn)行在水面上。上帝命令：“要有光，光就出現(xiàn)。”這是第一天。原子論：2000多年前，德莫克利特五行學(xué)說：金木水火土現(xiàn)代原子論：1800年，道爾頓。元素周期表：109種元素，其中最后17種由人工生成。電子(electron)質(zhì)子(proton)中子(neutron)夸克(quark)原子核(nucleus)1大小包括：48種基礎(chǔ)費(fèi)米子（fermion），13種媒介玻色子（boson），1種希格斯粒子（Higgs,也是一種玻色子）。磚頭水泥神的手指共62種!宇宙的基石磚頭：48種基礎(chǔ)費(fèi)米子(fermion)

:祖孫三代,孿生子,男+女

48=6*2(反)+6*3(色)*2(反)

力 強(qiáng)作用 電磁作用 弱作用 萬有引力范圍 核內(nèi) 無窮 核內(nèi) 無窮強(qiáng)度 1 10-2 10-9 10-38媒介 膠子(gluon)

光子

W±，Z 引力子(graviton)個(gè)數(shù)

8 1 3 1自旋 1 1 1 2

水泥：13種媒介玻色子(boson)：？神的手指：希格斯粒子(higgs)（1種）賦予一些粒子質(zhì)量。它的存在是真空的自發(fā)對(duì)稱破缺的反映。實(shí)驗(yàn)上還沒找到。歐洲核子研究中心科學(xué)家在2011年12月13日表示，他們發(fā)現(xiàn)了希格斯玻色子存在的跡象，這種碎片有時(shí)被稱為“上帝粒子”，因?yàn)樗怯钪嬷兴形镔|(zhì)的質(zhì)量之源。但是歐洲核子研究中心的科學(xué)家們需要在未來幾個(gè)月進(jìn)行更多的實(shí)驗(yàn)，以便獲得結(jié)論性證據(jù)。2012.7.4.CERN新聞發(fā)布會(huì)場Geneva,4July2012.AtaseminarheldatCERN1todayasacurtainraisertotheyear’smajorparticlephysicsconference,ICHEP2012inMelbourne,theATLASandCMSexperimentspresentedtheirlatestpreliminaryresultsinthesearchforthelongsoughtHiggsparticle.Bothexperimentsobserveanewparticleinthemassregionaround125-126GeV.磚頭水泥神的手指共62種!宇宙的基石包括：48種基礎(chǔ)費(fèi)米子，13種媒介玻色子，1種希格斯粒子（也是一種玻色子）。電磁作用(eletro-magneticinteraction)g電子電子2.電磁作用和弱作用理論：QEDnepve弱作用過程衰變：np+e+理論：中間玻色子理論 宇稱不守恒弱電統(tǒng)一理論ne-p中間玻色子

1961年，SLGlashow,1967,1968年SWeinbergandASalam建立了弱電統(tǒng)一理論，并預(yù)言：W+,W-,Z0

三個(gè)中間玻色子（1979年獲Nobel獎(jiǎng)）。此時(shí)，W,Z玻色子還沒有被觀察到。但人們相信，這只是遲早的事。果然，1983年，CERN發(fā)現(xiàn)了它們。與理論預(yù)言相符。Yang-Mills

規(guī)范場！ne-pW-ne-pW+強(qiáng)子(hadron)：發(fā)生強(qiáng)相互作用的粒子。強(qiáng)子包括介子(meson)（p,r,w,…)，重子(baryon)(n,p,L,S,…)。其中有：奇異粒子：重介子（K+，K-，K0…)，超子（L,S,W,X…).快產(chǎn)生，慢衰變（10-10s)。它們都包含奇異夸克。共振粒子：D++,D+,D0,D-

……壽命短（10-24s).4.強(qiáng)相互作用內(nèi)部結(jié)構(gòu)：強(qiáng)子都是由夸克組成的。用高能電子轟擊質(zhì)子或中子，發(fā)現(xiàn)質(zhì)子和中子都有內(nèi)部結(jié)構(gòu)?？淇藰?gòu)成：p=(uud),n=(udd),...蓋爾曼,夸克模型獲1969諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)這說明，quark有另外一個(gè)自由度，取名為顏色：紅，綠，藍(lán)。三基色混合給出白色。強(qiáng)子都是白色的。量子色動(dòng)力學(xué)。不同種類的quark稱為味道（flavors).夸克有6味3色。S=1/2S=3/2S=0S=1

…….………...違反泡利不相容原理！

重子介子重子介子RGB

白白白白顏色的量子力學(xué)本質(zhì)：一種狀態(tài)QuantumChromodynamics

（QCD)量子色動(dòng)力學(xué)c夸克（charmquark)：丁肇中1974年發(fā)現(xiàn)共振態(tài)J/y粒子(1976年Nobel)。該粒子質(zhì)量大（1.35GeV),壽命長。t夸克已經(jīng)重得象190Os的原子核?？淇擞辛叮簎,d,s,c,b,t；

up,down,strange,charm,bottom,top每味有紅、綠、藍(lán)三色（R，G，B）。色囚禁：色自由度永遠(yuǎn)不能被解放。up+SK+真空漸進(jìn)自由力距離up+04年諾貝爾物理獎(jiǎng)5。相互作用的理論----規(guī)范場1954,Gaugetheory,Yang-Mills.守恒

對(duì)稱性規(guī)范場相互作用場例子：電荷守恒U(1)對(duì)稱電磁場

1961年，SLGlashow,1967,1968年SWeinbergandASalam在Yang-Mills

的基礎(chǔ)上獨(dú)立地建立了弱電統(tǒng)一理論，并預(yù)言：W+,W-,Z0

（1979年獲Nobel獎(jiǎng)）。1983年，CERN發(fā)現(xiàn)了它們。與理論預(yù)言相符。6。弱電統(tǒng)一理論----愛因斯坦的夢(mèng)想第一次實(shí)現(xiàn)

Yang-Mills+真空對(duì)稱自發(fā)破缺希格斯粒子粒子質(zhì)量兩名日本學(xué)者和一名美國籍日本科學(xué)家7日分享2008年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。3名物理學(xué)家分別在上世紀(jì)60年代和70年代通過數(shù)學(xué)模型“預(yù)言”了量子世界自發(fā)性對(duì)稱破缺現(xiàn)象的存在機(jī)制和根源。美國芝加哥大學(xué)名譽(yù)教授南部陽一郎因發(fā)現(xiàn)亞原子物理學(xué)中的自發(fā)性對(duì)稱破缺機(jī)制而獲獎(jiǎng)。日本高能加速器研究機(jī)構(gòu)名譽(yù)教授小林誠和京都大學(xué)名譽(yù)教授益川敏英則因有關(guān)對(duì)稱性破缺起源的發(fā)現(xiàn)而獲獎(jiǎng)。7。理論進(jìn)展 電磁 弱 強(qiáng) 引力對(duì)稱 U(1)

SU(2)

SU(3)

時(shí)空理論