十、粒子物理的标准模型(§19-10)

    1. 三代费米子

    这三代费米子都列在教材的表19-3中,由此表可见,每一代费米子都具有以下特点:

    (1)  每一代中的粒子的自旋都是1/2

    (2)  每一代的总电量都为零;

    (3)  每一代都包括1个中微子、1个带电轻子和两味夸克,其中每味夸克都有三种色状态,共有6种夸克。所以每一代费米子都包含有8种粒子,加上它们的反粒子,共有16种粒子。

    2. 基本相互作用

    (1)  标准模型认为,微观物质的基本相互作用有3种,即色相互作用、电弱相互作用和引力相互作用。

    (2)  3种基本相互作用是通过规范玻色子作为媒介粒子实现的。

    (3)  核子之间的强相互作用实际上是色相互作用的剩余效应,或者说是色相互作用的实验表现。

    3. 规范玻色子

    (1)  规范玻色子是3种基本相互作用的媒介粒子,共有13种,都列在教材的表19-5中。

    (2)  实验上虽然还没有观测到自由状态下的胶子,但是它的存在已经有充分的实验验证。

    (3)  目前还没有引力子g存在的直接实验证据。多年来,天体物理学家从多方面力图观测远方星体运动所发出的引力波,都没有取得肯定的结果。

    (4)  希格斯(Higgs)粒子虽然不属于规范玻色子,但与规范玻色子有密切关系。按照电弱统一理论,电弱相互作用的对称性自发破缺,而分解为性质极不相同的电磁相互作用和弱相互作用。在实现电弱相互作用的对称性自发破缺后,自然界至少应有一种中性的希格斯粒子存在。理论上对这种粒子的所有相互作用性质和运动行为都作了精确的描绘和预言。实验上寻找希格斯粒子也是当前粒子物理研究的中心课题之一。

       
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