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[[分類:科學]]
本單元所述，依據「標準模型」。
==大強子對撞機==
[[File:Large Hadron Collider at CERN map.svg|thumb|left|300px|CERN大型強子對撞機位置圖]]
[[File:LHC quadrupole magnets.jpg|thumb|left|300px|LHC的超導電四極電磁鐵]]
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大型強子對撞機(LHC)是一座位於瑞士日內瓦近郊歐洲核子研究組織的對撞型粒子加速器，作為國際高能物理學研究之用。LHC已經建造完成，2008年9月10日開始試運轉，並且成功地維持了兩質子束在軌道中運行，成為世界上最大的粒子加速器設施。


大型強子對撞機是在一個圓周為27公里的圓形隧道內，該隧道因當地地形的起伏而位於地下約50至150公尺之間。隧道本身直徑三公尺，位於同一平面上，並貫穿瑞士與法國邊境，主要的部份大半位於法國。雖然隧道本身位於地底下，尚有許多地面設施如冷卻壓縮機，通風設備，控制電機設備，還有冷凍槽等等建構於其上。


加速器通道中，主要是放置兩個質子束管。由於須維持前所未有高能量的粒子運行，加速管由超導磁鐵所包覆，以液態氦來冷卻。管中的質子是以相反的方向，環繞著整個環型加速器運行。除此之外，在四個實驗碰撞點附近，另有安裝其他的二極偏向磁鐵及四極聚焦磁鐵。
<br/><br/><br/><br/>

==基本粒子==
[[基本粒子/進階|進階的講義]]

[http://jendo.org/files/6year/教學資源/原子的顯微照片.jpg 銅板上的一氧化碳，只能看見氧原子(放大一億倍)]
===守恆律===
#在基本粒子的世界中，基本粒子可以無中生有，也可以相互淹滅，但過程必須遵守各種守恆律。
#質能守恆：能量可以從虛無中化生成一對正反粒子，正反粒子也可以相互淹滅轉為能量。但其過程須遵守質能守恆定律。質能間的轉換比即為 E=mc<sup>2</sup> 。
#電荷(Q)守恆：任何過程電荷總量不變。

===物質基本粒子===
*[http://jendo.org/files/6year/教學資源/基本粒子.jpg 十二種物質基本粒子簡單圖示]
*物質基本粒子簡表：
<table class=nicetable>
<tr><th>I世代</th>			<th>II世代</th>				<th>III世代</th>			<th>電荷(Q)</th></tr>
<tr><th>上(u)</th>			<th>魅(粲)(c)</th>			<th>頂(t)</th>				<th>2/3</th>	</tr>
<tr><th>下(d)</th>			<th>奇(異)(s)</th>			<th>底(b)</th>				<th>-1/3</th>	</tr>
<tr><th>微中子(ν<sub>e</sub>)</th>	<th>渺微中子(ν<sub>μ</sub>)</th>	<th>濤微中子(ν<sub>τ</sub>)</th>	<th>0</th>	</tr>
<tr><th>電子(e)</th>			<th>渺子(μ)</th>			<th>濤子(τ)</th>			<th>-1</th>	</tr>
</table>
*上表諸粒子均有靜質量，參與重力作用。
*只有 I世代 的基本粒子是穩定的。
*[http://jendo.org/files/6year/教學資源/質子中子.png 質子與中子的組成]
*#質子[[File:Quark structure proton.svg|420px]]
*#中子[[File:Quark structure neutron.svg|420px]]

===載力基本粒子===
[http://jendo.org/files/6year/教學資源/吸力.jpg 吸力圖示]

[http://jendo.org/files/6year/教學資源/斥力.jpg 斥力圖示]

<table class=nicetable>
<tr><th colspan=4>粒子</th>														<th>自旋</th><th>電荷</th><th>質量</th><th>作用力</th></tr>
<tr><th rowspan=6>玻色子<br/>整數自旋</th>	<th rowspan=5>規範傳播子</th>	<th colspan=2>光子(γ)</th>				<th>1</th><th>0</th><th>0</th><th>電磁力</th></tr>
<tr>										<th rowspan=2>弱玻色子</th>	<th>W<sup>±</sup></th>	<th>1</th><th>±1</th><th>15.7萬</th><th>弱力</th></tr>
<tr>														<th>Z</th>		<th>1</th><th>0</th><th>17.8萬</th><th>弱力</th></tr>
<tr>										<th colspan=2>膠子(g)</th>				<th>1</th><th>0</th><th>0</th><th>強力</th></tr>
<tr>										<th colspan=2>引力子(G)</th>				<th>2</th><th>0</th><th>0</th><th>重力</th></tr>
<tr>						<th colspan=3>希格斯粒子(H)</th>							<th>0</th><th>0</th><th>待測</th><th>電弱</th></tr>
</table>
基本作用力：力(荷、場、傳播子)
*電磁力：電荷透過發射或吸收光子產生作用力。
*弱作用力：夸克透過發射或吸收弱玻色子改變風味(種類)，因為比電磁力弱所以叫弱作用力。
*強作用力：夸克透過發射或吸收膠子，而束縛在一起。
*萬有引力：帶質量的粒子透過交換重力子相互產生引力。
*希格斯機制，帶質量的基本粒子和希格斯粒子間的作用減慢速度。
====剩餘的強作用力====
質子或中子中的夸克與另一質子或中子中的夸克產生強作用力，克服質子間的排斥力，使原子核不致飛散。
====剩餘的電磁作用力====
原子中的質子與另一原子中的電子產生的吸力，克服原子間的斥力，使原子可以結合成分子。

====質量與重力的區別====
#質量：[http://jendo.org/files/6year/教學資源/希格斯機制.png 希格斯機制]，空間中布滿希格斯粒子，明星來了「粉絲希格斯粒子」圍上去，使明星變得前進緩慢，形成「慣性」，這是質量的起源。如果非明星來了，將以光速通過布滿希格斯粒子的空間。
#重力：兩個有質量的粒子，可以對拋重力子，形成重力。

==「標準模型」主程式==
[http://exaos.github.io/trans/most-beautiful-equations.html 世界上最美的方程式]
<!--
\begin{align}
\label{eq:sm}
\mathcal{L}_{\text{SM}} &=&
\underbrace{ \frac{1}{4} W_{\mu\nu} \cdot W^{\mu\nu} -
\frac{1}{4} B_{\mu\nu} B^{\mu\nu} - \frac{1}{4} G^{a}_{\mu\nu} G^{\mu\nu}_{a}
}_{\text{规范玻色子的动能和自相互作用}} \\
&+& \underbrace{ L\gamma^{\mu} \left( i\partial_{\mu} - \frac{1}{2}g\tau\cdot W_{\mu}
  - \frac{1}{2} g' Y B_{\mu} \right) L + R\gamma^{\mu} \left( i\partial_{\mu}
  - \frac{1}{2} g' Y B_{\mu} \right) R
}_{\text{费米子动能和弱相互作用}} \\
&+& \underbrace{ \frac{1}{2} \left| \left( i\partial_{\mu} -
  \frac{1}{2} g \tau \cdot W_{\mu} - \frac{1}{2} g' Y B_{\mu} \right) \phi \right|^2
  - V(\phi)}_{\text{\(W^{\pm}\), \(Z\), \(\gamma\), 希格斯子质量和耦合过程}} \\
&+& \underbrace{ g'' \left( \overline{q} \gamma^{\mu} T_a q \right) G^{a}_{\mu}
   }_{\text{夸克和胶子之间的相互作用}}
   + \underbrace{ \left(G_1 \overline{L} \phi R + G_2 \overline{L} \phi_c R + h.c. \right)
}_{\text{费米子获得质量及与希格斯子的耦合}}
\end{align}
-->