基本粒子:修訂版本之間的差異
出自六年制學程
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===守恆律=== | ===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。 | #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。 | ||
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===物質基本粒子=== | ===物質基本粒子=== | ||
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*上表諸粒子均有靜質量,參與重力作用。 | *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。 | *只有 I世代 的基本粒子是穩定的。 | ||
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===載力基本粒子=== | ===載力基本粒子=== | ||
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====質量與重力的區別==== | ====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。 | + | #質量:[http://jendo.org/files/6year/教學資源/科學/基本粒子/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。 | #重力:兩個有質量的粒子,可以對拋重力子,形成重力。 | ||
2016年3月10日 (四) 20:21的最新修訂版本
本單元所述,依據「標準模型」。
目錄
大強子對撞機
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。基本粒子
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=mc2 。
- 電荷(Q)守恆:任何過程電荷總量不變。
物質基本粒子
- 十二種物質基本粒子簡單圖示
- 物質基本粒子簡表:
I世代 | II世代 | III世代 | 電荷(Q) |
---|---|---|---|
上(u) | 魅(粲)(c) | 頂(t) | 2/3 |
下(d) | 奇(異)(s) | 底(b) | -1/3 |
微中子(νe) | 渺微中子(νμ) | 濤微中子(ντ) | 0 |
電子(e) | 渺子(μ) | 濤子(τ) | -1 |
- 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。
- 質子與中子的組成
載力基本粒子
粒子 | 自旋 | 電荷 | 質量 | 作用力 | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|
玻色子 整數自旋 | 規範傳播子 | 光子(γ) | 1 | 0 | 0 | 電磁力 | |
弱玻色子 | W± | 1 | ±1 | 15.7萬 | 弱力 | ||
Z | 1 | 0 | 17.8萬 | 弱力 | |||
膠子(g) | 1 | 0 | 0 | 強力 | |||
引力子(G) | 2 | 0 | 0 | 重力 | |||
希格斯粒子(H) | 0 | 0 | 待測 | 電弱 |
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: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。