粒子理論~急

粒子物理
粒子物理是研究組成物質和射線的基本粒子以及它們之間的相互作用的物理學的一個分支。由於許多基本粒子在大自然在一般條件下不存在或不單獨出現，物理學家只有使用粒子加速器在高能相撞的條件下才能生產和研究它們，因此粒子物理也被稱為高能物理。

歷史
前6世紀古希臘的哲學家就提出了物質是由基本粒子組成的猜測。流西普斯、德謨克里特斯和伊比鳩魯是「原子論」的代表人物。17世紀時艾薩克·牛頓也有過物質是由粒子組成的想法。1802年約翰·道爾頓正式提出了所有物質是由原子組成的理論。

1869年季米特裡·門捷列夫發表的元素周期表加深了原子論的設想。約瑟夫·約翰·湯姆遜發現了原子中存在帶有負電荷、質量非常小的電子，認為原子是由質子和被束縛的電子組成的。歐內斯特·盧瑟福證明質子集中在非常緊密的原子核中。1932年英國物理學家乍得威克發現了中子，至此，人們認識到原子核是由質子和中子組成的，電子在原子核外運動。

20世紀原子物理學和量子物理學的研究導致了裂變和聚變的發現和實驗成功。人類能夠將一個元素的原子轉換成另一個元素的原子。

1950年代和60年代中許多新的粒子被發現，它們被統稱為「粒子動物園」。直到1970年代粒子物理的標準模型建立，將大多數這些粒子看作是少數基本粒子的合成粒子後這個混亂才減輕。

標準模型理論
目前描寫基本粒子的最成功的理論是標準模型理論，它使用規範玻色子來描寫強相互作用、弱相互作用和電磁相互作用。光子、W 及 Z 玻色子和膠子都屬於規範玻色子。此外按標準模型理論物質是由24種基本粒子組成的，最後這個理論還預言了一種現在還沒有被發現的希格斯玻色子。

理論粒子物理學
理論粒子物理學試圖研究和能夠解釋今天的實驗結果和能夠預言未來的實驗結果的模型、理論構架和數學工具。今天在這方面有許多不同的努力。

一個重要的工作點是更好地理解標準模型理論和其實驗結果，從試驗中獲得更精確的參數，這個工作點測試標準模型理論的極限來擴大我們對自然的理解。這個工作最大的困難在於量子色力學中對多個物體計算時的困難。一些理論家將他們的精力集中在有效場論。

另一個重要的工作點是建立超過標準模型理論的模型。由於今天的實驗數據還不夠，這個工作非常困難。新的理論結構有超對稱、希格斯機制、阮桑模型、前子理論等等。

第三個重要的工作點是弦理論，其目的在於統一量子力學和廣義相對論。