粒子是甚麼??
回答 (5)
2007-04-30 6:19 am
✔ 最佳答案
基本粒子指人們認知的構成物質的最小最基本的單位。但是因為物理學的不斷發展，人類對物質構成的認知逐漸深入，因此基本粒子的定義隨時間也是有所變化的。目前物理學認為的基本粒子可以分為夸克、輕子、規範玻色子和希格斯粒子四大類。此外也有理論認為可能存在質量非常大的超粒子。目錄[隐藏]
1 基本粒子定義的變化
2 基本粒子的分類
2.1 費米子
2.1.1 夸克
2.1.2 輕子
2.2 玻色子
2.2.1 規範玻色子
2.2.2 希格斯粒子
3 超粒子
4 假想的粒子
[編輯] 基本粒子定義的變化
傳統上（20世紀前、中期）的基本粒子指質子、中子、電子、光子和各種介子，這是當時人類所能探測的最小粒子。當時的物理學家認為它們是最基本粒子的一個重要原因是在粒子加速器上轟擊這些粒子時，發現不能夠產生結構更加基礎的產物，反而只是產生了更多的質子、中子、介子等。（這些多出來的粒子來源於加速器的巨大能量，通過愛因斯坦質能方程E = mc2而變成的質量。）
而現代物理學發現質子、中子、介子都是由更加基本的夸克和膠子構成。同時人類也發現了性質和電子類似的一系列輕子，還有性質和光子、膠子類似的一系列規範玻色子。這些是現代的物理學所理解的基本粒子。
[編輯] 基本粒子的分類
[編輯] 費米子
[編輯] 夸克
目前的實驗顯示共存在6種夸克(quark)，和他們各自的反粒子。這6種夸克又可分為3「代」。他們是
第一代：u（上夸克） d（下夸克）
第二代：s（奇異夸克） c（粲夸克）
第三代：b（底夸克） t（頂夸克）
它們的質量關係是
圖片參考：http://upload.wikimedia.org/math/a/9/1/a919e4f6b8b7c2834b76d8558dca64b2.png
。另外值得指出的是，他們之所以未能被早期的科學家發現，原因是夸克決不會單獨存在（頂夸克例外，但是頂夸克太重了而衰變又太快，早期的實驗無法製造）。他們總是成對的構成介子，或者3個一起構成質子和中子這一類的重子。這種現象稱為夸克禁閉理論。這就是為什麼早期科學家誤以為介子和重子是基本粒子。
[編輯] 輕子
共存在6種輕子（lepton)和他們各自的反粒子。其中3種是電子和與它性質相似的μ子和τ子。而這三種各有一個相伴的中微子。他們也可以分為三代：
第一代：e（電子） νe（電子中微子）
第二代：μ（μ子） νμ（μ子中微子）
第三代：τ（τ子） ντ（τ子中微子）
[編輯] 玻色子
[編輯] 規範玻色子
這是一類在粒子之間起媒介作用、傳遞相互作用的粒子。之所以它們稱為「規範玻色子」，是因為它們與基本粒子的理論楊-米爾斯規範場理論有很密切的關係。
自然界一共存在四種相互作用，因此也可以把規範玻色子分成四類。
引力相互作用：引力子（graviton）
電磁相互作用：光子（photon）
弱相互作用（使原子衰變的相互作用）：W 及 Z 玻色子，共有3種：W + ,W − ,Z0
強相互作用（夸克之間的相互作用）：膠子（gluon）
粒子物理學已經證明電磁相互作用和弱相互作用來源於宇宙早期能量極高時的同一種相互作用，稱為「弱電相互作用」。有很多粒子物理學家猜想在更早期宇宙更高能量（普朗克尺度）時很可能這四種相互作用全都是統一的，這種理論稱為「大統一理論」。但是目前因為加速器能夠達到的能量相對普朗克尺度仍然非常的低，所以很難驗證。而大統一理論目前主要的發展方向是超弦理論。
[編輯] 希格斯粒子
希格斯粒子(Higgs)是粒子物理標準模型中唯一還沒有在加速器上產生出來的粒子。粒子物理學家們認為希格斯粒子與其他粒子的相互作用使其他粒子具有質量。相互作用越強質量就越大。希格斯粒子本身質量極大，目前的加速器能量還無法達到，而理論的計算也比較困難。物理學家們普遍希望能夠在2008年將要開始運行的LHC加速器上產生出希格斯粒子。
標準模型預言存在2種希格斯粒子：H + 和H0，但是也有很多科學家提出其他的可能性。
[編輯] 超粒子
除了以上這些實驗已經證明的基本粒子之外，理論粒子物理學家為了解釋某些現有理論無法解釋的實驗現象，而猜想我們的宇宙中可能存在有質量非常巨大的超粒子。它們質量非常的大（相對一般粒子如質子而言），因此現有的加速器還無法製造他們。但是因為量子波動的存在，因此它們可能在非常短的時間間隔內和非常小的機率下與我們可見的粒子發生相互作用，因此它們可以間接的探測到。目前每種粒子都被認為存在對應的超粒子。並且被用來解釋某些物理現象。例如夸克quark的超粒子squark用來解釋正反粒子數目的不對稱，以及中微子neutrino的超粒子 neutrilino用來解釋為什麼中微子的質量如此之小（但不是0），等等。
[編輯] 假想的粒子
有一些粒子，僅僅是理論學家的假想，而基本沒有確切的實驗根據，因此可能宇宙中根本不存在。這些粒子的提出或者只是為了給某些現有的現象作一種可能的解釋，或者僅僅是這種粒子如果存在也不會破壞現有的物理定律，因此我們沒有理由相信他們一定不存在而已。例如某些科學家認為占宇宙總能量約25%的「暗物質」，就是一種與其他物質作用極其微弱的但是有質量的粒子(WIMP)。此外也有一些理論研究某些速度永遠達於光速的粒子（tachyon），以及磁單極子，等等。
基本粒子和基本交互作用
編輯
費米子: 夸克 | 輕子
玻色子 : 膠子 | 光子 | W 及 Z 玻色子 | 希格斯玻色子*
基本交互作用：強交互作用 | 電磁交互作用 | 弱交互作用 | 重力交互作用#
*：尚未發現；#：不在標準模型內
取自"http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E7%B2%92%E5%AD%90&variant=zh-tw"
1個分類: 基本粒子
2007-08-09 4:24 am
thx
2007-05-03 4:23 am
基本粒子指人們認知的構成物質的最小最基本的單位。但是因為物理學的不斷發展，人類對物質構成的認知逐漸深入，因此基本粒子的定義隨時間也是有所變化的。目前物理學認為的基本粒子可以分為夸克、輕子、規範玻色子和希格斯粒子四大類。此外也有理論認為可能存在質量非常大的超粒子。
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1 基本粒子定義的變化
2 基本粒子的分類
2.1 費米子
2.1.1 夸克
2.1.2 輕子
2.2 玻色子
2.2.1 規範玻色子
2.2.2 希格斯粒子
3 超粒子
4 假想的粒子
[編輯] 基本粒子定義的變化
傳統上（20世紀前、中期）的基本粒子指質子、中子、電子、光子和各種介子，這是當時人類所能探測的最小粒子。當時的物理學家認為它們是最基本粒子的一個重要原因是在粒子加速器上轟擊這些粒子時，發現不能夠產生結構更加基礎的產物，反而只是產生了更多的質子、中子、介子等。（這些多出來的粒子來源於加速器的巨大能量，通過愛因斯坦質能方程E = mc2而變成的質量。）
而現代物理學發現質子、中子、介子都是由更加基本的夸克和膠子構成。同時人類也發現了性質和電子類似的一系列輕子，還有性質和光子、膠子類似的一系列規範玻色子。這些是現代的物理學所理解的基本粒子。
[編輯] 基本粒子的分類
[編輯] 費米子
[編輯] 夸克
目前的實驗顯示共存在6種夸克(quark)，和他們各自的反粒子。這6種夸克又可分為3「代」。他們是
第一代：u（上夸克） d（下夸克）
第二代：s（奇異夸克） c（粲夸克）
第三代：b（底夸克） t（頂夸克）
它們的質量關係是。另外值得指出的是，他們之所以未能被早期的科學家發現，原因是夸克決不會單獨存在（頂夸克例外，但是頂夸克太重了而衰變又太快，早期的實驗無法製造）。他們總是成對的構成介子，或者3個一起構成質子和中子這一類的重子。這種現象稱為夸克禁閉理論。這就是為什麼早期科學家誤以為介子和重子是基本粒子。
[編輯] 輕子
共存在6種輕子（lepton)和他們各自的反粒子。其中3種是電子和與它性質相似的μ子和τ子。而這三種各有一個相伴的中微子。他們也可以分為三代：
第一代：e（電子） νe（電子中微子）
第二代：μ（μ子） νμ（μ子中微子）
第三代：τ（τ子） ντ（τ子中微子）
[編輯] 玻色子
[編輯] 規範玻色子
這是一類在粒子之間起媒介作用、傳遞相互作用的粒子。之所以它們稱為「規範玻色子」，是因為它們與基本粒子的理論楊-米爾斯規範場理論有很密切的關係。
自然界一共存在四種相互作用，因此也可以把規範玻色子分成四類。
引力相互作用：引力子（graviton）
電磁相互作用：光子（photon）
弱相互作用（使原子衰變的相互作用）：W 及 Z 玻色子，共有3種：W + ,W − ,Z0
強相互作用（夸克之間的相互作用）：膠子（gluon）
粒子物理學已經證明電磁相互作用和弱相互作用來源於宇宙早期能量極高時的同一種相互作用，稱為「弱電相互作用」。有很多粒子物理學家猜想在更早期宇宙更高能量（普朗克尺度）時很可能這四種相互作用全都是統一的，這種理論稱為「大統一理論」。但是目前因為加速器能夠達到的能量相對普朗克尺度仍然非常的低，所以很難驗證。而大統一理論目前主要的發展方向是超弦理論。
[編輯] 希格斯粒子
希格斯粒子(Higgs)是粒子物理標準模型中唯一還沒有在加速器上產生出來的粒子。粒子物理學家們認為希格斯粒子與其他粒子的相互作用使其他粒子具有質量。相互作用越強質量就越大。希格斯粒子本身質量極大，目前的加速器能量還無法達到，而理論的計算也比較困難。物理學家們普遍希望能夠在2008年將要開始運行的LHC加速器上產生出希格斯粒子。
標準模型預言存在2種希格斯粒子：H + 和H0，但是也有很多科學家提出其他的可能性。
[編輯] 超粒子
除了以上這些實驗已經證明的基本粒子之外，理論粒子物理學家為了解釋某些現有理論無法解釋的實驗現象，而猜想我們的宇宙中可能存在有質量非常巨大的超粒子。它們質量非常的大（相對一般粒子如質子而言），因此現有的加速器還無法製造他們。但是因為量子波動的存在，因此它們可能在非常短的時間間隔內和非常小的機率下與我們可見的粒子發生相互作用，因此它們可以間接的探測到。目前每種粒子都被認為存在對應的超粒子。並且被用來解釋某些物理現象。例如夸克quark的超粒子squark用來解釋正反粒子數目的不對稱，以及中微子neutrino的超粒子 neutrilino用來解釋為什麼中微子的質量如此之小（但不是0），等等。
[編輯] 假想的粒子
有一些粒子，僅僅是理論學家的假想，而基本沒有確切的實驗根據，因此可能宇宙中根本不存在。這些粒子的提出或者只是為了給某些現有的現象作一種可能的解釋，或者僅僅是這種粒子如果存在也不會破壞現有的物理定律，因此我們沒有理由相信他們一定不存在而已。例如某些科學家認為占宇宙總能量約25%的「暗物質」，就是一種與其他物質作用極其微弱的但是有質量的粒子(WIMP)。此外也有一些理論研究某些速度永遠達於光速的粒子（tachyon），以及磁單極子，等等。
基本粒子和基本交互作用
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費米子: 夸克 | 輕子
玻色子 : 膠子 | 光子 | W 及 Z 玻色子 | 希格斯玻色子*
基本交互作用：強交互作用 | 電磁交互作用 | 弱交互作用 | 重力交互作用#
*：尚未發現；#：不在標準模型內
取自"http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E7%B2%92%E5%AD%90&variant=zh-tw"
1個分類: 基本粒子
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1 基本粒子定義的變化
2 基本粒子的分類
2.1 費米子
2.1.1 夸克
2.1.2 輕子
2.2 玻色子
2.2.1 規範玻色子
2.2.2 希格斯粒子
3 超粒子
4 假想的粒子
[編輯] 基本粒子定義的變化
傳統上（20世紀前、中期）的基本粒子指質子、中子、電子、光子和各種介子，這是當時人類所能探測的最小粒子。當時的物理學家認為它們是最基本粒子的一個重要原因是在粒子加速器上轟擊這些粒子時，發現不能夠產生結構更加基礎的產物，反而只是產生了更多的質子、中子、介子等。（這些多出來的粒子來源於加速器的巨大能量，通過愛因斯坦質能方程E = mc2而變成的質量。）
而現代物理學發現質子、中子、介子都是由更加基本的夸克和膠子構成。同時人類也發現了性質和電子類似的一系列輕子，還有性質和光子、膠子類似的一系列規範玻色子。這些是現代的物理學所理解的基本粒子。
[編輯] 基本粒子的分類
[編輯] 費米子
[編輯] 夸克
目前的實驗顯示共存在6種夸克(quark)，和他們各自的反粒子。這6種夸克又可分為3「代」。他們是
第一代：u（上夸克） d（下夸克）
第二代：s（奇異夸克） c（粲夸克）
第三代：b（底夸克） t（頂夸克）
它們的質量關係是。另外值得指出的是，他們之所以未能被早期的科學家發現，原因是夸克決不會單獨存在（頂夸克例外，但是頂夸克太重了而衰變又太快，早期的實驗無法製造）。他們總是成對的構成介子，或者3個一起構成質子和中子這一類的重子。這種現象稱為夸克禁閉理論。這就是為什麼早期科學家誤以為介子和重子是基本粒子。
[編輯] 輕子
共存在6種輕子（lepton)和他們各自的反粒子。其中3種是電子和與它性質相似的μ子和τ子。而這三種各有一個相伴的中微子。他們也可以分為三代：
第一代：e（電子） νe（電子中微子）
第二代：μ（μ子） νμ（μ子中微子）
第三代：τ（τ子） ντ（τ子中微子）
[編輯] 玻色子
[編輯] 規範玻色子
這是一類在粒子之間起媒介作用、傳遞相互作用的粒子。之所以它們稱為「規範玻色子」，是因為它們與基本粒子的理論楊-米爾斯規範場理論有很密切的關係。
自然界一共存在四種相互作用，因此也可以把規範玻色子分成四類。
引力相互作用：引力子（graviton）
電磁相互作用：光子（photon）
弱相互作用（使原子衰變的相互作用）：W 及 Z 玻色子，共有3種：W + ,W − ,Z0
強相互作用（夸克之間的相互作用）：膠子（gluon）
粒子物理學已經證明電磁相互作用和弱相互作用來源於宇宙早期能量極高時的同一種相互作用，稱為「弱電相互作用」。有很多粒子物理學家猜想在更早期宇宙更高能量（普朗克尺度）時很可能這四種相互作用全都是統一的，這種理論稱為「大統一理論」。但是目前因為加速器能夠達到的能量相對普朗克尺度仍然非常的低，所以很難驗證。而大統一理論目前主要的發展方向是超弦理論。
[編輯] 希格斯粒子
希格斯粒子(Higgs)是粒子物理標準模型中唯一還沒有在加速器上產生出來的粒子。粒子物理學家們認為希格斯粒子與其他粒子的相互作用使其他粒子具有質量。相互作用越強質量就越大。希格斯粒子本身質量極大，目前的加速器能量還無法達到，而理論的計算也比較困難。物理學家們普遍希望能夠在2008年將要開始運行的LHC加速器上產生出希格斯粒子。
標準模型預言存在2種希格斯粒子：H + 和H0，但是也有很多科學家提出其他的可能性。
[編輯] 超粒子
除了以上這些實驗已經證明的基本粒子之外，理論粒子物理學家為了解釋某些現有理論無法解釋的實驗現象，而猜想我們的宇宙中可能存在有質量非常巨大的超粒子。它們質量非常的大（相對一般粒子如質子而言），因此現有的加速器還無法製造他們。但是因為量子波動的存在，因此它們可能在非常短的時間間隔內和非常小的機率下與我們可見的粒子發生相互作用，因此它們可以間接的探測到。目前每種粒子都被認為存在對應的超粒子。並且被用來解釋某些物理現象。例如夸克quark的超粒子squark用來解釋正反粒子數目的不對稱，以及中微子neutrino的超粒子 neutrilino用來解釋為什麼中微子的質量如此之小（但不是0），等等。
[編輯] 假想的粒子
有一些粒子，僅僅是理論學家的假想，而基本沒有確切的實驗根據，因此可能宇宙中根本不存在。這些粒子的提出或者只是為了給某些現有的現象作一種可能的解釋，或者僅僅是這種粒子如果存在也不會破壞現有的物理定律，因此我們沒有理由相信他們一定不存在而已。例如某些科學家認為占宇宙總能量約25%的「暗物質」，就是一種與其他物質作用極其微弱的但是有質量的粒子(WIMP)。此外也有一些理論研究某些速度永遠達於光速的粒子（tachyon），以及磁單極子，等等。
基本粒子和基本交互作用
編輯
費米子: 夸克 | 輕子
玻色子 : 膠子 | 光子 | W 及 Z 玻色子 | 希格斯玻色子*
基本交互作用：強交互作用 | 電磁交互作用 | 弱交互作用 | 重力交互作用#
*：尚未發現；#：不在標準模型內
取自"http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E7%B2%92%E5%AD%90&variant=zh-tw"
1個分類: 基本粒子
2007-04-30 6:19 am
物理新知-希格斯粒子
文：李孟柔 來源：http://www.phys.ntu.edu.tw/wyp2005/know-h.htm 點選：72
* 轉載自http://www.phys.ntu.edu.tw/wyp2005/know-h.htm
可以左右 21 世紀物理學發展方向的「希格斯粒子」
20世紀初期，物理學家認為原子是最基本的粒子，宇宙中所有的現象均受「重力」和「電磁力」的支配。但是紐西蘭出生的英國化學兼物理學家拉塞福（Ernest Rutherford）在1911年發現原子中的原子核以來，人類逐漸明白原子內部更深層的結構，即原子核是由質子和中子組成，質子和中子是由夸克（quark）等基本粒子組成。
月球環繞地球運行、物體由高處掉落低處等現象都是「重力」的作用，而磁鐵的 N極和S極會相互吸引，電極的正極與負極也會相互吸引，這是「電磁力」的作用。「重力」和「電磁力」是我們在日常生活中可以體會的作用力。
另外還有沒有其它可以對物質產生作用的力呢？目前的物理學認為還有「強力」和「弱力」，一般讀者大概無法想像這 2種作用力究竟是何物。其實無法想像是很正常的。由於物理學上的「強力」和「弱力」是發生在原子核內部，僅在與原子核大小之同等程度的短距離內發生作用，因此這2種力是我們日常生活中無法感受的作用力。
目前的物理學認為夸克和輕子（ lepton）是最基本的粒子，「重力」、「電磁力」、「強力」和「弱力」是支配自然界現象的4種作用力，但物理學家並不認為現在的理論是終極理論（final theory）。重力是以「廣義相對論」說明，電磁力則以「量子電磁力學」來了解，目前的物理學是以各種不同理論來說明4種作用力。
但是，物理學家認為這些作用力可能是尚未發現的某種單一作用力以不同型態出現，各個不同作用力之間應該存在著某種關係，了解其間的關係並建立能以1種理論來說明4種作用力，這才是終極理論。在建立終極理論的過程中，全世界的物理學家目前最關心的是「希格斯粒子」（Higgs osons）的發現。雖然在理論上已經預測它必定存在，但尚未被發現的這個粒子，似乎具有能左右21世紀物理學發展方向的重要因素。
為了完成大統一理論，希格斯粒子必須存在
現在的物理學已經明瞭「電磁力」與「弱力」之間的關係，最近物理學家正在努力的是尋找這兩者加上「強力」三者之間的關係。能統一說明此三者之間關係的理論即是「大統一理論」（GUT, grand unified theory），如果再進一步，應該還有包括「重力」在內的理論。
物理學家認為希格斯粒子的存在與否對預期中的大統一理論的形成具有重大影響。科學家表示，希格斯粒子是最新理論中的基本粒子之一，我們尚未發現希格斯粒子，此粒子是否存在？其質量為何？等因素，將是左右物理學未來的分歧點。希格斯粒子是英國理論物理學家希格斯（ Peter Higgs）於1964年主張必定存在的粒子，為何他認為希格斯粒子必須存在呢？
我們認為光子的靜止質量是零，而理論上媒介『弱力』的 W粒子和Z粒子的靜止質量也是零，但由加速器的實驗結果知道W粒子和Z粒子很重，也就是擁有質量。為了說明此種情形，才由理論演繹出希格斯粒子。最新的物理學理論認為希格斯粒子賦予質量的對象並不僅是W粒子和Z粒子，也包括夸克和輕子等所有基本粒子，那麼物理學是如何解釋「質量」呢？
物理學上的質量是指加作用力於物體時的加速困難度，也就是說加上同等的力時，移動幅度越大（加速度較大），質量較小；移動幅度越小（加速度較小），質量較大。在認同希格斯粒子的理論中認為空間中充滿著希格斯粒子，並主張加速基本粒子時，容易碰撞希格斯粒子者就較難加速（質量較大），碰撞機率較低者即容易加速（質量較小）。由此類推，光子、 W粒子和Z粒子等本來都不具備質量，但W粒子和Z粒子即因與希格斯粒子碰撞的機率較高，因此認為其質量較大。
2007-05-01 17:15:02 補充：
基本粒子指人們認知的構成物質的最小最基本的單位。但是因為物理學的不斷發展，人類對物質構成的認知逐漸深入，因此基本粒子的定義隨時間也是有所變化的。目前物理學認為的基本粒子可以分為夸克、輕子、規範玻色子和希格斯粒子四大類。此外也有理論認為可能存在質量非常大的超粒子。
2007-05-01 17:15:30 補充：
基本粒子定義的變化傳統上（20世紀前、中期）的基本粒子指質子、中子、電子、光子和各種介子，這是當時人類所能探測的最小粒子。當時的物理學家認為它們是最基本粒子的一個重要原因是在粒子加速器上轟擊這些粒子時，發現不能夠產生結構更加基礎的產物，反而只是產生了更多的質子、中子、介子等。（這些多出來的粒子來源於加速器的巨大能量，通過愛因斯坦質能方程E = mc2而變成的質量。）而現代物理學發現質子、中子、介子都是由更加基本的夸克和膠子構成。同時人類也發現了性質和電子類似的一系列輕子，還有性質和光子、膠子類似的一系列規範玻色子。這些是現代的物理學所理解的基本粒子。
2007-05-01 17:16:40 補充：
目前的實驗顯示共存在6種夸克(quark)，和他們各自的反粒子。這6種夸克又可分為3「代」。他們是第一代：u（上夸克） d（下夸克）第二代：s（奇異夸克） c（粲夸克）第三代：b（底夸克） t（頂夸克）它們的質量關係是m_u \simeq m_d
2007-05-01 17:30:43 補充：
它們的質量關係是m_u \simeq m_d
2007-05-01 17:43:26 補充：
另外值得指出的是，他們之所以未能被早期的科學家發現，原因是夸克決不會單獨存在（頂夸克例外，但是頂夸克太重了而衰變又太快，早期的實驗無法製造）。
2007-05-01 17:57:45 補充：
輕子共存在6種輕子（lepton)和他們各自的反粒子。其中3種是電子和與它性質相似的μ子和τ子。而這三種各有一個相伴的中微子。他們也可以分為三代：第一代：e（電子） νe（電子中微子）第二代：μ（μ子） νμ（μ子中微子）第三代：τ（τ子） ντ（τ子中微子）
2007-05-01 17:58:17 補充：
這是一類在粒子之間起媒介作用、傳遞相互作用的粒子。之所以它們稱為「規範玻色子」，是因為它們與基本粒子的理論楊-米爾斯規範場理論有很密切的關係。自然界一共存在四種相互作用，因此也可以把規範玻色子分成四類。引力相互作用：引力子（graviton）電磁相互作用：光子（photon）弱相互作用（使原子衰變的相互作用）：W 及 Z 玻色子，共有3種：W ,W − ,Z0
2007-05-01 17:58:51 補充：
強相互作用（夸克之間的相互作用）：膠子（gluon）粒子物理學已經證明電磁相互作用和弱相互作用來源於宇宙早期能量極高時的同一種相互作用，稱為「弱電相互作用」。有很多粒子物理學家猜想在更早期宇宙更高能量（普朗克尺度）時很可能這四種相互作用全都是統一的，這種理論稱為「大統一理論」。但是目前因為加速器能夠達到的能量相對普朗克尺度仍然非常的低，所以很難驗證。而大統一理論目前主要的發展方向是超弦理論。
2007-05-01 18:00:42 補充：
希格斯粒子希格斯粒子(Higgs)是粒子物理標準模型中唯一還沒有在加速器上產生出來的粒子。粒子物理學家們認為希格斯粒子與其他粒子的相互作用使其他粒子具有質量。相互作用越強質量就越大。希格斯粒子本身質量極大，目前的加速器能量還無法達到，而理論的計算也比較困難。物理學家們普遍希望能夠在2008年將要開始運行的LHC加速器上產生出希格斯粒子。標準模型預言存在2種希格斯粒子：H 和H0，但是也有很多科學家提出其他的可能性。
2007-05-01 18:03:25 補充：
超粒子除了以上這些實驗已經證明的基本粒子之外，理論粒子物理學家為了解釋某些現有理論無法解釋的實驗現象，而猜想我們的宇宙中可能存在有質量非常巨大的超粒子。它們質量非常的大（相對一般粒子如質子而言），因此現有的加速器還無法製造他們。但是因為量子波動的存在，因此它們可能在非常短的時間間隔內和非常小的機率下與我們可見的粒子發生相互作用，因此它們可以間接的探測到。
文：李孟柔 來源：http://www.phys.ntu.edu.tw/wyp2005/know-h.htm 點選：72
* 轉載自http://www.phys.ntu.edu.tw/wyp2005/know-h.htm
可以左右 21 世紀物理學發展方向的「希格斯粒子」
20世紀初期，物理學家認為原子是最基本的粒子，宇宙中所有的現象均受「重力」和「電磁力」的支配。但是紐西蘭出生的英國化學兼物理學家拉塞福（Ernest Rutherford）在1911年發現原子中的原子核以來，人類逐漸明白原子內部更深層的結構，即原子核是由質子和中子組成，質子和中子是由夸克（quark）等基本粒子組成。
月球環繞地球運行、物體由高處掉落低處等現象都是「重力」的作用，而磁鐵的 N極和S極會相互吸引，電極的正極與負極也會相互吸引，這是「電磁力」的作用。「重力」和「電磁力」是我們在日常生活中可以體會的作用力。
另外還有沒有其它可以對物質產生作用的力呢？目前的物理學認為還有「強力」和「弱力」，一般讀者大概無法想像這 2種作用力究竟是何物。其實無法想像是很正常的。由於物理學上的「強力」和「弱力」是發生在原子核內部，僅在與原子核大小之同等程度的短距離內發生作用，因此這2種力是我們日常生活中無法感受的作用力。
目前的物理學認為夸克和輕子（ lepton）是最基本的粒子，「重力」、「電磁力」、「強力」和「弱力」是支配自然界現象的4種作用力，但物理學家並不認為現在的理論是終極理論（final theory）。重力是以「廣義相對論」說明，電磁力則以「量子電磁力學」來了解，目前的物理學是以各種不同理論來說明4種作用力。
但是，物理學家認為這些作用力可能是尚未發現的某種單一作用力以不同型態出現，各個不同作用力之間應該存在著某種關係，了解其間的關係並建立能以1種理論來說明4種作用力，這才是終極理論。在建立終極理論的過程中，全世界的物理學家目前最關心的是「希格斯粒子」（Higgs osons）的發現。雖然在理論上已經預測它必定存在，但尚未被發現的這個粒子，似乎具有能左右21世紀物理學發展方向的重要因素。
為了完成大統一理論，希格斯粒子必須存在
現在的物理學已經明瞭「電磁力」與「弱力」之間的關係，最近物理學家正在努力的是尋找這兩者加上「強力」三者之間的關係。能統一說明此三者之間關係的理論即是「大統一理論」（GUT, grand unified theory），如果再進一步，應該還有包括「重力」在內的理論。
物理學家認為希格斯粒子的存在與否對預期中的大統一理論的形成具有重大影響。科學家表示，希格斯粒子是最新理論中的基本粒子之一，我們尚未發現希格斯粒子，此粒子是否存在？其質量為何？等因素，將是左右物理學未來的分歧點。希格斯粒子是英國理論物理學家希格斯（ Peter Higgs）於1964年主張必定存在的粒子，為何他認為希格斯粒子必須存在呢？
我們認為光子的靜止質量是零，而理論上媒介『弱力』的 W粒子和Z粒子的靜止質量也是零，但由加速器的實驗結果知道W粒子和Z粒子很重，也就是擁有質量。為了說明此種情形，才由理論演繹出希格斯粒子。最新的物理學理論認為希格斯粒子賦予質量的對象並不僅是W粒子和Z粒子，也包括夸克和輕子等所有基本粒子，那麼物理學是如何解釋「質量」呢？
物理學上的質量是指加作用力於物體時的加速困難度，也就是說加上同等的力時，移動幅度越大（加速度較大），質量較小；移動幅度越小（加速度較小），質量較大。在認同希格斯粒子的理論中認為空間中充滿著希格斯粒子，並主張加速基本粒子時，容易碰撞希格斯粒子者就較難加速（質量較大），碰撞機率較低者即容易加速（質量較小）。由此類推，光子、 W粒子和Z粒子等本來都不具備質量，但W粒子和Z粒子即因與希格斯粒子碰撞的機率較高，因此認為其質量較大。
2007-05-01 17:15:02 補充：
基本粒子指人們認知的構成物質的最小最基本的單位。但是因為物理學的不斷發展，人類對物質構成的認知逐漸深入，因此基本粒子的定義隨時間也是有所變化的。目前物理學認為的基本粒子可以分為夸克、輕子、規範玻色子和希格斯粒子四大類。此外也有理論認為可能存在質量非常大的超粒子。
2007-05-01 17:15:30 補充：
基本粒子定義的變化傳統上（20世紀前、中期）的基本粒子指質子、中子、電子、光子和各種介子，這是當時人類所能探測的最小粒子。當時的物理學家認為它們是最基本粒子的一個重要原因是在粒子加速器上轟擊這些粒子時，發現不能夠產生結構更加基礎的產物，反而只是產生了更多的質子、中子、介子等。（這些多出來的粒子來源於加速器的巨大能量，通過愛因斯坦質能方程E = mc2而變成的質量。）而現代物理學發現質子、中子、介子都是由更加基本的夸克和膠子構成。同時人類也發現了性質和電子類似的一系列輕子，還有性質和光子、膠子類似的一系列規範玻色子。這些是現代的物理學所理解的基本粒子。
2007-05-01 17:16:40 補充：
目前的實驗顯示共存在6種夸克(quark)，和他們各自的反粒子。這6種夸克又可分為3「代」。他們是第一代：u（上夸克） d（下夸克）第二代：s（奇異夸克） c（粲夸克）第三代：b（底夸克） t（頂夸克）它們的質量關係是m_u \simeq m_d
2007-05-01 17:30:43 補充：
它們的質量關係是m_u \simeq m_d
2007-05-01 17:43:26 補充：
另外值得指出的是，他們之所以未能被早期的科學家發現，原因是夸克決不會單獨存在（頂夸克例外，但是頂夸克太重了而衰變又太快，早期的實驗無法製造）。
2007-05-01 17:57:45 補充：
輕子共存在6種輕子（lepton)和他們各自的反粒子。其中3種是電子和與它性質相似的μ子和τ子。而這三種各有一個相伴的中微子。他們也可以分為三代：第一代：e（電子） νe（電子中微子）第二代：μ（μ子） νμ（μ子中微子）第三代：τ（τ子） ντ（τ子中微子）
2007-05-01 17:58:17 補充：
這是一類在粒子之間起媒介作用、傳遞相互作用的粒子。之所以它們稱為「規範玻色子」，是因為它們與基本粒子的理論楊-米爾斯規範場理論有很密切的關係。自然界一共存在四種相互作用，因此也可以把規範玻色子分成四類。引力相互作用：引力子（graviton）電磁相互作用：光子（photon）弱相互作用（使原子衰變的相互作用）：W 及 Z 玻色子，共有3種：W ,W − ,Z0
2007-05-01 17:58:51 補充：
強相互作用（夸克之間的相互作用）：膠子（gluon）粒子物理學已經證明電磁相互作用和弱相互作用來源於宇宙早期能量極高時的同一種相互作用，稱為「弱電相互作用」。有很多粒子物理學家猜想在更早期宇宙更高能量（普朗克尺度）時很可能這四種相互作用全都是統一的，這種理論稱為「大統一理論」。但是目前因為加速器能夠達到的能量相對普朗克尺度仍然非常的低，所以很難驗證。而大統一理論目前主要的發展方向是超弦理論。
2007-05-01 18:00:42 補充：
希格斯粒子希格斯粒子(Higgs)是粒子物理標準模型中唯一還沒有在加速器上產生出來的粒子。粒子物理學家們認為希格斯粒子與其他粒子的相互作用使其他粒子具有質量。相互作用越強質量就越大。希格斯粒子本身質量極大，目前的加速器能量還無法達到，而理論的計算也比較困難。物理學家們普遍希望能夠在2008年將要開始運行的LHC加速器上產生出希格斯粒子。標準模型預言存在2種希格斯粒子：H 和H0，但是也有很多科學家提出其他的可能性。
2007-05-01 18:03:25 補充：
超粒子除了以上這些實驗已經證明的基本粒子之外，理論粒子物理學家為了解釋某些現有理論無法解釋的實驗現象，而猜想我們的宇宙中可能存在有質量非常巨大的超粒子。它們質量非常的大（相對一般粒子如質子而言），因此現有的加速器還無法製造他們。但是因為量子波動的存在，因此它們可能在非常短的時間間隔內和非常小的機率下與我們可見的粒子發生相互作用，因此它們可以間接的探測到。
參考: ME
收錄日期: 2021-04-16 12:04:13
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