534、一個粒子同時在三千地方分身 |
送交者: 和顏清心 2018年10月04日08:40:50 於 [教育學術] 發送悄悄話 |
約11分鐘 第 2 日
量子世界概說
現代物理學2大支柱是相對論和量子力學。 相對論是從大尺度上來認識宇宙的 (如恆星、星系、星系團等); 量子力學是從小尺度上來認識宇宙的 (如原子及比原子更小的電子、夸克等)。
初識量子世界(一) 古希臘人認為, 物質是由“原子” (不可分割的材料)構成的。 所有的物質都是少量不同的 基本原料結合而成的, 就像拼音文字, 無數詞語都是由很少的 幾十個字母組合而成的。
19世紀,科學家發現一些物質, 如氧和碳, 都有一種可以識別的最小組成單元, 沿襲古希臘人的傳統,亦稱其為“原子”。
到20 世紀30 年代初, 湯姆遜、盧瑟福、玻爾等人, 建立了“原子的太陽系模型”。 人們了解到, 原子並不是什麼最基本的物質成分, 它有一個包含着質子和中子的原子核, 核外還繞着-群旋轉着的電於。
20 世紀30年代末, 物理學家在研究宇宙線時, 發現了一種叫 μ子 (渺子)的基本粒子。
“宇宙線” 是從外太空向地球傾瀉的粒子流。
渺子μ 除了重約電子的200倍, 其它性質與電子是一樣的。
20 世紀50 年代中期, 1956年美國科學家克萊德·柯萬; 弗里德里克·雷因斯等人, 發現了“中微子”。
中微子很難找到, 它們很少與其他物質發生相互作用。 中微子能穿過幾百億千米厚的鉛, 其運動幾乎仍不受影響。
從太陽向太空噴發的幾十億個中微子, 能時刻穿過人體、穿過地球, 象幽靈一樣瀰漫在宇宙。 默里·蓋爾曼(Murray Gell-Mann1929年9月15日-), 美國物理學家。1969年諾貝爾物理學獎得主。 蓋爾曼涉獵的學科極廣, 是一個百科全書式的學者。 除數理類的學科外,對考古學、動物分類學、 語言學等學科也非常精通。
1968年,斯坦福直線加速器中心的實驗家們, 用強大的技術,探索了物質的微觀層次, 發現質子和中子也不是基本的, 質子和中子是由更小的粒子構成。 美國物理學家蓋爾曼給它起名叫“夸克”。 實驗證明, 第1代夸克,分成“上夸克”和“下夸克”。 “質子”由2上和1下夸克組成, “中子”由2下和1上夸克組成。
這以後,又發現了 4種夸克(粲、奇、底和頂夸克), 還有一個比電子更重的粒子, 叫τ子(套子)。
“τ”——Tau(大寫Τ,小寫τ), 是第19個希臘字母,
由美國馬丁·佩爾實驗團隊於1975年發現。
另外還有兩個性質與中微子相同的粒子, 叫“渺子中微子”和“電子中微子”。
這些粒子在高能碰撞中產生, 不過只是剎那一現, 通常在事物里是很難找到它們的影子的。
每個粒子都有一個反粒子。 比如,電子的反粒子叫正電子。 正電子的質量與電子相同, 但電荷為+1(電子的電荷為-I) 。
物質與反物質接觸時, 會相互湮滅, 生成純粹的能量。
物理學家不斷地用越來越大的能量 將物質擊碎, 竭力重現大爆炸以來的物質條件。
科學家從碎片裡找出許多元素: 在大爆炸時刻, 宇宙從‘比砂粒還小’的微塵中,爆發出來。
這是些“小而重”的領域: 體積很小,質量卻極大。
物理學家現在已經追溯到‘百億億分之一米’ 尺度的物質結構, 而且總結出四種相互作用和一些基本粒子。
基本粒子原是指構成物質的最小單位。 但在夸克理論提出後, 人們認識到基本粒子也有複雜結構, 所以現在一般不再提“基本粒子”了。 本文有時仍沿用“基本粒子”一詞, 只是為方便而已。
當我們考慮力的時候, 我們發現力有許多種形式。 大量證據說明, 不同間事物的相互作用力可以歸結為4種: (1)強力、(2)電磁力、 (3)弱力、(4)引力。
根據作用力的不同, 粒子可分為三大類:
強子、 輕子、 傳播子(波色子)。
《四種基本相互作用和粒子分類簡表》 科學家發現
有兩種性質對一切力都是共同的:
(1) 在微觀層次,所有的力都會連着一種粒子, 我們可以把它想象為最小的能量元(力元)。
弱力和強力的最小單元 叫傳播子(玻色子)和膠子。 (2) 第二個共同點是,力由某種量來決定。 比如質量決定引力如何對粒子發生作用; 電量決定電磁力如何產生作用。
強力和弱力只能在微觀尺度產生作用; 引力和電磁力卻有無限的作用範圍。
謝謝閱讀
|
|
|
|
實用資訊 | |
|
|
一周點擊熱帖 | 更多>> |
|
|
一周回復熱帖 |
|
|
歷史上的今天:回復熱帖 |
2017: | 兵法不授衛靈公 反戰固守君子窮(下) | |
2017: | 彭運生談藝錄(110) | |
2016: | 有建議修真鑰匙(14)應漲價至1111萬美 | |
2016: | 寧惹青龍,勿惹水母 | |
2015: | 我是如何德道修真秘訣的呢? | |
2015: | 國民性和文明命運的話題 | |
2013: | 美的科學基礎及科學的美學悖論 | |
2013: | 誰真正發現了美洲?更多證據中國人發現 | |