物质是由基本粒子组成,那基本粒子是怎样产生的呢? 基本粒子的组成是怎样的?

作者&投稿:欧钧 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

最根本的原因就是:基本粒子的产生和四种基本作用力存在着不可磨灭的联系。

  世间万物都是由基本粒子组成的,比如原子、电子、离子等基本粒子,那你曾经有没有想过这些粒子又是从何而来?凭空产生的吗?当然不是,这些粒子的形成过程很复杂,但是不可避免的都和四种基本作用了有所关联。  引力就是其中一种,引力是四种力中最弱的一种力。不要想当然认为,最弱的力就是最没有用的力了,如果你有这种想法就是大错特错了。科学家们发现世界上发生的各种各样现象都和四种基本作用力脱不了关系,这四种作用力每一种力都很重要,不存在谁强谁弱这种说法,没有高低之分,每种力都有他独特的应用领域,缺一不可,这个世界都会变得混乱不堪。因此这四种基本力就是维系世界、地球的最基本的力,他们都很重要,不存在谁强谁弱之分。引力:顾名思义就是我们在生活中常常谈论到的万有引力,他的全名为:万有引力相互作用力。我们觉得引力很重要,是因为在四种力里面,引力是最早被人类发现和研究的,它主要展示在宏观方面微观方面很少,几乎没有。引力时时刻刻都存在我们身边,它也是被叫做长程力。最为直观的表现就是我们所依靠的天空中的天体和星球。其实万有引力的从根本上来说明就是物质对时空的一种扰动行为,这一点在爱因斯坦的广义相对论中有着非常明确的解释,虽然时空扰动的范围会很远很广,但是每一种物质单独作为一个引力源的时候,他的作用距离并不是无限远的,也是有一定的距离限制的。整个宇宙都得益于引力,正是因为引力的存在才使宇宙能够稳定的运行,引力演化出了更大的天体运行结构,引力同时也维持着地球运转的平衡。

  

  



基本粒子的产生是通过四种基本作用力产生的,而四种作用力则是经过引力产生的,而作用力又是经过基本粒子产生的,所以可以说他们是形成了互补的状态,如果一方不存在,那么力将全部消失。

基本粒子是由原子核和电子组成,原子核由质子和中子组成,所以的微粒都是由夸克组成的。

基本的物质粒子是宇宙大爆炸形成的。爆炸之初,物质只能以中子,质子,电子,光子和中微子等基本粒子形态存在。

物质是由基本粒子组成,那基本粒子是如何产生的呢?~

归根究底,基本粒子的产生和四种基本作用力存在着千丝万缕的联系。
世间万物都是由基本粒子组成的,比如原子、电子、离子等基本粒子,那你有想过这些粒子又是从何而来?凭空产生的吗?当然不是,中间的形成过程很复杂,但是不可避免的都和四种基本作用了有着或多或少的关系。 引力就是其中一种,引力是四种力中最弱的一种力。不要想当然认为,最弱的力就是最没有用的力了,如果你有这种想法就是大错特错了。科学家们发现世界上发生的各种各样现象都和四种基本作用力脱不了关系,这四种作用力每一种力都很重要,不存在谁强谁弱这种说法,没有高低之分,每种力都有他独特的范围,却谁都不行,这个世界都会变得无法想象。因此这四种基本力就是维系世界、地球的最基本的力量,他们都很重要,不存在谁强谁弱这个问题。 引力:顾名思义就是我们在生活中常常谈论到的万有引力,他的全名为:万有引力相互作用力。我们觉得引力很重要,是因为在四种力里面,引力是最早被人类发现和研究的,它主要展示在宏观方面微观方面很少,几乎没有。引力时时刻刻都存在我们身边,它也是被叫做长程力。最为直观的表现就是我们所依靠的天空中的天体和星球。
其实万有引力的从根本上来说明就是物质对时空的一种扰动行为,这一点在爱因斯坦的广义相对论中有着非常明确的解释,虽然时空扰动的范围会很远很广,但是每一种物质单独作为一个引力源的时候,他的作用距离并不是无限远的,也是有一定的距离限制的。整个宇宙都得益于引力,正是因为引力的存在才使宇宙能够稳定的运行,引力演化出了更大的天体运行结构,引力同时也维持着地球运转的平衡。


基本粒子指人们认知的构成物质的最小最基本的单位。但在夸克理论提出后,人们认识到基本粒子也有复杂的结构,故现在一般不提“基本粒子”这一说法。根据作用力的不同,粒子分为强子、轻子和传播子[1]三大类 强子就是是所有参与强力作用的粒子的总称。它们由夸克组成,已发现的夸克有六种,它们是:顶夸克、上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克和底夸克。其中理论预言顶夸克的存在,2007年1月30日发现于美国费米实验室。现有粒子中绝大部分是强子,质子、中子、π介子等都属于强子。(另外还发现反物质,有著名的反夸克,现已被发现且正在研究其利用方法,由此我们推测,甚至可能存在反地球,反宇宙) 轻子就是只参与弱力、电磁力和引力作用,而不参与强相互作用的粒子的总称。轻子共有六种,包括电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子。电子、μ子和τ子是带电的,所有的中微子都不带电,且所有的中微子都存在反粒子;τ子是1975年发现的重要粒子,不参与强作用,属于轻子,但是它的质量很重,是电子的3600倍,质子的1.8倍,因此又叫重轻子。 传播子也属于基本粒子。传递强作用的胶子共有8种,1979年在三喷注现象中被间接发现,它们可以组成胶子球,由于色禁闭现象,至今无法直接观测到。光子传递电磁相互作用,而传递弱作用的W+,W-和Z0,胶子则传递强相互作用。重矢量玻色子是1983年发现的,非常重,是质子的80一90倍。

【主要特征】
基本粒子要比原子、分子小得多,现有最高倍的电子显微镜也不能观察到。质子、中子的大小,只有原子的十万分之一。而轻子和夸克的尺寸更小,还不到质子、中子的万分之一。 粒子的质量是粒子的另外一个主要特征量。按照粒子物理的 规范理论,所有规范粒子的质量为零,而规范不变性以某种方式 被破坏了,使夸克、带电轻子、中间玻色子获得质量。现有的粒子质量范围很大。光子、胶子是无质量的,电子质量很小,π介子质量为电子质量的280倍;质子、中子都很重,接近电子质量的2000倍,已知最重的粒子是顶夸克。己发现的六种夸克,从下夸克到顶夸克,质量从轻到重。中微子的质量非常小,目前己测得的电子中微子的质量为电子质量的七万分之一,已非常接近零。 粒子的寿命是粒子的第三个主要特征量。电子、质子、中微子是稳定的,称为 "长寿命"粒子;而其他绝大多数的粒子是不稳定的,即可以衰变。一个自由的中子会衰变成一个质子、一个电子和一个中微子; 一个π介子衰变成一个μ子和一个中微子。粒子的寿命以强度衰减到一半的时间来定义。质子是最稳定的粒子,实验已测得的质子寿命大于10的33次方年。 粒子具有对称性,有一个粒子,必存在一个反粒子。1932年科学家发现了一个与电子质量相同但带一个正电荷的粒子,称为正电子;后来又发现了一个带负电、质量与质子完全相同的粒子,称为反质子;随后各种反夸克和反轻子也相继被发现。一对正、反粒子相碰可以湮灭,变成携带能量的光子,即粒子质量转变为能量;反之,两个高能粒子碰撞时有可能产生一对新的正、反粒子,即能量也可以转变成具有质量的粒子。 粒子还有另一种属性—自旋。自旋为半整数的粒子称为费米子,为整数的称为玻色子。 物质是不断运动和变化的,在变化中也有些东西不变,即守恒。粒子的产生和衰变过程就要遵循能量守恒定律。此外还有其他的守恒定律,例如轻子数和夸克数守恒,这是基于实验上观察不到单个轻子和夸克的产生和湮灭,必须是粒子、反粒子成对地产生和湮灭而总结出来的。 微观世界的粒子具有双重属性粒子性和波动性。描述粒子的粒子性和波动性的双重属性,以及粒子的产生和消灭过程的基本理论是量子场论。量子场论和规范理论十分成功地描述了粒子及其相互作用。
主要结构】
1933年,狄拉克关于正电子存在的预言被证实,1保罗·狄拉克936年安德森因此获得诺贝尔物理学奖。1955年塞格雷和钱伯林利用高能加速器发现了反质子,他们因此获1959年物理奖。第二年又有人发现了反质子。1959年王淦昌等人发现了反西格玛负超子。这些都为反物质的存在提供了证据。莱因斯等利用大型反应堆,经过3年的努力,终于在1956年直接探测到铀裂变过程中所产生的反中微子。他因此获 1995年物理学奖。到1968年,人们才探测到了来自太阳的中微子。 1947年鲍威尔利用自己发明的照相乳胶技术在宇宙线中找到了1934年汤川秀树提出的介子场理论中预言的介子。汤川秀树获1949年物理奖,鲍威尔获 1950年物理奖。到50年代末,基本粒子的数目已达30种。这些粒子绝大多数是从宇宙射线中发现的。自1951年费米首次发现共振态粒子以来,至80年代已发现的共振态粒子达300多种。 所有的基本粒子都是共振态,共振态的发现其实已经揭开了基本粒子的秘密,即所有的基本粒子都是共振态.共振态分二类,一类是不稳定的,如强子类;另一类是稳定的,如电子.中子等.它门不容易发生自发衰变.不存在绝对稳定的基本粒子,如电子在一定的条件下也会堙灭(与正电子相遇时)。产生基本粒子的外因是物质波的交汇,交汇处形成波包.内因是交汇处发生了共振,客观表现为共振态--即基本粒子的产生. 夸 克 模 型 基本粒子如此之多,难道它们真的都是最基本、不可夸克模型分的吗?近40年来大量实验实事表明至少强子是有内部结构的。1964年盖尔曼提出了夸克模型,认为介子是由夸克和反夸克所组成,重子是由三个夸克组成。他因此获1969年物理奖。1990年弗里德曼、肯德尔和泰勒因在粒子物理学夸克模型发展中的先驱性工作而获物理奖。1965年,费曼、施温格、朝永振一郎因在量子电动力学重整化和计算方法的贡献,对基本粒子物理学产生深远影响而获物理奖。温伯格和萨拉姆等以夸克模型为基础,完成了描述电磁相互作用和弱相互作用的弱电统一理论。他们因此而获1979年物理奖。目前统一场论的发展正向着把强相互作用统一起来的大统一理论和把引力统一进来的超统一理论前进。并且这种有关小宇宙的理论与大宇宙研究的结合,正在推进着宇宙学的进展。 如今,人类为了把宇宙中的四大基本力统一起来,于是Gabriele Veneziano创造了弦论,弦论的一个基本观点就是,自然界的基本单元不是电子、光子、中微子和夸克之类的粒子。这些看起来像粒子的东西实际上都是很小很小的弦的闭合圈(称为闭合弦或闭弦),闭弦的不同振动和运动就产生出各种不同的基本粒子。它已经成为人类探寻宇宙奥秘的一个非常重要的理论
【基本粒子表】
基本粒子的概念也在随着物理学的发展而不断的变化着,人们的认识也在朝着揭示微观世界的更深层次不断地深入。 1. “基本粒子”的“祖孙”三代10飞米 原子核的特写 从汤姆孙发现电子到1932年发现中子,人们认识到质子、中子、电子和光子可以称为基本粒子。当时一度认为一切都已搞清楚:质子和中子构成一切原子核;原子核和电子则构造了自然界的一切原子和分子,而光子仅仅是构成光与电磁波的最小单元。然而好景不长,对物质结构的这样一种“圆满”的解释并没能持续多久,人们很快发觉当时所发现的基本粒子不能圆满地解释核力。 第一代 1935年著名的日本物理学家汤川秀树(1907~1981年)大胆假设,很可能还有未曾发现的新粒子。汤川秀树认为,就像电磁相互作用是通过交换光子而实现的那样,核力是通过核子间交换一种介子而实现的。他还估算出了这种粒子的质量大约是电子质量的200倍。两年之后,美国物理学家卡尔·戴维·安德孙(1905~年)在宇宙射线中发现了一种带电粒子,它的质量是电子的200倍左右,被命名为“m(缪)介子”。理论预言的成功使人们倍感欣慰,但进一步的考察却令人十分扫兴。因为这种m介子根本不与核子相互作用,很明显,它不可能是汤川秀树所预言的粒子。 1947年,巴西物理学家塞色,M·G·拉帝斯等人利用核乳胶在宇宙射线中又发现了一种介子——p介子。p介子的性质完全符合汤川秀树的预言,能够解释核力。实际上,“m介子”不是介子而是一种轻子,所以现在将m介子称为“m 子”。到1947年,人们认识的粒子已达14种之多。其中包括当时已发现的光子(g),正负电子(e±),正负m 子(m ±),三种p介子(p±, p0),质子(p)和中子(n)10种;另外4种就是1956年在实验室中被发现的正反电子中微子、反质子和反中子。这14种粒子各有用武之地,其中质子、中子和电子构成一切稳定的物质;光子是电磁力的传递者,p介子传递核力,中微子在b衰变中扮演不可缺少的角色(b衰变是原子核自发地放射出电子或正电子,或者俘获原子内电子轨道上的一个电子,而发生的转变);而m子则在宇宙射线中出现。以上这些就构成了第一代粒子。 第二代 稳定的秩序似乎并没有维持多久,“完满”的旧理论很快就被一系列新的疑问所冲破。在发现p 介子的1947年,人们利用宇宙射线在云室中拍下了两张有V字形径迹的照片,衰变产物是p±介子和质子(p)。这两种径迹不能用任何当时已发现的第一代粒子来解释,于是人们很自然的想到,这一定是两种未发现的粒子衰变所形成的。在之后的几年里,人们拍摄了十多万张宇宙射线照片,终于发现了这两种不带电的新粒子。其中一个质量为电子质量的1000倍,现在被叫做“k0介子”;另一个约为电子质量的2200倍,现在称为 l粒子(读“兰布塔”)。我们称它们为第二代粒子,这是因为它们有两个明显的特点:(1) 产生快,衰变慢;(2) 成对(协同)产生,单个衰变。这些特点用过去的理论是无法解释的,所以又称它们为“奇异粒子”。 为了对这些奇异粒子进行定量研究,光靠宇宙射线是不够的。50 年代初,一些大型加速器陆续建成,使人们有可能利用加速器所加速的粒子来轰击原子核,以研究奇异粒子。 到1964年人们又陆续发现了一批奇异粒子,使人们发现的粒子种类达到了33种。这些奇异粒子统称为“第二代粒子”。 第三代 如果我们把已发现的30多种粒子按它们的稳定程度来分类,那么其中有的粒子是稳定的,例如质子、电子等;有的粒子却要自发地衰变成其它粒子,例如m ±、p±、π0、k0、λ0……等。它们衰变的时间一般在10-20 ~10-16秒或大于10-10秒,分别属于电磁作用衰变和弱作用衰变。到了60年代,由于加速器的能量逐步提高和高能探测器的迅速发展,在实验上也发现了衰变时间在10-24~10-23秒范围的快衰变粒子,其衰变属强作用衰变。这些粒子被称为“共振态粒子”,也称“第三代粒子”。由于它们的出现,使粒子种类猛增到上百.
【基本粒子理论】
于基本粒子的结构、相互作用和运动转化规律的理论。它的理论体系就是量子场论。按照量子场论的观点,每一类型的粒子都由相应的量子场描述,粒子之间的相互作用就是这些量子场之间的耦合,而这种相互作用是由规范场量子传递的。 20世纪30年代以来,基本粒子理论在实验的基础上有了很大进展。在粒子结构方面,人们已经通过对称性的研究深入到了一个层次,肯定了强子是由层子和反层子组成的,对真空特别是对真空自发破缺也有了新的认识。在相互作用方面,发展了可描述电磁相互作用的量子电动力学,发展了能统一描述弱相互作用和电磁相互作用的弱电统一理论,可用于描述强相互作用的量子色动力学。它们无一例外都是量子规范场理论,并且都在很大程度上与实验一致,从而使人们对各种相互作用的规律性有了更深一层的了解。 基本粒子理论在本质上是一个发展中的理论,它在许多方面还不能令人满意,其中有两个具有哲学意义的理论问题尚待澄清,即:层次结构问题(见物质结构层次)和相互作用统一问题(见相互作用的统一理论)。在物质结构的原子层次上,可以把原子中的电子和原子核分割开来;在原子核层次上,也可以把组成原子核的质子和中子从原子核中分割出来。可是进入到"基本粒子"层次后,情况有了变化。这种变化在于强子虽然是由带"色"的层子和反层子组成的,但却不能把层子或反层子从强子中分割出来。这种现象被称为"色"禁闭。于是,在"基本粒子"层次,物质可分的概念增添了新的内容。可分并不等于可分割,强子以层子和反层子作为组分,但却不能从强子中分割出层子和反层子。 "色"禁闭现象的原因至今还未能从理论上找到明确答案。80年代已知的层子、反层子已达36种,轻子、反轻子已达12种,再加上作为力的传递者的规范场粒子以及 Higgs粒子,总数已很多,这就使人们去设想这些粒子的结构。物理学家们对此已经给出许多理论模型,但各模型之间差别很大,近期内还很难由实验验证和判断究竟哪个模型正确。 在弱电统一理论获得成功之后,人们又探求强作用和弱作用、电磁作用三者之间的统一,提出了各种大统一模型理论。这种理论预言质子也会衰变,其寿命约为1032±2年。但还没有得到实验上的证实。在探索力的统一理论时不能不考虑引力。但引力和弱作用力、电磁作用力、强作用力有重要差别,因为它直接与空间、时间的测度有联系,它的传递者——引力子的自旋不同于其他三种作用力的传递者,它的耦合常数有量纲~(质量)-2 ,从而会出现无穷多种发散,不能重整化。如果再考虑到A.爱因斯坦所提出的引力方程的非线性性质,就更增加了引力理论量子化、重整化的困难。初步的探讨认为,引力场也是一种规范场,这就意味着引力和其他三种基本力在逻辑上最终会统一起来。但从问题的深度上可以看到,有一些关键性的因素人们还没有掌握。

物质是由基本粒子组成,那基本粒子是怎样产生的呢?
答:最根本的原因就是:基本粒子的产生和四种基本作用力存在着不可磨灭的联系。世间万物都是由基本粒子组成的,比如原子、电子、离子等基本粒子,那你曾经有没有想过这些粒子又是从何而来?凭空产生的吗?当然不是,这些粒子的形成过程很复杂,但是不可避免的都和四种基本作用了有所关联。 引力就是其中一...

物质是由基本粒子组成,那基本粒子是如何产生的呢?
答:归根究底,基本粒子的产生和四种基本作用力存在着千丝万缕的联系。世间万物都是由基本粒子组成的,比如原子、电子、离子等基本粒子,那你有想过这些粒子又是从何而来?凭空产生的吗?当然不是,中间的形成过程很复杂,但是不可避免的都和四种基本作用了有着或多或少的关系。 引力就是其中一种,引力...

构成物质的基本粒子有哪三种
答:构成物质的基本粒子有哪三种:分子、原子和离子 基本粒子,物理学术语,指人们认知的构成物质的最小及最基本的单位,是组成各种各样物体的基础。即:在不改变物质属性的前提下的最小体积物质。它是组成各种各样物体的基础,且并不会因为小而断定它不是某种物质。1.分子:分子是由原子通过共用电子形成的...

物质是由什么组成的
答:物质是构成宇宙万物的基本元素,是所有事物的物质基础。根据物理学的观点,物质是由基本粒子组成的,而基本粒子则是构成物质的最基本单位,也是不可分割的基本元素。在物理学中,基本粒子可以分为两类:一类是构成物质的带电粒子,包括电子、质子、中子等等;另一类是构成物质的非带电粒子,包括中微子、轻子...

三种基本粒子是
答:三种基本粒子有2种分类法:1,质子,中子,电子:、2,上型夸克,下型夸克,电子:图中+-号代表不可分割的最小正负电磁信息单位-量子比特(qubit)(名物理学家约翰.惠勒John Wheeler曾有句名言:万物源图于比特 It from bit 量子信息研究兴盛后,此概念升华为,万物源于量子比特)注:位元即比特 ...

基本粒子有哪几种?
答:粒子物理学中,基本粒子(英语:elementary particle)是组成物质最基本的单位。目前在标准模型理论的架构下,已知的基本粒子可以分为费米子(包含夸克和轻子)以及玻色子(包含规范玻色子和希格斯粒子,也称传播子)。由两个或更多基本粒子所组成的则称作复合粒子(如中子、质子、和介子)。我们日常生活中的...

质子,中子,电子在标准模型中,哪一项被列为基本粒子?
答:标准模型包含了十二种味道的费米子。组成大部分物质三种粒子:质子、中子及电子,当中只有电子是这套理论的基本粒子。质子和中子只是由更基本的夸克,受强作用力吸引而组成。所有普通物质都是由这一代的粒子所组成,第二季第三代粒子只能在宇宙射线或是高能实验中制造出来,而且会在短时间内衰变成第一代...

构成物质的基本粒子的有哪些
答:构成物质的基本粒子有:电子、光子、质子和、中子、、正电子、中微子、介子、超子、变子等等几百种之多,物理学家把它们统称为“基本粒子”1972年,我国高能物理研究所云南宇宙线观测站,在宇宙线中发现了一种新的重质量荷电粒子。1974年秋天,以美籍物理学家丁肇中教授为首的研究小组,发现了一种新的...

物质是由什么组成的
答:1. 物质是构成宇宙万物的基本元素,是所有事物的物质基础。2. 根据物理学的观点,物质是由基本粒子组成的,这些基本粒子是构成物质的最基本单位,也是不可分割的基本元素。3. 在物理学中,基本粒子分为带电粒子和非带电粒子两类。带电粒子包括电子、质子等,非带电粒子包括中微子、轻子、底夸克、顶...

基本粒子是什么东西?基本粒子还能继续分割吗?
答:一直以来,物理学家不断把粒子分成更小粒子,直至最小的尺寸,以寻找组成物质的基本粒子。那么,物理学家是如何知道一个基本粒子有多小呢?上图是第一张单原子照片,由原子力显微镜(AFM)拍摄到的并五苯分子,达到单原子分辨率。成像方式如下:一组特定波长的光被发射到目标物体上,其中一些光波直接穿过...