第二章粒子分类
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1、第二章粒子分类1. 粒子的量子场论图象1.1) 每种粒子对应一种场,场充满全空间1.2) 场能量最低态为基态(一般无物理效应),激发态为相应粒子1.3) 场量一般为复量,互为复共扼的两种激发态无为粒子-反粒子(正负电子对)1.4) 粒子间相互作用来自场与场之间的相互作用1.5) 所有场处于基态时为物理真空,真空不是空无一物例:中子的衰变Show Feynmann diagram2. 粒子的内禀属性全同性:同一种基本粒子的内禀属性全同,即不可分辨。2.1 质量(static)稳定粒子E = m/sqrt(1-vA2),p = m v/sqrt(1-vA2),EA2 - pA2 = mA2不稳定粒
2、子的概率密度满足Wigner分布M = m - ir/2粒子质量分布范围广m_y 三种- 两种- 统一理论(Superstring)强电磁弱引力力程fm810A-3 fm8强度11/13710A-1310A-39典型反应兀PyPvP截面250.116.7x10A-8媒介子介子(胶子)光子 W,Z 引力子自旋 0,11124 .粒子分类4.1按相互作用性质分(引力可略)轻子(l eptons, no strong interaction)强子(hadrons, strong interaction)分重子(超子,质量大于核子)与介子规范玻色子(gauge bosons)4.2按寿命分稳定粒子:不
3、能通过强作用衰变的粒子(其中光子,中微子,电子,质子特稳定) 共振态(800多种)4.3 标准模型 SU(3)xSU(2)xU(1) gauge theorya)强子是有结构的(Hofstadter ep scattering,1950s and Gellmann,1964s) r_p = 0.8 fm and Eightfold-Way patternb)重子由三个夸克组成,介子由夸克与反夸克组成,其粘含剂为胶子c)夸克有6种味(flavors),三种颜色(colors)d)夸克和胶子是禁闭的,但又是渐近自由的e)Hybrids? Glueball?f)轻子无结构(up to 10人-20 cm)夸克和轻子组成三代?!自由夸克在哪里?4.4 Higgs (LHC)对称性自发破缺,使费米子获得质量4.5 Supersymmetric Particles (LHC), Superstring, M-theory4.6 Axions, WIMP, Dark Matter (90% of universe)
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