微观粒子究竟是什么东西?或许是最通俗的解释!
粒子是人们认知的构成物质的最小或/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。
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。1858年,德国科学家普吕克做了一个实验。
他将一个玻璃试管中的空气抽得非常稀薄,然后在试管两头装上电极板,极板上加入几千伏的电压,他发现在阴极对面试管壁上闪烁着绿色的辉光,但是却没有看到从阴极上有任何东西发射出来。关于这绿色的辉光的究竟是什么,科学界众说纷纭,总结来说有两种看法:粒子或者电磁波。
后来科学家赫兹对此做了实验,当他把这个管子置于磁场中,发现绿色会发生偏转,但是他并没有解释这究竟是为什么?1897年,英国剑桥大学卡文迪许实验室的约瑟夫·约翰·汤姆森重做了赫兹的实验。
他把涂有硫化锌的玻璃片放在了阴极射线经过的路径上,结果玻璃片闪光了,这说明硫化锌可以显示阴极射线的轨迹,这下就好办了。
汤姆逊在阴极射线经过的路径上加了一个电场或磁场,结果发现轨迹发生偏转,汤姆逊得出结论——阴极射线是一种带负电的粒子。
汤姆逊对阴极射线同时施加电场和磁场,并且调节其强度,使得阴极射线仍然做直线运动,这样,通过电场强度和磁感应强度的比值就可以算出微粒的速度,再通过偏转知道了这种粒子的荷质比。
汤姆逊测出来荷质比后发现这个值太大了,是氢原子荷质比的1836倍,这肯定是一种新的粒子了。
1897年4月汤姆生以《阴极射线》为题作了研究报告,申明发现了比原子更小的粒子—电子。并给了电子的属性。电子的发现由此掀开了微观世界的大门。
后来,1932 年 J.查德威克在用a粒子轰击核的实验中又发现了中子,随即人们认识到原子核是由质子和中子构成的,在一开始大家都将它们称呼为基本粒子。
但是到了六十年代初,实验发现的基本粒子的数目已达到近百种。而且显然,随着加速器能量的提高,还会有大量的新粒子会被发现出来。原来人们期望基本粒子的研究会给物质世界描绘出一幅很简明的图象。结果却相反,基本粒子的种类竟然比化学元素的种类还多,而且有些粒子实验显示具有明显的内部结构。所以便不再称呼为基本粒子,而是叫粒子!
粒子物体内部流动
由此构建了粒子物理这门学科,专门研究粒子,而随着70年代,科学家为了统一宇宙四大力——强力、弱力、电磁力、引力,从而构建了标准模型。根据粒子的质量和各相互作用强度等参数对粒子进行了系统分类。
标准模型粒子图
粒子如今可以分为组成物质的费米子以及传递力的玻色子。
传递力的(规范)玻色子有四种:1传递电磁力的光子、2传递引力的引力子、3传递核强力的胶子、4传递弱力的玻色子,最后还有一种赋予所有粒子质量的希格斯玻色子(上帝粒子)。
而费米子是依随费米-狄拉克统计(是统计力学中描述由大量满足泡利不相容原理的费米子组成的系统中粒子分处不同量子态的统计规律)、角动量的自旋量子数为半奇数(1/2,3/2…)的粒子。
费米子遵从泡利不相容原理,即不能两个以上的费米子出现在相同的量子态中。根据标准理论,费米子均是由一批基本费米子构成的,而基本费米子则不可能分解为更细小的粒子。
基本费米子分为2类:夸克和轻子。而这2类基本费米子,又分为合共24种味(属性):
12种夸克:包括上夸克(u)、下夸克(d)、奇夸克(s)、粲夸克(c)、底夸克(b)、顶夸克(t),及它们对应的6种反粒子。·
12种轻子:包括电子(e-)、μ子(μ-)、陶子(τ-)、电中微子(νe)、缈中微子(νμ)、陶中微子(ντ),及对应的6种反粒子。
物质宇宙就是由上述这些物质性的费米子以及传递力的玻色子所构成。后来人类为了把宇宙中的四大基本力统一起来,维内奇诺进一步创造了弦论,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。但是目前弦论是理论物理学上的一个尚未被证实的理论。
目前,科学家对于粒子的研究还在不断深入,这个世界上究竟存在多少种粒子,还等着我们不断去发现。
大家都在看
-
## 浩瀚宇宙,我们能知道多少?一场幽默的宇宙探索之旅 朋友们!你们有没有想过,我们生活的这个宇宙到底有多大?是不是觉得自己的脑袋都快想破了?别急,今天我们就来一场幽默的宇宙探索之旅,看看在这浩瀚的宇宙中,我们到底能知道多少。首先,让我们来聊聊宇宙的起源。 ... 宇宙探索12-22
-
宇宙的无尽旅程:你敢想象尽头在何方吗? ## 描述你是否曾想过,宇宙的边界到底在哪里?是无尽的星辰还是某个神秘的终点?今天,我们就来聊聊这个迷人的话题,带你一起探寻宇宙的尽头!---你有没有想过,浩瀚的宇宙,有没有一个尽头?这是一个古老而又激动人 ... 宇宙探索12-22
-
虚拟现实与宇宙探索:人工智能打造的沉浸式星际之旅 在科技飞速发展的时代,虚拟现实和人工智能携手为人类开启了一扇通向宇宙深处的奇幻之门,打造出前所未有的沉浸式星际之旅。虚拟现实技术让我们得以身临其境地感受宇宙的浩瀚与神秘。以往,我们只能通过书籍、图片和 ... 宇宙探索12-22
-
宇宙探索:奇异的星系怪物 大伙儿有没有想过,咱们平常抬头看看天上的星星,那可都是宇宙中的"明星"啊!今儿个我跟大家聊聊那些在宇宙中长得奇奇怪怪的星系,说出来你可能不信,有的像两只老鼠咬耳朵,有的活脱脱一个大海星,还有的就跟个大 ... 宇宙探索12-22
-
天文观测的艺术:如何用望远镜探索宇宙 在浩瀚无垠的宇宙中,星星如同无数的故事,等待着我们去探索和解读。天文观测不仅是科学研究的基础,更是一门艺术,它将人类的好奇心与宇宙的奥秘结合在一起。通过望远镜,我们能够揭开宇宙的神秘面纱,探索遥远星系 ... 宇宙探索12-21
-
宇宙究竟存不存在尽头呢?如果有尽头之外又有什么呢? 随着人类科学技术水平的不断提高,人类对宇宙的认识也在不断深入。在人类一步步靠近宇宙的时候,却发现每走一步都会产生无数的疑问,世间万物都有它的尽头,所以人们猜想宇宙也有自己的尽头。然而,人类渺小得如同井 ... 宇宙探索12-21
-
探索宇宙的起源与终结 宇宙的起源大爆炸理论:宇宙大爆炸理论是目前科学界广泛接受的宇宙起源理论。该理论认为,宇宙起源于一个极其高温、高密度的奇点,这个奇点发生了剧烈的爆炸,从而产生了宇宙。大爆炸的瞬间,时间和空间被同时启动, ... 宇宙探索12-21
-
为什么人类要不停地探索外太空? 或许从古猿仰望星空的那一刻开始,人类就对那遥远的宇宙产生了天然的探索欲。无论是艺术创作、影视作品或是航天科技的发展,自古以来,我们对于宇宙的向往与想象从未停止过……但,人类为什么要不停地探索外太空呢? ... 宇宙探索12-21
-
宇宙五大未解谜团:每一个答案都可能改变世界 人类是地球上已知的唯一拥有高级智慧的物种,凭借着这一独特的优势,人类短短数百万年的时间,就演化出了如今的现代文明。站在了地球食物链的顶端。然而高级智慧带来科技发达的同时,也给我们带来了其他物种没有的困 ... 宇宙探索12-20
-
宇宙探索新成果:月球形成时间确定为45.1亿年 月球45.1亿年前形成的理论是通过多种证据和分析综合得出的。首先,科学界普遍认为月球是在早期地球与一个火星大小的原行星相撞后形成的,这次撞击被称为“大碰撞事件”。该事件发生时间的估算,是基于对月球岩石样品 ... 宇宙探索12-20
相关文章
- 宇宙探索新成果:月球形成时间确定为45.1亿年
- 【探索宇宙】2024年中国航天新亮点!卫星互联网建造拉开大幕→
- 人类最接近外星生命的一次!木卫二冰层下的地下海洋可能存...
- 9小时出舱活动刷新中国和世界纪录,航天员如何在太空中生存?
- 美国宇航局 宇宙新发现:“花环” 恒星圈与 “圣诞树簇” 的奥秘探索
- 那为什么太空是黑的呢?太阳却照亮地球
- 穿越星际的冒险:探索宇宙机器人游戏的无限可能
- 红外空间天文台:宇宙探索的璀璨明珠
- 探索宇宙奥秘,地下700米的国之大器进入最后关键节点
- 飞船到达240亿公里深空,发现一个残酷现实,人类被困在太阳系?
- 探索多维宇宙:超越时空的奇妙之旅 #平行
- 探索宇宙的奥秘:黑洞与引力波--天文学的两大奇迹
- 震惊!宇宙万亿星系探索,人类或成唯一智慧生命
- 廖渊:以水墨探索时间与宇宙
- 中国航天:勇攀高峰,探索宇宙奧秘
- 小愿望·大梦想
- 易经最终的目的:探索宇宙真理与人生智慧
- 探索宇宙奥秘,牛顿的思考启迪未来!🚀🌌
- 科学梦想还是资源浪费?杨振宁与王贻芳如何看待对撞机计划
- 宇宙深处的人工智能生命探索假想
热门阅读
-
预言2030年太阳将休眠,恐怖的千年极寒将来临 07-11
-
中国十大元帅之死,多高寿而善终(林彪叛逃而死) 07-11
-
因果报应真实事例,做尽坏事必遭天谴 07-11
-
全球人口减少可能带来的六大教训和好处 07-18
-
离太阳最近的十大恒星排名,宇宙最大十大星球 04-12